Роторно-поршнева машина ярошенко ед.вас.
Текст
1 Роторно-поршневая машина, преимущественно роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, по меньшей мере с одной секцией, содержащая корпус со свечой зажигания или топливовпрыскивающей форсункой, с боковой крышкой, с впускным и выпускным окнами и с цилиндрической полостью, в которой имеется выходной вал, связанный с ротором, снабженным цилиндром и поршнем, создающими кинематическую пару "цилиндр-поршень" и имеющими возможность вращательного движения по различным траекториям в цилиндрической полости и возвратно-поступательного движения друг относительно друга, а также рабочую камеру и ее уплотнения, установленные между корпусом и ротором и ещё между цилиндром и поршнем, отличающаяся тем, что один из элементов, составляющих кинематическую пару, например, цилиндр или поршень, имеет возможность вращательного движения по окружности концентричной цилиндрической полости, а другой элемент, например, поршень или цилиндр, соответственно, имеет возможность вращательного движения по траектории, которая задается направляющими, например, буртиками, пазами, канавками, выполненными в корпусе и, или в его боковой крышке, или водилом, например, рычагом, связывающем последний указанный элемент кинематической пары, например, поршень или цилиндр соответственно, с корпусом или с его боковой крышкой см О со" to со ID СМ СО 32535 Двигатель содержит неподвижный корпус с боковой крышкой и с цилиндрической полостью, в которой на выходном валу установлен цилиндрический ротор с четырьмя радиально расположенными цилиндрами В цилиндрах размещены поршни, которые соединены между собой шарнирными звеньями в равносторонний четырёхугольник, который сопряжён с двухвершинным кулачком Кулачок установлен по оси цилиндрической полости Он может проворачиваться относительно вертикальной оси двигателя с помощью приводного механизма В средней части каждого шарнирного звена расположен скруглённый паз для контактирования с опорными элементами, которые установлены в вершинах кулачка Цилиндры и поршни создают кинематические пары "цилиндр-поршень" и имеют возможность вращательного движения в цилиндрической полости корпуса и возвратно-поступательного движения друг относительно друга В корпусе также размещены диаметрально расположенные свеча зажигания и трубопроводы подачи горючей смеси и отвода отработавших газов Между корпусом, ротором, цилиндром и поршнем размещена рабочая камера, включающая камеру сгорания Рабочая камера имеет уплотнения между корпусом и ротором и ещё между цилиндром и поршнем Недостатками двигателя-прототипа являются - большие материалоёмкость и трудоёмкость изготовления сложность и громоздкость конструкции Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, являются наличие массивных ротора и шарнирно-звеньевого механизма проворачивания ротора и выходного вала отбора мощности и также необходимость изготовления сложного высокоточного шарнирно-звеньевого механизма, - малая мощность по причине малого числа оборотов выходного вала, малой литровой мощности и недостаточного использования полезного габаритного объёма двигателя для размещения дополнительных рабочих камер, - конструктивная невозможность установки более четырех кинематических пар "цилиндрпоршень", - малая надежность из-за сложности конструкции шарнирно-звеньевого механизма проворачивания ротора и выходного вала отбора мощности В основу изобретения поставлена задача усовершенствования роторно-поршневой машины путём - установки в корпусе или на его боковой крышке водил или направляющих движений цилиндров или поршней - установки дополнительных кинематических пар "цилиндр-поршень" и создания при этом дополнительных рабочих камер, - упрощения конструкции роторно-поршневой машины И, таким образом, обеспечить - уменьшение материалоёмкости, массы и габаритных размеров - увеличение числа оборотов выходного вала и увеличение литровой мощности, - повышение надёжности роторно-поршневой машины Поставленная задача решается тем, что в роторно-поршневой машине, содержащей корпус со свечой зажигания или топливовпрыскивающей форсункой, с боковой крышкой, с впускным и выпускным окнами и с цилиндрической полостью, в которой имеется выходной вал, связанный с ротором, снабженным цилиндром и поршнем, создающими кинематическую пару "цилиндр-поршень" и имеющими возможность вращательного движения по различным траекториям в цилиндрической полости и возвратно-поступательного движения друг относительно друга, а также рабочую камеру и ее уплотнения, установленные между корпусом и ротором и ещё между цилиндром и поршнем, согласно изобретению, один из элементов, составляющих кинематическую пару, например, цилиндр или поршень, имеет возможность вращательного движения по окружности, концентричной цилиндрической полости, а другой элемент, например, поршень или цилиндр соответственно, имеет возможность вращательного движения по замкнутой круговой траектории, которая задается направляющими, например, буртиками, пазами, канавками, выполненными в корпусе и или в его боковой крышке, или водилом, например, рычагом, связывающем последний указанный элемент кинематической пары, например, поршень или цилиндр соответственно с корпусом или с его боковой крышкой Кроме вышеуказанных основных существенных признаков, имеются дополнительные альтернативные существенные признаки, которые характеризуют изобретение в отдельных случаях Корпус имеет несколько боковых крышек, а ротор снабжен более чем одной кинематической парой "цилиндр-поршень" Уплотнения рабочей камеры между корпусом и ротором выполнены жидкостью, например, моторным маслом, имеющейся в цилиндрической полости Поршни закреплены посредством рычагов на оси, установленной в корпусе или на его боковой крышке, с возможностью проворачивания друг относительно друга на угол не более 45 е Центры траекторий, преимущественно окружностей, движений цилиндра и поршня смещены друг относительно друга на расстояние не более радиуса большей траектории В роторе выполнены канавки или углубления с выходом в полость цилиндра Впускное и, или выпускное окна выполнены в корпусе сбоку, например, в боковой крышке корпуса Часть рабочей камеры • камера сгорания выполнена в виде углубления или выборки в днище поршня и, или в стенке цилиндрической полости корпуса непосредственно у свечи зажигания или у топливовпрыскивающей форсунки Ось цилиндра расположена или радиально к центру ротора, или параллельно радиусу ротора, или под углом не более 30 е к радиусу ротора 32535 Один из элементов кинематической пары "цилиндр - поршень" установлен в роторе с возможностью движения по скругленному многоугольнику. Цилиндр, корпус и, или его боковые крышки снабжены боковыми щелями газообмена. Все вышеуказанные существенные признаки находятся в причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом. Новыми техническими свойствами (техническим результатом) роторно-поршневой машины являются: - уменьшение материалоёмкости, массы и габаритных размеров, происходящих по причине установки не материалоёмких, лёгких и малогабаритных водил и направляющих движений цилиндров или поршней; - установки дополнительных кинематических пар "цилиндр-поршень" и создания при этом дополнительных рабочих камер, что увеличивает количество рабочих циклов за один оборот выходного вала, - повышение надёжности из-за применения простых по конструкции водил и направляющих движений цилиндров или поршней для привода ротора и выходного вала роторно-поршневой машины во вращение Изобретение поясняется чертежами, на которых представлены. фиг 1 - поперечное сечение четырёхтактного четырёхцилиндрового роторно-поршневого двигателя (для описания к БИ), фиг 2 - продольное сечение четырёхтактного четырёхцилиндрового роторно-поршневого двигателя (для описания к БИ), фиг. 3 - траектория движения пальца поршня; фиг. 4 - кинематическая схема одноцилиндрового РПД, фиг. 5 - кинематическая схема многоцилиндрового РПД, фиг 6 - кинематическая схема одноцилиндрового РПД с двумя валами отбора мощности, фиг. 7 - кинематическая схема многоцилин~ дрового РПД с двумя валами отбора мощности; фиг. 8 - кинематическая схема одноцилиндрового РПД с направляющими движения цилиндра; фиг 9 - кинематическая Слвма многоцилиндрового РПД с направляющими движения цилиндров; фиг. 10 - кинематическая схема одноцилиндрового РПД с направляющими движения поршня; фиг. 11 - кинематическая схема многоцилиндрового РПД с направляющими движения поршней; фиг. 12 - траектория движения цилиндра или поршня в виде окружности; фиг. 13 - траектория движения цилиндра или поршня в виде эллипса, фиг. 14 - траектория движения цилиндра или поршня в виде скруглённого треугольника с выпуклыми сторонами; фиг. 15 - траектория движения цилиндра или поршня в виде скруглённого четырёхугольника с выпуклыми сторонами; фиг. 16 - траектория движения цилиндра или поршня в виде скруглённого треугольника с вогнутыми сторонами; фиг 17 - траектория движения цилиндра или поршня в виде скруглённого четырёхугольника с вогнутыми сторонами; фиг 18 - поперечное сечение возможного варианта РПД (цилиндр в роторе устроен под углом к радиусу ротора); фиг. 19 - поперечное сечение возможного варианта РПД (цилиндр в роторе устроен параллельно радиусу ротора); фиг 20 - поперечное сечение двухтактного четырёхцилиндрового РПД (для описания к БИ); фиг 21 - продольное сечение двухтактного четырёхцилиндрового РПД (для описания к БИ); фиг. 22 - кинематическая схема одноцилиндрового РПД с направляющими движения поршневого пальца, находящегося в прорезях цилиндра; фиг. 23 - кинематическая схема многоцилиндрового РПД с направляющими движения поршневых пальцев, находящихся в прорезях цилиндров Далее описаны конструктивные варианты выполнения предлагаемого двигателя. Вариант 1. Четырёхтактный РПД. Предлагаемый четырёхтактный роторнопоршневой двигатель внутреннего сгорания (см. фиг 1 и 2 ) представляет собой корпус 1 с цилиндрической полостью, в которой с зазором А концентрично установлен ротор 2 с выходным валом 3. Ротор 2 представляет собой обоймублок 4 со встроенными цилиндрами 5. Выходной вал 3 находится в подшипниках 6, которые установлены в крышке 7 корпуса 1 Между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью ротора 2 имеются уплотнения 8, выполненные в виде пластин и установленные в канавках обоймы-блока 4 непосредственно у торцов цилиндров 5. В цилиндрах 5 установлены поршни 9, которые с помощью пальцев 10 шарнирно соединены с рычагами (шатунами) 11, установленными на оси 12 В свою очередь ось 12 установлена в крышке 13 корпуса 1. Рычаги 11 могут проворачиваться друг относительно друга на определённый угол вокруг оси 12 Обязательным условием работоспособности приводимого варианта роторно-поршневого двигателя является определённое смещение (эксцентриситет) Е центров вала 3 и оси 12 друг относительно друга, т.к цилиндр и поршень вращаются по окружностям. Смещение Е не может быть больше радиуса внутренней цилиндрической рабочей поверхности корпуса 1. Смещение центров вращения цилиндра и поршня необходимо для осуществления возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре при одновременном их вращении по различным окружностям в цилиндрической полости корпуса 1. В других конструктивных случаях смещение центров отсутствует или не обязательное. Поршень 9 представляет собой металлический стакан, который установлен в цилиндре 5 с небольшим зазором. В поршне 9 установлены уплотнения 14, выполненные в виде поршневых колец. 32535 Между корпусом 1 и его крышками 7 и 13 установлены уплотнения 15, выполненные в виде кольцевых прокладок. Корпус 1, его крышки 7 и 13 и уплотнения 15 скреплены между собой болтовыми соединениями 16. В корпусе 1 выполнены впускные окна (клапаны) 17 для впуска горючей смеси и выпускные окна (клапаны) 18 для отвода отработавших газов. В корпусе 1 также установлена свеча 19 зажигания рабочей смеси Между корпусом 1 и ротором 2 находятся полости 20, выполненные в виде выборок в обойме-блоке 4 Полости 20 заполнены жидкостью (например, моторным мае? лом, имеющимся в двигателе) с целью уплотнения рабочей камеры 21 и смазки трущихся поверхностей цилиндрической полости корпуса 1 и уплотнений 8. Рабочая камера 21 ограничена корпусом 1, цилиндром 5, поршнем 9 и уплотнениями 8 и 14. Самая верхняя часть рабочей камеры 21 является камерой сгорания 22 (пространство над поршнем при положении поршня в верхней мёртвой точке). Рассмотрим приводимый вариант четырёхтактного роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания в действии. При вращении выходного вала 3 вращается посаженный на него ротор 2 со встроенными в его обойму-блок 4 цилиндрами 5 и поршнями 9. Цилиндр 5 вращается на валу 3, а поршень 9, находящийся в цилиндре 5, вращается вокруг оси 12 и одновременно перемещается в цилиндре 5 к центру двигателя (вниз). В рабочей камере 21 создаётся разрежение. Через впускное окно (клапан) 17 в замкнутое пространство - рабочую камеру 21 поступает (всасывается) горючая смесь, состоящая из жидкого топлива или горючего газа, смешанных в определённой пропорции с воздухом Для повышения мощности двигателя и лучшего наполнения цилиндра горючей смесью по периметру корпуса 1 установлено несколько подводов смеси с впускными окнами (клапанами) 17. При дальнейшем вращении цилиндра 5 и поршня 9 на валу 3 и вокруг оси 12 соответственно и одновременным перемещением поршня 9 от . центра двигателя (вверх), смесь сжимается и воспламеняется с помощью свечи 19 системы зажигания. При сгорании смеси выделяется большое количество тепла, вследствие чего, газы, получившиеся при сгорании, нагреваются, а давление их сильно возрастает. Под действием давления газов поршень 9 перемещается в цилиндре 5 к центру двигателя (вниз) и посредством пальца 10, рычага 11, цилиндра 5 и обоймы-блока 4, вращает вал 3, совершая при этом полезную работу. Вал 3 в этом случае является также валом отбора мощности двигателя. При обратном ходе поршня 9 от центра двигателя (вверх) и дальнейшем вращении цилиндра 5 и поршня 9 на валу 3 и вокруг оси 12 соответственно отработавшие газы удаляются из цилиндра 5 через выпускное окно (клапан) 18. Для повышения мощности двигателя и быстрейшего удаления из цилиндра 5 отработавших газов по периметру корпуса 1 установлено несколько отводов отработавших газов с выпускными окнами (клапанами) 18. Рассмотренный процесс непрерывно повторяется, чем обеспечивается работа двигателя и получение на валу 3 отбора мощности необходимого усилия. При одном полном обороте ротора 2, поршень 9 сделает один ход к центру двигателя (вниз) и один ход от центра двигателя (вверх). Изменения направления движения поршня 9 относительно цилиндра 5 происходят в нижней и верхней мёртвых точках. Здесь мёртвые точки по отношению к поступательному движению поршня 9 в цилиндре 5. На самом деле мёртвые точки отсутствуют, т.к. цилиндр 5 и поршень 9 совершают круговые дви• жения в цилиндрической полости корпуса 1, что способствует бесшумности работы двигателя и значительному уменьшению инерционности (сил инерции) движущихся деталей двигателя. В предлагаемом двигателе рабочий цикл совершается за два полных оборота вала 3 или за четыре хода поршня 9 в цилиндре 5 и состоит из следующих тактов1 впуска, сжатия, расширения (рабочий ход) и выпуска. ' При работе двигателя цилиндры 5 вместе с обоймой-блоком 4 движутся (вращаются) по окружности на валу 3, а поршни 9 движутся (вращаются) по траектории близкой к окружности (практически по окружности) вокруг оси 12 совместно с рычагами 11 и пальцами 10 (см. фиг. 3). Предлагаемая РПМ даёт возможность разработки других конструктивных и кинематических вариантов её исполнения. Например, варианты показанные на фиг 4-11. При этом траектории движения поршня могут быть самыми разнообразными, например, как показаны на фиг 12-17. С целью придания камере сгорания выгодной формы для лучшего её наполнения горючей смесью и эффективного распределения смеси, в предлагаемом двигателе можно установить цилиндр 5 под определённым углом к радиусу ротора 2 (см. фиг 18) или расположить цилиндр 5 параллельно радиусу ротора 2 со смещением Б относительно радиуса (см фиг. 19). Вариант 2. Двухтактный РПД. Предлагаемый двухтактный роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (см. фиг. 20 и 21) содержит корпус 1 с цилиндрической полостью, в которой с зазором А концентрично установлен ротор 2 с выходным валом 3. Корпус 1 включает в себя концентрично расположенные обечайки 23 и 24. По торцам корпуса 1 находятся его боковые крышки 7 и 13. Обечайки 23 и 24 корпуса 1 и боковые крышки 7 и 13 образуют совместно полости 25 для охлаждающей жидкости, например, воды. В корпусе 1 находятся также впускное 17 и выпускное 18 окна Ротор 2 представляет собой обойму-блок 4 со встроенными цилиндрами 5. Вал 3 с лысками 26 установлен на подшипниках 6 в крышках 7 и 13 На валу 3 имеется кулачек 27, который кинематически соединён со 32535 штоком 28 для приведения в действие насосфорсунки 29 с помощью коромысла 30 и его стойки 31 Шток 28 находится в направляющих 32, выполненных в крышке 7 Насос-форсунка 29 жестко установлена в корпусе 1 Между корпусом 1 и ротором 2 непосредственно у торцов цилиндров 5 со стороны корпуса 1 находятся уплотнения 8, выполненные в виде пластин и установленные в пазах обоймы-блока 4 Цилиндры 5 скреплены между собой в обойму-блок 4 с помощью дисков 33 и цилиндрического бандажа 34 В цилиндрах 5 находятся поршни 9 с уплотняющими поршневыми кольцами 14 Поршни 9 содержат пальцы 10, которые через прорези 35 в цилиндрах 5 и в дисках 33 выходят за пределы цилиндров 5 и дисков 33 и входят в направляющие 36, которые выполнены в крышках? и 13 Направляющие 36 задают траекторию движения пальцев 10 и, следовательно, поршней 9 Траектории могут быть в виде окружности, эллипса вогнутого или выпуклого многоугольника, или другое В нашем случае направляющие 36 задают траекторию в виде окружности, центр которой смещён на расстояние (эксцентриситет) Е относительно оси выходного вала 3 Кинематические схемы двухтактного роторно-поршневого двигателя с направляющими движения поршневых пальцев, находящихся в прорезях цилиндров и дисков, показаны на фиг 22 и 23 Между корпусом 1 и его крышками 7 и 13 установлены уплотнения 15, которые выполнены в виде кольцевых прокладок Корпус 1, его крышки 7 и 13 и уплотнения 15 скреплены между собой болтовыми соединениями 16 Между корпусом 1 и ротором 2 имеются полости 20, заполненные жидкостью, например, моторным маслом, с целью уплотнения и смазки трущихся поверхностей обечайки 23 корпуса 1 и уплотнений 8 Рабочая камера 21 ограничена корпусом 1, цилиндром 5, поршнем 9 и уплотнениями 8 и 14 Самая верхняя часть рабочей камеры 21 является камерой сгорания 22 (пространство над поршнем при положении поршня в верхней мёртвой точке) С целью увеличения времени на продувку рабочей камеры, в предлагаемом варианте роторно-поршневого двигателя предусмотрены перепускные пазы 37 и 38 впускного 17 и выпускного 18 окон соответственно, которые выполнены в обечайке 23 корпуса 1 Рассмотрим приводимый вариант двухтактного роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания в действии При вращении вала 3 вращается ротор 2 и, следовательно, вращаются обойма-блок 4 с цилиндром 5 на валу 3 и поршень 9 с пальцем 10 по направляющим 36 Одновременно палец 10 перемещается в прорезях 35 цилиндра 5 и диска 33 Палец 10 перемещает поршень 9 в цилиндре 5 от центра двигателя (вверх) Через впускное окно (клапан) 17 в замкнутое пространство - рабочую камеру 21 поступает (всасывается) воздух При дальнейшем вращении вала 3 впускное окно 17 закрывается и поступивший в рабочую камеру 21 воздух сжимается Температура воздуха резко повышается При достижении поршнем 9 верхней мёртвой точки происходит впрыск горючей смеси (топлива) через насос-форсунку 29 и её воспламенение Под действием давления образовавшихся при этом газов поршень 9 перемещается в цилиндре 5 к центру двигателя (вниз) и посредством пальца 10, перемещающегося в направляющих 36 вращает обойму-блок 4 и, следовательно, вал 3 двигателя совершая при этом полезную работу При дальнейшем вращении вала 3 рабочая камера 21 подводится к выпускному окну 18 Отработавшие газы удаляются из двигателя Благодаря перепускным пазам 37 и 38, расширяющим рабочую зону впускного 17 и выпускного 18 окон происходят соединение указанных окон через рабочую камеру 21 и продувка рабочей камеры Вращаясь далее, обойма-блок 4 перекрывает выпускное окно 18 и рабочая камера 21 подводится непосредственно к впускному окну 17 Рассмотренный процесс непрерывно повторяется, чем обеспечивается работа двигателя и получение на валу 3 отбора мощности необхо димого усилия Рассмотрим основные и дополнительные альтернативные существенные признаки изобретения более детально, применительно к вариантам выполнения машины Предлагаемая роторно-поршневая машина, преимущественно роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, по меньшей мере с одной секцией, имеет общие с прототипом известные признаки, а именно содержит корпус 1 со свечой 19 системы зажигания или топливовпрыскивающей форсункой, с боковой крышкой 7 или 13, с впускным 17 и выпускным 18 окнами и с цилиндрической полостью В цилиндрической полости имеется выходной вал 3, на котором жестко установлен ротор 2 Ротор снабжён цилиндром 5 и поршнем 9, которые вместе создают кинематическую пару "цилиндр-поршень" Цилиндр 5 и поршень 9 имеют возможность вращения в цилиндрической полости корпуса 1 по различным траекториям и одновременно двигаться возвратно-поступательно друг относительно друга Корпус 1, цилиндр 5 и поршень 9 образуют замкнутое пространство - рабочую камеру 21 Между корпусом 1 и ротором 2 установлены уплотнения 8, а между цилиндром 5 и поршнем 9 установлены уплотнения 14 рабочей камеры 21 Предлагаемая роторно-поршневая машина обладает новыми признаками, которые отличают заявляемый объект изобретения от прототипа, а именно один из элементов, составляющих кинематическую пару "цилиндр-поршень", например, цилиндр 5 или поршень 9, имеет возможность вращательного движения по окружности, кон 32535 центричной цилиндрической полости корпуса 1, а другой элемент, например, поршень 9 или цилиндр 5 соответственно, имеет возможность вращательного движения по замкнутой круговой траектории, которая задаётся: или направляющими, например, буртиками, пазами, канавками и т п., выполненными в корпусе 1 и, или в его боковой крышке 7 или 13, или водилом, например, рычагом 11, связывающем последний указанный элемент кинематической пары, например, поршень 9 или цилиндр 5 соответственно, с корпусом 1 или с его боковой крышкой 7 или 13. Корпус 1 содержит несколько боковых крышек 7 и 13, а ротор 2 снабжен более чем одной кинематической парой "цилиндр - поршень", что способствует разгрузке и увеличению числа оборотов выходного вала, а также увеличению мощности двигателя (см. фиг. 1, 2, 20 и 21). При недостаточной герметичности рабочей камеры 21 может произойти преждевременное воспламенение рабочей смеси. Чтобы избежать этого, в предлагаемом РПД между соседними цилиндрами имеются полости 20, заполненные моторным маслом, которое при вращении ротора 2 отбрасывается центробежными силами к периферии, что также способствует смазыванию трущихся поверхностей корпуса 1 и уплотнений 8. Поршни 9 закреплены посредством рычагов 11 на оси 12. Ось установлена в корпусе 1 или на его боковой крышке 7 или 13. Вследствие смещения Е (см. фиг. 1 и 2) оси 12 относительно вала 3, т.е. смещения центров траекторий движения цилиндра 5 и поршня 9, рычаги 11 имеют возможность проворачивания друг относительно друга на определенный угол вокруг оси 12. Угол проворота рычагов 11 обусловлен величиной смещения Е и длиной рычагов 11. С увеличением смещения Е угол проворота увеличиваются, а с увеличением длины рычагов 11 угол проворота уменьшается. Угол проворота теоретически не может быть больше 90*. Практически он намного меньше и составляет не более 45*. В противном случае смещение Е должно быть больше длины рычага 11, что противоречит конструкции предлагаемого РПД, т.к. оно выходит за его пределы. Смещение Е не может быть больше радиуса большей траектории. Для лучшего наполнения рабочей камеры горючей смесью путём увеличения времени наполнения её за счёт удлинения участка поверхности ротора, на котором происходит наполнение цилиндра, на наружной цилиндрической поверхности обоймы-блока 4 со стороны корпуса 1 по её периметру в месте установки цилиндра выполнены продольные прорези (углубления или канавки) с выходом в полость цилиндра. При этом расширяются зоны впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов, что способствует повышению мощности двигателя. С этой же целью возможно выполнение выборки на рабочей поверхности обоймы-блока 4 вокруг цилиндра. Можно также цилиндр выполнить в сечении прямоугольным или эллипсообразным. При этом большая ось прямоугольника или эллипса располагается по ходу вращения цилиндра, а поршень выполняется с профилем, соответствующим профилю цилиндра. Для полного использования объёма двигателя, повышения его мощности при уменьшении габаритных размеров, возможна установка впускного 17 и выпускного 18 окон не в корпусе 1, а в боковых крышках 7 и 13 корпуса 1. В предлагаемом РПД можно осуществлять отбор мощности непосредственно от конца вала 3 и комплектовать в одно целое несколько секций РПД с общим валом. Применение такого многосекционного двигателя необходимо для получения особо больших мощностей и для повышения равномерности вращения выходного вала. Двигатель позволяет при комплектовании нескольких секций в одну батарею осуществлять циклы "рабочий ход" на радиально противоположных сторонах корпуса 1, что разгружает вал 3 двигателя и увеличивает его мощность. Предлагаемый РПД позволяет за счёт установления различного числа рабочих пар "цилиндр • поршень" добиваться различного количества рабочих циклов за один оборот вала 3, что сказывается на равномерности работы и увеличении числа оборотов двигателя, а, следовательно, и на повышении его мощности. С целью увеличения времени впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов, по периметру корпуса 1 двигателя устанавливаются несколько впускных 17 и выпускных 18 окон (клапанов). В этом же случае возможна установка впускного 17 и выпускного 18 окон (клапанов) не в корпусе 1, а в боковых крышках 7 и 13 корпуса 1. При необходимости обойма-блок 4 может быть составной (для каждого цилиндра своя часть). Каждая часть обоймы-блока 4 может вращаться вокруг оси 12 с возможностью проворачивания друг относительно друга на некоторый угол При этом рычаги 11 поршней 9 выполняются как единое целое и вращаются на валу 3 отбора мощности. Обычно роторно-поршневые двигатели делают бензиновыми с зажиганием от электрической искры, * т. к создание дизельного варианта затрудняется из-за невыгодной формы камеры сгорание. В предлагаемом РПД форма камеры сгорания приближённая к форме камер сгорания обычных поршневых двигателей. С этой целью камера сгорания 21 выполняется в виде углубления или выборки в днище поршня 9 и, или в стенке цилиндрической полости корпуса 1 непосредственно у свечи 19 зажигания или топливовпрыскивающей форсунки 29. Распределение топлива по такой камере сгорания практически осуществляется как у поршневых двигателей. Здесь возможно применение цикла с впрыском топлива в рабочую камеру двигателя через форсунку и воспламенение рабочего заряда за счёт тепла сжатия воздуха. С целью придания камере сгорания выгодной формы для лучшего её наполнения горючей смесью и эффективного распределения смеси, в предлагаемом двигателе ось цилиндра может быть смещена относительно центра ротора в ту или иную стороны или направлена под определённым углом к радиусу ротора (см. фиг. 18 и 19). в 32535 Возможно выполнение возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре при одновременном их вращении по различным замкнутым круговым траекториям без смещения центров их вращения В этом случае возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре осуществляется за счёт изменения кривизны траектории движения поршня, например, движение по эллипсу или по скруглённому многоугольнику. Для увеличения числа ходов поршня в цилиндре, траектория движения поршня может иметь вид скруглённого многоугольника с вогнутыми или выпуклыми сторонами, показанными на фиг 16 и 17 Движение поршня по определённой траектории осуществляется с помощью различных направляющих, например, пазов, буртиков, канавок и др., расположенных в корпусе и, или на его боковых крышках В случае двухтактного РПД, подвод горючей смеси и продувка могут осуществляться сбоку цилиндра 5 со стороны крышек корпуса При этом в цилиндре 5 в нижней части сбоку со стороны крышек 7 и 13 корпуса 1 выполняются впускные окна-щели, соответствующие впускным окнам-щелям, выполненным в крышках корпуса При вращении ротора и совпадении окон-щелей крышек с окнами-щелями цилиндра происходит продувка и впуск свежего заряда горючей смеси (топлива) При наличии впускных окон-щелей в нижней части цилиндра сбоку со стороны крышек корпуса и выпускных окон-щелей у верхней части цилиндра сбоку со стороны корпуса или его крышек в двигателе используется бесклапанная система газораспределения При этом отпадает необходимость в специальном механизме газораспределения, приводящем в движение впускные и выпускные клапаны соответствующих окон. Уменьшается материалоёмкость и трудоёмкость изготовления. Упрощается конструкция и повышается надёжность двигателя. Значительно быстрее происходит выпуск, продувка и впуск, что вызывает повышение мощности двигателя Применение щелевой системы газораспределения позволяет реализовать значительно большие ускорения изменения площади газораспределительных окон, чем соответствующие ускорения у двигателей с клапанными механизмами газораспределения, т к. в последних допустимое значение ускорения движущихся органов ограничивается высокой напряжённостью их звеньев Следствием новых технических свойств (технического результата) роторно-поршневой машины являются её новые потребительские свойства, а именно - уменьшение веса и габаритного объёма; - повышение компактности, - упрощение конструкции; - уменьшение стоимости; - увеличение мощности роторно-поршневой машины 6 в ю sesse S миф 6 Є Of Є * 32535 S Фиг. 6 fO Фиг. 7 to 1 io Фиг. 8 Фиг. 9 10 S г Zi миф Єї 01. б Т 1ГТ 5 sesze 32535 Фиг. 14 Фиг. 15 Фиг. 16 Фиг. 17 Го І 32535 CM І s Є 4 Фиг. 22 ІО Фиг. 23 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03 15 1
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюE.v. yaroshenkos rotor-piston machine
Автори англійськоюYaroshenko Eduard Vasyliovych
Назва патенту російськоюРоторно-поршневая машина ярошенко эд.вас.
Автори російськоюЯрошенко Эдуард Васильевич
МПК / Мітки
МПК: F02B 53/00, F02B 57/00
Мітки: ярошенко, ед.вас, роторно-поршнева, машина
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/16-32535-rotorno-porshneva-mashina-yaroshenko-edvas.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Роторно-поршнева машина ярошенко ед.вас.</a>
Попередній патент: Пристрій для підготовки вим’я тварин до доїння і здоювання перших цівок молока
Наступний патент: Спосіб метрологічного контролю шаблонів
Випадковий патент: Спосіб визначення стану ендометрію при генітальному ендометріозі