Роторно-поршнева машина ярошенка ед. вас.

1. Роторно-поршнева машина, переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, щонайменше з однією секцією, що містить корпус із свічкою запалювання або із паливоуприскуючою форсункою, з основою (боковою кришкою) і з боковою кришкою або з боковими кришками, з впускним та з випускним вікнами, а також з циліндричною порожниною, у якій знаходиться вихідний вал з ротором, оснащеним циліндрами й поршнями, що створюють кінематичні пари "циліндрпоршень", які мають можливість обертового руху (обертання) по різних кругових траєкторіях в циліндричній порожнині корпуса та зворотнопоступального руху одного відносно другого, а також камеру циліндра та її ущільнення, встановлені між корпусом та ротором і ще між циліндром та поршнем, при цьому одні (перші) з елементів, що становлять кінематичні пари, наприклад циліндри або поршні, мають можливість обертового руху (обертання) по окружності, концентричній циліндричній порожнині, а другі елементи, наприклад поршні або циліндри, відповідно, мають можливість обертового руху (обертання) по круговій траєкторії, яка задається повідком або напрямними, або повідком і напрямними, наприклад буртиками, пазами, канавками, виконаними в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса, при цьому ротор являє собою форму у вигляді окремих пелюстків, пов'язаних на вихідному валу, з геометрією, що змінюється під час їхнього (пелюстків) обертання в циліндричній порожнині корпуса, і які (пелюстки) містять циліндри, поршні, тощо в зборі, установлені на кінцях променів (важелів) зіркоподібного повідка, що знаходиться на вихідному валу, яка відрізняється тим, що циліндр забезпечений передньою і задньою заслінками внутрішньої порожнини корпуса, 2 (19) 1 3 90936 4 чній порожнині корпуса та навколо вихідного вала і в яких на протилежній стороні від циліндра встановлені противаги з можливістю повороту дисків сусідніх циліндрів один відносно другого на визначений кут. 10. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що на певних ділянках траєкторії обертання одного із елементів кінематичної пари "циліндр-поршень", наприклад поршня або циліндра, відповідно, його напрямні виконані одним визначеним постійним радіусом з центром, що знаходиться на осі циліндричної порожнини корпуса. 11. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що поршні або їхні пальці-повідки рухаються по напрямних, виконаних у вигляді окружності або еліпса, або округленого трикутника, або округленого многокутника, або інших замкнутих кругових фігур, розміщених симетрично вихідному валу чи зсунутих відносно нього. 12. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що вісь циліндричної порожнини корпуса і вихідний вал, де знаходяться центри обертання циліндра та поршня, відповідно, розташовані паралельно і зміщені один від одного на певну відстань Е(е) ексцентриситет машини, де Е(е) ≥ 0. Винахід відноситься до машинобудування, зокрема, до виробництва двигунів й до конструкції роторно-поршневого двигуна внутрішнього згорання. Технічним рішенням, обраним за прототип, є роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. Матеріали заявки № а200701222 від 05.02.2007., а також роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. Патент України на винахід № 32535 від 19.02.1993. Роторно-поршнева машина, переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, щонайменше з однією секцією, являє собою нерухомий корпус із циліндричною порожниною, у якій із певним зазором концентрично встановлений ротор з вихідним валом. По торцях корпуса перебувають його бокові кришки. Ротор являє собою зіркоподібну форму у вигляді окремих пелюстків, пов'язаних на вихідному валу, з геометрією, що змінюється під час їхнього обертання в циліндричній порожнині корпуса, і які (пелюстки) містять циліндри, поршні, тощо в зборі, установлені на кінцях променів (важелів) зіркоподібного повідка, що знаходиться на вихідному валу. Між внутрішньою циліндричною поверхнею корпуса й зовнішньою поверхнею пелюстків ротора знаходяться ущільнення, установлені в канавках, що виконані в торцях циліндрів. У роторі циліндри встановлені по радіусу циліндричної порожнини корпуса або паралельно зі зсувом щодо радіуса циліндричної порожнини, або під певним кутом до радіуса циліндричної порожнини. Циліндри мають крильця, що знаходяться в направляючих їхнього обертового руху, які виконані в стінках бокових кришок корпуса. У циліндрах розташовані поршні, які за допомогою пальців шарнірно з'єднані з променями (важелями) зіркоподібного повідка, установленому на вихідному валу. У свою чергу вихідний вал двигуна (і ротора також) перебуває в підшипниках, які встановлені в бокових кришках корпуса. У поршнях встановлені ущільнення між циліндром та поршнем, виконані у вигляді поршневих кілець. Вісі циліндричної порожнини корпуса і вихідного вала, де знаходяться центри обертання циліндра та поршня, відповідно, розташовані паралельно і зміщені одна від одної на певну відстань (ексцентриситет машини). Корпус, його бокові кришки і їхні ущільнення скріплені між собою болтовими або шпильковими з'єднаннями. У корпусі виконані впускне вікно для впуску горючої суміші або повітря і випускне вікно для відводу газів, що відпрацювали. Вікна забезпечені відповідними клапанами газообміну. У корпусі також встановлена свіча запалювання робочої суміші або паливоуприскуюча форсунка. Камера циліндра обмежена корпусом, циліндром, поршнем і їхніми ущільненнями. Недоліками машини-прототипу є трудомісткість виготовлення та недостатні економічність, крутний момент і потужність через: - підвищені масу та матеріалоємність ротора; - малого плеча прикладання крутної сили і відповідно малих крутного моменту та потужності; - малого (не повного) використання сили згорання палива; - недостатнього використання габаритного розміру машини для розміщення збільшених або додаткових робочих камер; - складність й громіздкість механізму привода клапанів газообміну. В основу винаходу поставлене завдання вдосконалення роторно-поршневої машини шляхом: 1) забезпечення циліндрів передніми та задніми заслінками внутрішньої порожнини машини, з перекриттям заслінок сусідніх циліндрів та використання безклапанної системи газообміну, замість клапанів газообміну та складного й громіздкого механізму їхнього привода; 2) виконання в стінках основи та бокової кришки корпуса або в стінках бокових кришок корпуса направляючих руху заслінок безпосередньо біля внутрішньої поверхні циліндричної порожнини та верхніх торців циліндра; 3) виконання в стінках циліндрів направляючих прорізів для проходження подовжених пальців (пальців-повідків) поршнів та зменшення тертя поршня об стінки циліндра; 5 4) виконання в променях (важелях) спільного зіркоподібного повідка прорізів або вирізів (вилок) для входження в них поршневих пальців; 5) виконання важелів спільного повідка телескопічного виду (телескоп); 6) забезпечення циліндра днищем, яке має прорізь під впускне та випускне вікна, а також під свічку запалення або під форсунку; 7) виконання в днищі поршня місцевого опору паливу у вигляді виступів (гребінки), що виконують роль турбулізатора; 8) забезпечення циліндрів інерційною системою противаг у вигляді дисків (радіальних пластин) з противагами; 9) створення для циліндра й поршня різних кругових траєкторій руху, які мають загальний центр обертання або їхні центри рознесені на певну відстань (ексцентриситет машини); 10) забезпечення руху поршня по траєкторії, на визначених ділянках якої (траєкторії) поршень зависає або зменшує швидкість зворотнопоступального руху відносно циліндра, забезпечуючи постійний або майже незмінний об'єм камери циліндра при згоранні палива (забезпечуючи умови для термодинамічного процесу згорання палива при постійному об'ємі камери згорання циліндра); 11) установки збільшених або додаткових камер кінематичних пар «циліндр-поршень»; 12) спрощення конструкції роторно-поршневої машини шляхом застосування безклапанної щілинної системи газообміну; 13) застосування схеми сил для розрахунку конструкції роторно-поршневої машини, в тому числі роторно-поршневого двигуна внутрішнього згорання. І, таким чином, забезпечити: - зменшення маси, матеріалоємності й трудомісткості виготовлення; - підвищення економічності виготовлення і витрат палива та компактності; - збільшення крутного моменту та літрової потужності; - збільшення частки корисного використання габаритного об'єму; - розвантаження вихідного вала від сил вигину; - спрощення конструкції; - збільшення надійності роторно-поршневої машини. Поставлене завдання вирішується тим, що в роторно-поршневій машині, переважно в роторнопоршневому двигуні внутрішнього згорання, щонайменше з однією секцією, що містить корпус із свічкою запалювання або із паливоуприскуючою форсункою, з основою (боковою кришкою) і з боковою кришкою або з боковими кришками, з впускним та з випускним вікнами, а також з циліндричною порожниною, у якій знаходиться вихідний вал з ротором, постаченим циліндрами й поршнями, що створюють кінематичні пари «циліндрпоршень», які мають можливість обертового руху (обертання) по різним круговим траєкторіям в циліндричній порожнині корпуса та зворотнопоступального руху одного відносно другого, а 90936 6 також камеру циліндра та її ущільнення, встановлені між корпусом та ротором і ще між циліндром та поршнем, при цьому одні (перші) з елементів, що становлять кінематичні пари, наприклад, циліндри або поршні, мають можливість обертового руху (обертання) по окружності концентричній циліндричній порожнині, а другі елементи, наприклад, поршні або циліндри, відповідно, мають можливість обертового руху (обертання) по круговій траєкторії, яка задається повідком або направляючими, або повідком і направляючими, наприклад, буртиками, пазами, канавками, виконаними в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса, при цьому ротор являє собою форму у вигляді окремих пелюстків, пов'язаних на вихідному валу, з геометрією, що змінюється під час їхнього (пелюстків) обертання в циліндричній порожнині корпуса, і які (пелюстки) містять циліндри, поршні, тощо в зборі, установлені на кінцях променів (важелів) зіркоподібного повідка, що знаходиться на вихідному валу, відповідно до винаходу циліндр забезпечений передньою і задньою заслінками внутрішньої порожнини корпуса, що виконані безпосередньо біля внутрішньої поверхні циліндричної порожнини корпуса та верхніх торців циліндра таким чином, що заслінки сусідніх циліндрів перекривають одна одну на всьому протязі свого обертання. Крім вищевказаних основних істотних ознак, є додаткові альтернативні істотні ознаки, які характеризують винахід в окремих випадках: передня коротша заслінка знаходиться під значно довшою задньою заслінкою і рухаються вони в направляючих, які виконані в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса безпосередньо біля внутрішньої поверхні циліндричної порожнини корпуса та верхніх торців циліндра; крильця та дугоподібні заслінки циліндра рухаються в спільних направляючих або кожні з них рухаються в своїх окремих направляючих, при цьому заслінки завжди знаходяться в направляючих, що виконані в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса безпосередньо біля внутрішньої поверхні циліндричної порожнини та верхніх торців циліндра; кінці променів (важелів) зіркоподібного повідка мають прорізи або вирізи (вилки) для входження в них подовжених пальців (пальців-повідків) поршнів; промені (важелі) зіркоподібного повідка виконані у вигляді телескопа (телескопічний важіль); циліндр забезпечений днищем, яке має прорізь, наприклад, під впускне та випускне вікна, а також під свічку запалення або під форсунку; в днищі поршня передбачений місцевий опір паливу, наприклад, у вигляді виступів (гребінки), що виконує роль турбулізатора; в стінках циліндра виконані направляючі прорізи (вирізи) для проходження подовжених пальців (пальців-повідків) поршнів і розвантаження стінок циліндра та зменшення тертя поршня об стінки циліндра; 7 кожен циліндр забезпечений одним або декількома дисками (радіальними пластинами), що обертаються разом з циліндром концентрично циліндричній порожнині корпуса та навколо вихідного вала і в яких на протилежній стороні від циліндра встановлені противаги з можливістю повороту дисків сусідніх циліндрів один відносно другого на визначений кут; на певних ділянках траєкторії обертання одного із елементів кінематичної пари „циліндрпоршень", наприклад, поршня або циліндра, відповідно, його направляючі виконані одним визначеним постійним радіусом з центром, що знаходиться на вісі циліндричної порожнини корпуса; поршні або їхні пальці-повідки рухаються по направляючим, виконаним у вигляді окружності або еліпса, або округленого трикутника, або округленого многокутника, або інших замкнутих кругових фігур, розміщених симетрично вихідному валу чи зсунутих відносно нього; вісь циліндричної порожнини корпуса і вихідний вал, де знаходяться центри обертання циліндра та поршня, відповідно, розташовані паралельно і зміщені один від одного на певну відстань Е(е) - ексцентриситет машини, де Е(е) >= 0; конструкція роторно-поршневої машини забезпечується схемами сил, діючих в повідковому механізмі, для її розрахунку, в тому числі роторнопоршневого двигуна внутрішнього згорання; роторно-поршнева машина характеризується також всіма можливими комбінаціями вищевказаних істотних ознак. Всі вищевказані істотні ознаки перебувають у причинно-наслідковому зв'язку з досягнутим технічним результатом. Новими технічними властивостями (технічним результатом) роторно-поршневої машини є: - зменшення матеріалоємності, маси й габаритних розмірів, що відбуваються через установку не матеріалоємного, легкого й малогабаритного повідка; - підвищення економії палива та зменшення токсичності відпрацьованих газів і їх домішок, завдяки впровадженню термодинамічного циклу згорання палива при постійному або майже незмінному об'ємі камери згорання циліндра; - підвищення компактності за рахунок створення збільшених або додаткових робочих камер; зменшення вартості, завдяки зменшенню матеріалоємності та трудомісткості виготовлення; - збільшення потужності за рахунок установки додаткових кінематичних пар «циліндр-поршень» і створення при цьому додаткових камер циліндрів, що збільшує кількість робочих циклів за один оберт вихідного вала, збільшення числа обертів вихідного вала та збільшення частки корисного використання габаритного обсягу; - підвищення надійності через застосування безклапанного щілинного механізму газообміну та простих по конструкції повідка й направляючих обертових рухів циліндрів та поршнів для привода ротора й вихідного вала роторно-поршневої машини в обертання. Винахід пояснюється кресленнями, на яких представлені: 90936 8 фіг. 1 - поперечний розріз двотактного роторно-поршневого двигуна із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом з важелями, забезпеченими вирізами (вилками), та з циліндрами, що мають направляючі вирізи для проходження поршневих пальців- повідків, крильця і відповідні заслінки; фіг. 2 - поздовжній розріз двотактного роторнопоршневого двигуна із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом з важелями, забезпеченими вирізами (вилками), та з циліндрами, що мають направляючі вирізи для проходження поршневих пальців- повідків, крильця і відповідні заслінки; фіг. 3. Корпус двигуна; фіг. 4. Основа корпуса (бокова кришка корпуса); фіг. 5. Бокова кришка корпуса; фіг. 6. Ротор; фіг. 7. Ротор з телескопічним променем (важілем) зіркоподібного повідка; фіг. 8. Варіанти ущільнюючих кілець; фіг. 9. Варіанти траєкторій кругових рухів поршня в циліндричній порожнині корпуса. фіг. 10. Траєкторія обертання поршня з ділянкою його „зависання". фіг. 11. Поріг; фіг. 12. Болтове (шпилькове) з'єднання. Фіг. 13. Поперечний розріз чотиритактного роторно-поршневого двигуна із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом та із заслінками. Фіг. 14. Поперечний розріз шеститактного роторно-поршневого двигуна із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом та із заслінками. Фіг. 15. Поперечний розріз двотактного роторно-поршневого двигуна із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом та із інерційною системою противаг. Фіг. 16. Поздовжній розріз двотактного роторно-поршневого двигуна із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом та із інерційною системою противаг. Фіг. 17. Диск (радіальна пластина) інерційної системи роторно-поршневого двигуна. Фіг. 18. Схема сил, діючих в повідковому механізмі з вільним важелем та з направляючими, роторно-поршневого двигуна з центральним валом. Фіг. 19. Фрагмент схеми, показаної на фіг. 18. Фіг. 20. Схема сил, діючих в повідковому механізмі з важелем або з направляючими, роторнопоршневого двигуна зі зміщеним валом. Фіг. 21. Фрагмент схеми, показаної на фіг. 20. Двигуни, що розглядаються, можуть бути двотактними, чотиритактними та більш - тактними за теоретично різну кількість обертів вихідного вала відбору потужності та ротора. Частіше всього на практиці можуть бути використані двигуни, в яких повний робочий цикл здійснюється за четверть або за треть, або за половину, або за повний оборот вихідного вала відбору потужності та ротора. Кількість тактів повного робочого циклу залежить від траєкторії руху поршня по круговим направляючим, які виконані в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса у вигляді окружності або еліпса, або правильного чи неправильного скругленого трикутни 9 ка, або правильного чи неправильного скругленого многокутника або інших кругових фігур та які розміщені симетрично чи несиметрично відносно вихідного вала або центра циліндричної порожнини корпуса. Двигуни також можуть бути одноциліндровими, двоциліндровими та многоциліндровими, які в свою чергу можуть бути однорядними або многорядними. При необхідності, двигуни дозволяють бути односекціонними та многосекціонними. Двигун може бути зібраний в модульному виконанні на одному вихідному валу відбору потужності, в якому досягається повна просторова симетрія розміщення вузлів всіх рухомих робочих деталей та можливість нарощування типових модулів для кратного збільшення потужності. Конструкція РПМ може бути використана як двигун внутрішнього згорання, компресор або насос. З метою здійснення повного робочого цикла за менш ніж один оборот ротора, в двигунах застосовуються зіркоподібні повідки з можливістю змінювання робочої довжини променя та, відповідно, плеча прикладання крутної сили до вихідного вала відбору потужності та ротора. При цьому, траєкторію руху поршнів задають направляючі, в яких рухаються пальці-повідки. В даному випадку найбільш повно використовується сила тиску газів. Без чисельних перетворень вона становиться крутною силою двигуна. Покажемо конструктивний варіант виконання пропонованого роторно-поршневого двотактного чотирициліндрового двигуна внутрішнього згорання карбюраторного, інжекторного та дизельного типів із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом, на кінцях променів (важелів) якого виконані прорізи або вирізи (вилки), та з циліндрами, що мають прорізи (вирізи), крильця та відповідні заслінки (див. фіг. 1 і 2). Вихідний вал такого двигуна повністю розвантажений і передає лиш крутний момент. Він розраховується тільки на кручіння. Двигун має корпус 1 із циліндричною порожниною 2, в якій установлений ротор 3 з вихідним валом 4 відбору потужності. Корпус 1 (див. фіг. 3) містить у собі концентрично розташовані обичайки 5 і 6, між якими знаходяться розпірки 7 з рядом отворів у них для проходження охолоджуючої рідини. По торцях корпуса розташовані його основа (бокова кришка) 8 (див. фіг. 4), яка може бути виконана заодно з корпусом, і бокова кришка 9 (див. фіг. 5) або його бокові кришки 8 і 9. В основі (боковій кришці) 8 (див. фіг. 4) є штуцер 11 для підведення мастила й штуцер 12 для відводу мастила із двигуна. Обичайки корпуса, основа (бокова кришка) корпуса і бокова кришка разом утворюють порожнини 14 для охолоджуючої рідини, наприклад, води, що подається у двигун через штуцер 15, а потім виходить із двигуна через штуцер 16, які виконані в корпусі (див. фіг. 2). У корпусі встановлені для впуску горючої суміші або свіжого повітря впускні вікна 17 \ випускні 90936 10 вікна 78 для видалення із двигуна відпрацьованих газів. У циліндричній порожнині 2 корпуса перебуває ротор 3 з вихідним валом 4, що за допомогою підшипників 19 ковзання обертається в основі (боковій кришці) 8 і в боковій кришці 9. Ротор 3 (див. фіг. 6) являє собою пелюсткову форму з геометрією, що змінюється при обертанні ротора 3 і його пелюстка 21 в циліндричній порожнині 2 корпуса. Пелюсток містить у собі циліндр 22 з кільцевими ущільненнями 23 і 24 між корпусом і ротором, поршень 25 з поршневими кільцями 26 і поршневим пальцем 27. Вісь кругової траєкторії (окружності) руху поршня зміщена на певну відстань - ексцентриситет Ε (є) двигуна щодо осі кругової траєкторії (окружності) руху циліндра (див. фіг. 1 і 2). Зміщення центрів обертання циліндра й поршня необхідне для створення плеча прикладання крутної сили та для здійснення зворотнопоступального руху поршня в циліндрі при одночасному їхньому обертанні по різних траєкторіях (окружностях) у циліндричній порожнині корпуса. Ексцентриситет може бути нульовим - тоді центри обертання циліндра й поршня суміщені. В цьому випадку величина плеча прикладання крутної сили залежить від кривизни траєкторії, наприклад, еліпса або скругленого трикутника чи округленого многокутника, обертання поршня. І тоді двотактний робочий цикл здійснюється при еліпсоподібній траєкторії за пів обороту вихідного вала та ротора або при трикутноподібній траєкторії за одну третю обороту вихідного вала та ротора, або при nкутноподібній траєкторії за одну n (енну) обороту вихідного вала та ротора. На вихідному валу 4 жорстко встановлений зіркоподібний повідок 28 із променями (важелями) 29, на кінцях яких перебувають поршневі пальці 27 і поршні 25 з ущільнюючими поршневими кільцями 26, установленими в пазах поршнів 25. На кінцях променів (важелів) 29 виконані прорізи або вирізи (вилки) 30 для входження в них поршневих пальців 27. Промінь (важіль) 29 може бути виконаним у вигляді телескопа (телескопічний важіль), де, наприклад, верхня частина його входить в нижню його частину (див. фіг. 7). В випадках, коли важелі виконані у вигляді телескопа або мають прорізи, вирізи (вилки), вони „вільні" і можуть змінювати свою робочу довжину (відстань від вісі вихідного вала до точки дотику з поршневим пальцем-повідком) в процесі обертання ротора. Тут же в циліндрі 22 є його камера, що обмежена корпусом 1, циліндром 22 поршнем 25 з поршневими кільцями 26 і кільцевими ущільненнями 23 і 24 між корпусом і ротором. Камера циліндра складається із робочої камери 31 та з камери 32 згорання (простір над поршнем при положенні поршня у верхній точці (ВТ) циліндра). Точки циліндра, в яких перебуває поршень у своїх крайніх положеннях при його відносному зворотно-поступальному русі в циліндрі являються верхньою (ВТ) та нижньою (НТ) точками циліндра. При цьому ВТ найбільш віддалена від 11 осі циліндричної порожнини корпуса, а НТ найменш віддалена від осі циліндричної порожнини корпуса. У верхньому положенні поршня в циліндрі траєкторії циліндра та поршня дотикаються. Назвемо точку дотику точкою В для траєкторії циліндра, а для траєкторії поршня точку дотику назвемо точкою С. При обертанні т. В та т. С розходяться між собою і в кожен момент часу визначають хід поршня в циліндрі, як відстань між ними. Ця відстань знаходиться на визначеному радіусі циліндричної порожнини корпуса. Кільцеві ущільнення 23 і 24 знаходяться у відповідних пазах пелюстка 21 (безпосередньо у пазах торців циліндра 22 з боку корпусу). Виконані вони у вигляді кілець із торцевою циліндричною поверхнею з боку циліндричної порожнини корпуса, що відповідає останній (див. фіг. 8). При необхідності, під ущільнюючими кільцями 23 та 24 в пазах торців циліндрів можуть бути встановлені пластинчаті пружини-експандери. В свою чергу поршні установлені в циліндрах 22 (див. фіг. 1 і 2), які за допомогою своїх крилець 33 обертаються в циліндричній порожнині корпуса по направляючим 34, що виконані в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса. Дугоподібні крильця 33 циліндрів 22 можуть бути з буртиками або з виступами, або з канавками, або з пазами, тощо і відповідати своїм направляючим 34. Крильця влаштовані під певним кутом до вісі циліндра й визначають кут установки циліндра в роторі, максимальна величина якого залежить (відповідає) від кривизни траєкторій кругових рухів елементів кінематичної пари. Всі промені 29 зіркоподібного повідка 28 виконані у вигляді важелів і перебувають в одній площині або в декількох площинах, перпендикулярних вихідному валу 4. Кількість променів (важелів) відповідає кількості встановлених у роторі кінематичних пар «циліндр-поршень». Пальці 27 поршнів подовжені, утворюючи пальці-повідки, проходять через відповідні направляючі прорізи (вирізи) 35 в стінках циліндрів за межі циліндрів і входять у свої направляючі 36, які виконані в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса. Пальці-повідки 27 рухаються по направляючих 36, виконаних у внутрішніх стінках основи (бічної кришки) 8 і бічної кришки 9 у вигляді канавок або пазів, або буртиків, або виступів, тощо, і задають траєкторію обертання поршнів у циліндричній порожнині корпуса. Направляючі 36 пальців-повідків задають траєкторію руху пальців і поршнів. Кругові траєкторії 36 поршнів 25 можуть бути виконані у вигляді окружності, еліпса, увігнутих або опуклих правильних та неправильних округлених трикутників чи многокутників, або інше. Прорізи (вирізи) 35 в стінках циліндрів виконують роль додаткових направляючих пальців-повідків та послуговують розвантаженню стінок циліндра і зменшенню тертя поршня об стінки циліндра. Основна відмінність запропонованих двигунів відсутність клапанів впускного та випускного вікон. 90936 12 С метою зпрощення конструкції та, зокрема, видалення клапанного газорозподілу, циліндри 22 із переду та із заду по ходу обертання вихідного вала і ротора забезпечені дугоподібними передніми 40 та задніми 41 заслінками, виконаними у вигляді пластин вигнутих відповідно робочій поверхні циліндричної порожнини 2 корпуса та направляючим 42, по яких вони обертаються. Заслінки перекривають впускне та випускне вікна у відповідні моменти часу різних процесів робочого циклу, що запобігає попаданню горючої суміші, палива, повітря, відпрацьованих газів, тощо у внутрішню порожнину двигуна та регулюють відкриття і закриття впускного та випускного вікон. Направляючі 42 виконані в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса безпосередньо біля внутрішньої поверхні циліндричної порожнини корпуса та верхніх торців циліндра таким чином, що заслінки сусідніх циліндрів перекривають одна одну на всьому протязі свого обертання. Передня коротша заслінка знаходиться під значно довшою задньою заслінкою. Крильця 33 циліндра та їхні заслінки 40 і 41 можуть перебувати у спільних направляючих 42, або в окремих направляючих 34 та 42, відповідно, які виконані у внутрішніх стінках основи (бічної кришки) 8 і бічної кришки 9. Направляючі 34 та 42 відповідають крильцям та заслінками, відповідно, і виконані у вигляді канавок або пазів, або буртиків, або виступів, тощо, і задають траєкторію обертання циліндрів з крильцями та з заслінками у циліндричній порожнині корпуса. Направляючі 34 та 42 в нашому випадку задають траєкторію руху циліндрів у вигляді окружності, центр О якої збігається із центром (віссю) циліндричної порожнини корпуса. Циліндри і їхні крильця та заслінки встановлені в одній площині перпендикулярній до вісі вихідного вала та ротора, в одних направляючих з можливістю обертання й провертання на певний кут один від одного. Можливий варіант виконання РПМ, коли не всі циліндри і їхні крильця з заслінками встановлені в одній площині і в одних направляючих. Тоді різні циліндри і їхні крильця та заслінки встановлюються в паралельних площинах, які перпендикулярні до вісі вихідного вала та ротора. Направляючі 36 задають траєкторію обертового руху поршневих пальців-повідків 27 поршнів 25. Вони мають форму окружності (в нашому випадку) або еліпса, або скругленого трикутника, або скругленого многокутника, або інших кругових замкнутих фігур, розміщених симетрично вихідному валу чи зміщених відносно нього на певну відстань ексцентриситет Ε (e) двигуна (див фіг.9). Зміщення центрів обертання циліндра й поршня необхідне для створення плеча прикладання крутної сили та для здійснення зворотнопоступального руху поршня в циліндрі при одночасному їхньому обертанні по різних окружностях у циліндричній порожнині корпуса. Ексцентриситет може бути нульовим - тоді центри обертання циліндра й поршня суміщені. В цьому випадку величина плеча прикладання крутної сили залежить від 13 кривизни траєкторії (наприклад, еліпса або скруглених трикутника чи многокутника) обертання поршня. З метою якісного згорання робочої суміші, що потребує незмінного постійного об'єму камери згорання, на окремій визначеній ділянці траєкторії обертання поршня організовується так зване „зависання поршня", коли поршень деякий час не рухається в циліндрі і при цьому обертається в циліндричній порожнині корпуса. Об'єм камери згорання залишається незмінним та постійним (див. фіг. 10). Поршень 25 установлений у циліндрі 22 і пов'язаний з вихідним валом 4 за допомогою поршневого пальця 27 і променя (важеля) 29 зіркоподібного повідка 28, що жорстко встановлений на вихідному валу. З метою більш повного використання сили згорання палива в циліндрі, збільшення плеча прикладання крутної сили, підвищення крутного моменту й, відповідно, збільшення потужності двигуна, циліндри в роторі можуть бути встановлені радіально або паралельно зі зсувом до радіуса циліндричної порожнини корпуса, або під певним кутом до радіуса циліндричної порожнини корпуса (див. фіг. 1). При паралельній і кутовій установках циліндрів та поршнів в циліндричній порожнині корпуса, вектор сили згорання палива, що діє на поршень, не проходить через вісь вихідного вала й ротора. Зі збільшенням (до певного значення) відстані паралельності або кута установки циліндра в циліндричній порожнині корпуса, зростають крутна сила і плече прикладання крутної сили щодо вісі ротора та вихідного вала і повніше використовується сила згорання палива в циліндрі. При цьому збільшуються крутний момент двигуна і його потужність при одних і тих самих обертах вихідного вала. Установки циліндрів і їхніх поршнів у циліндричній порожнині корпуса радіально або паралельно радіусу ротора є окремими випадками (варіантами) більш загальної кутової установки циліндрів і їхніх поршнів у циліндричній порожнині корпуса, що спостерігається в нашому випадку. На вихідному валу 4 є кулачок 43, що кінематично з'єднаний зі штоком 44 приведення в дію механізму зі свічею 45 запалювання для карбюраторного двигуна або механізму подачі палива через форсунку 46 у камеру згорання 32 циліндра для дизельного двигуна Між корпусом 1, основою 8 і боковою кришкою 9 установлені ущільнення 47 і 48 (див. фіг. 2, 4 і 5), які виконані у вигляді кільцевих прокладок. Корпус, основа, бокова кришка й ущільнення скріплені між собою болтовими або шпильковими з'єднаннями 49 і їхніми ущільнюючими шайбами 50. Для розширення робочих зон впускного й випускного вікон і більш якісної продувки робочої камери циліндра, а також з метою своєчасного відкриття-закриття впускного й випускного вікон і продовження часу на випуск газів, що відробили, продувку циліндра й впуск горючої суміші для двигуна карбюраторного типу або свіжого повітря для двигунів інжекторного та дизельного типу, у двигуні передбачено декілька вибірок 51 впускного вікна 90936 14 17 та 52 випускного вікна 18, виконаних у внутрішній обичайці 5 корпуса (див. фіг. 1 і 3). Останні вибірки випускного вікна 18 і перші вибірки впускного вікна 17 в зоні продувки робочої камери циліндра розміщуються з чергуванням по ходу обертання ротора. Проти пригорання ущільнюючих кілець 23 і 24 служить поріг 53 і його експандер (пластинчата пружина) 54 (див. фіг. 1 та 11). Поріг утоплює у пазах циліндра ротора ущільнюючі кільця 23 і 24 щораз, коли вони перебувають під його впливом у нижній точці циліндричної порожнини (НТП) корпуса й цим сприяє руху кілець у пазах торців циліндра й усуває їхнє пригорання. З метою надійного ущільнення порожнин 14 з охолоджуючою рідиною й гарантованим притисненням ущільнень 47 і 48, болти або шпильки з'єднання 49 мають буртики 55, робочі поверхні яких при установці перебувають на одному рівні (розташовані урівень) з робочими поверхнями бокових кришок 8 та 9 і ущільнюючих шайб 50 (див. фіг. 2 та 12). З метою зменшення загальної поверхні та теплонавантаження камери згорання, циліндр має днище 56 із вузькою проріззю 57 під свічу запалення або під форсунку, а ущільнення 23 та 24 між ротором і корпусом виконані у виглядів витягнутих зліпсоподібних кілець, обрамовуючих прорізі, із циліндричною торцевою поверхнею, відповідаючою поверхні циліндричної порожнини корпуса (див. фіг.8). Для більш якісного розпилення заряду палива та створення вихрових умов в камері згорання, днище поршня 25 забезпечене виступами (гребінкою) 58, установленими паралельно вихідному валу відбору потужності. З метою запобігання вібраціям, циліндри забезпечені інерційною системою противаг, де кожен циліндр забезпечений одним або декількома дисками (радіальними пластинами) 59, що обертаються разом з циліндром концентрично циліндричній порожнині корпуса та навколо вихідного вала і в яких на протилежній стороні від циліндра встановлені противаги 60 з можливістю повороту дисків сусідніх циліндрів один відносно другого на визначений кут (див. фіг. 15, 16 та 17). Корпус 1 двигуна може бути виконаний відливкою із чавуну або алюмінієвого сплаву. В алюмінієвому статорі роторно-поршневого двигуна циліндричною робочою поверхнею може бути стальна полоса, покрита хромом. Ущільнення 23 та 24 між ротором та корпусом (кільця з циліндричною торцевою поверхнею, які встановлені в торцях циліндрів) можуть бути покриті хромом або виконані з матеріалу на основі графіта, що дозволяє збільшити ресурс двигуна. Деталі ротора двигуна також можуть бути виконані відливкою з чавуну або з алюмінієвого сплаву. : Робочі поверхні тертьових деталей, наприклад, ущільнюючих кілець 23 і 24, циліндричної порожнини 2 корпуса й т.п., можуть бути покриті твердим хромом або молібденом. В двигуні можлива, при необхідності, установка маховика на вихідному валу двигуна. 15 З метою прискорення проектування, розробки та виготовлення, роторно-поршнева машина забезпечується схемами сил, діючих в її повідковому механізмі (див. фіг. 18,19, 20 та 21). Розглянемо роторно-поршневий двотактний (за один оборот ротора) чотирициліндровий двигун внутрішнього згорання із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом, на кінцях променів (важелів) якого виконані прорізи (вилки), та з циліндрами, що мають прорізи (вирізи), крильця та відповідні заслінки, карбюраторного, інжекторного та дизельного типів у дії (див. фіг. 1 і 2). При обертанні вала 4, обертаються ротор З І зіркоподібний повідок 28 з поршневими пальцями 27, поршнями 25 і циліндрами 22, у яких перебувають поршні 25. При цьому циліндри 22 із крильцями 33 і із заслінками 40 і 41 обертаються в направляючих 34 і 42 по окружності навколо центра О, а поршні 25 з поршневими пальцями-повідками 27 і поршневими кільцями 26 у зборі за допомогою зіркоподібного повідка 28 обертаються по своїй траєкторії (окружності) навколо центра А по направляючим 36. Разом з циліндрами обертаються кільцеві ущільнення 23 і 24 між корпусом і ротором Центри О і А перебувають на відстані ексцентриситету Б (є) один від одного. Одночасно поршні 25 в циліндрах 22 переміщаються зворотнопоступально друг щодо друга. При обертанні ротора 3, ущільнюючі кільця 23 і 24 під дією виникаючих при цьому відцентрових сил, щільно притискуються до поверхні циліндричної порожнини корпуса, забезпечуючи надійне ущільнення робочої камери. При необхідності, під кільцями можуть бути установлені пластинчаті пружиниекспандери. Почнемо з моменту подачі горючої суміші або свіжого повітря в камери 31 та 32 циліндра 22. Циліндр, який ми розглядаємо, перебуває в нижній точці циліндричної порожнини корпуса. Під дією вихідного вала 4 із зіркоподібним повідком 28 і поршневого пальця-повідка 27 поршень 25 обертається в направляючих 36 по окружності навколо центра А й одночасно переміщається в циліндрі 22 від нижньої точки циліндра до верхньої точки циліндра (нагору) в роторі, що обертається разом з циліндрами 22. Через впускне вікно 17 у замкнутий простір камери 31 та 32 з карбюратора надходить горюча суміш для двигуна карбюраторного типу або з нагнітача під певним тиском надходить свіже повітря для двигунів інжекторного або дизельного типів. Відбувається процес впуску. При подальшому обертанні вихідного вала 4 і ротора 3, вибірка 51 впускного вікна 17 закривається задньою заслінкою 41 циліндра, а потім передньою заслінкою 40 наступного циліндра Утворена при цьому робоча суміш або повітря, що перебувають у камері, стискуються. Температура робочої суміші або повітря різко підвищується. Відбувається процес стиснення. В двигуні інжекторного типу в цю мить відбувається упорскування палива. При приближенні поршня до верхньої точки циліндра, в двигуні інжекторного типу по електросигналу приводиться в дію механізм подачі елект 90936 16 ричної іскри свічею 45, а в двигунах карбюраторного та дизельного типів за допомогою кулачка 43 і штока 44 приводиться в дію механізм подачі електричної іскри свічею 45 або приводиться в дію механізм упорскування палива через форсунку 46. Виникає запалення робочої суміші від електричної іскри в двигунах карбюраторного та інжекторного типів або запалення палива від високої температури стисненого повітря в двигунах дизельного типу. Поршень проходить верхню точку в циліндрі, де відбувається згорання палива. Під дією тиску газів, що утворилися при запаленні та згоранні палива, поршень 25 переміщається в циліндрі 22 до нижньої точки циліндра (униз) і за допомогою пальця 27, променя (важеля) 29 та повідка 28 обертає ротор 3 з вихідним валом 4, виконуючи при цьому корисну роботу. Відбувається процес згорання та розширення (робочий хід). При подальшому обертанні вихідного вала з ротором, обсяг камер робочого циліндра збільшується, а тиск газів у них зменшується. Камери 31 та 32 циліндра 22 підводяться до вибірки 52 випускного вікна 18. Далі циліндр підводиться безпосередньо до випускного вікна 18. Гази, що відробили, видаляються із двигуна. Відбувається процес випуску. Для розширення робочих зон впускного й випускного вікон і більш якісної продувки робочої камери циліндра, у корпусі передбачено декілька вибірок впускного й випускного вікон, які розміщуються по ходу обертання ротора. Останні вибірки випускного вікна 18 і перші вибірки впускного вікна 17 в зоні продувки робочої камери розміщуються з чергуванням по ходу обертання ротора. Далі обертаючись, циліндр підводиться до вибірки 51 впускного вікна 17. У цей момент вибірки випускного і впускного вікон відкриті одночасно. Відбуваються з'єднання зазначених вікон через камери 31 та 32 і продувка камер циліндра горючою сумішшю для двигуна карбюраторного типу, або свіжим повітрям, що надходить з нагнітача під певним тиском для двигунів інжекторного або дизельного типів. Потім циліндр своєю задньою заслінкою 41 закриває вибірки 52 випускного вікна. Випускне вікно 18 закривається. Обертаючись далі, камери 31 та 32 циліндра підводяться безпосередньо до впускного вікна 17. Через впускне вікно 77 у замкнутий простір - камери 31 та 32 з карбюратора надходить горюча суміш для двигуна карбюраторного типу або з нагнітача під певним тиском надходить свіже повітря для двигунів інжекторного або дизельного типів. Відбувається процес впуску. При подальшому обертанні вихідного вала 4 і ротора 3, вибірка 51 впускного вікна 17 закривається задньою заслінкою 41 циліндра, а потім передньою заслінкою 40 наступного циліндра Впускне вікно 17 закривається. Утворена при цьому робоча суміш або повітря, що перебувають у камерах 31 та 32, стискуються. Температура робочої суміші або повітря різко підвищується. Відбувається процес стиснення. 17 Розглянутий цикл процесів безупинно повторюється, чим забезпечується робота двигуна й одержання на його вихідному валу відбору потужності необхідного зусилля. Далі розглянемо роторно-поршневий чотиритактний (за один оборот ротора) чотирициліндровий двигун внутрішнього згорання із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом, на кінцях променів (важелів) якого виконані вирізи (вилки), та з циліндрами, що мають крильця та відповідні заслінки, карбюраторного, інжекторного та дизельного типів у дії. Здійснення повного чотиритактного робочого циклу (впуску, стиснення, згорання та розширення (робочого ходу) та випуску) можливе за один оборот вихідного вала відбору потужності та ротора (див. фіг. 13). При цьому поршень дважди відвідує верхню точку циліндра. Це можливо коли направляючі 36 руху пальця-повідка та поршня виконані в основі (боковій кришці) 8 та в боковій кришці 9 у вигляді еліпса. В цьому випадку центри А та О знаходяться в одній точці, тобто центр правильного еліпса співпадає з центром циліндричної порожнини корпуса. Корпус аналогічний корпусу, який показаний на фіг. 3. (подовжені вибірки 51 та 52). Ротор аналогічний ротору показанному на фіг. 6. Розглянемо основні моменти роботи РПД. Почнемо з моменту подачі горючої суміші або свіжого повітря в камери 31 та 32 робочого циліндра двигуна. Циліндр, який ми розглядаємо, знаходиться в нижній частині циліндричної порожнини корпуса. Його поршень 25 знаходиться в верхній точці циліндра. Один із променів (важелів) 29 зіркоподібного повідка 28, та його палець 27, що знаходиться в направляючих 34, переміщають по еліпсу поршень 25 навколо центра О, а в циліндрі 22 переміщають його з верхньої точки циліндра до нижньої точки циліндра (вниз до центру ротора). В камерах 31 та 32 створюється розрідження. Через вибірку 51 впускного вікна 17 в замкнутий простір - камери 31 та 32 із карбюратора подається горюча суміш для карбюраторного двигуна або із нагнітача під визначеним тиском поступає свіже повітря для інжекторного та дизельного двигунів. Відбувається процес впуску. За тим поршень досягає нижньої точки циліндра. Для кращого наповнення циліндра свіжим зарядом, вибірка 51 продовжує залишатися відкритою деякий час і на початку процесу стиснення. Запізнення закриття вибірки впускного вікна дозволяє використати розрідження в камерах для дозарядки в циліндрі, а також використати кінетичну енергію стовпа горючої суміші або повітря, що рухаються по впускному трубопроводу. Сумарний період впуску дорівнює, приблизно, 50 - 65 градусів повороту вихідного вала відбору потужності та ротора, тобто значно більше ніж одна восьма оборота вихідного вала відбору потужності та ротора. При досягненні поршнем нижньої точки циліндра і потім провороту вихідного вала відбора потужності та ротора на кут, приблизно, 5 - 10 градусів, циліндр своєю задньою заслінкою 41, а потім 90936 18 наступний циліндр своєю передньою заслінкою 40 перекривають вибірку 51 впускного вікна 17. Створена в циліндрі робоча суміш в карбюраторному двигуні або повітря в інжекторному та дизельному двигунах, що знаходяться в камерах 31 та 32, стискуються. Температура робочої суміші або повітря різко підвищується. Відбувається процес стиснення. В двигуні інжекторного типу в цю мить відбувається упорскування палива. При приближенні поршня до верхньої точки циліндра, в двигуні інжекторного типу по електросигналу приводиться в дію механізм подачі електричної іскри свічею 45, а в двигунах карбюраторного та дизельного типів за допомогою кулачка 43 і штока 44 приводиться в дію механізм подачі електричної іскри свічею 45 або приводиться в дію механізм упорскування палива через форсунку 46. Виникає запалення робочої суміші від електричної іскри або запалення палива від високої температури стисненого повітря. Тут ми маємо випередження запалення та займання на відповідний кут, приблизно, 5-10 градусів повороту вихідного вала відбора потужності та ротора відносно верхньої точки циліндра. Величина кута випередження запалення залежить від числа оборотів вихідного вала відбора потужності, хімічного складу робочої суміші або палива, температури та тиску робочої суміші або повітря в момент запалювання (від навантаження двигуна). Поршень проходить верхню точку в циліндрі. Під дією тиску газів, що утворилися при цьому, поршень 25 переміщається в циліндрі 22 до нижньої точки циліндра (вниз до центру ротора) і за допомогою пальця 27, променя (важеля) 29 та повідка 28 обертає ротор 3 з вихідним валом 4, виконуючи при цьому корисну роботу. Відбувається процес згорання та розширення (робочий хід). При подальшому обертанні вихідного вала відбора потужності з ротором, об'єм камер робочого циліндра збільшується, а тиск газів в них зменшується. При підході поршня на деяку малу відстань до нижньої точки циліндра, камери 31 та 32 робочого циліндра підводяться до вибірки 52 випускного вікна 18. Тут є випередження відкриття випускного вікна на визначений кут, приблизно, за 10 -15 градусів повороту вихідного вала відбора потужності та ротора відносно нижньої точки циліндра. Відпрацьовані гази видаляються із двигуна. Циліндр, що пройшов нижню точку циліндра, рухається до верхньої його точки. Повідок 28 та його палець 27 переміщають по еліпсу поршень 25, а в циліндрі 22 переміщають його із нижньої точки циліндра до верхньої точки циліндра (вверх від центра ротора). Відбувається процес випуску. Камери 31 та 32 робочого циліндра не дійшовши, приблизно, 5-10 градусів поворота вихідного вала відбора потужності та ротора, до верхньої точки циліндра - підводяться до вибірки 51 впускного вікна 17. З метою підвищення степені наповнення циліндра, в даний момент одночасно відкриті вибірки 51 та 52 впускного та випускного вікон, відповідно. Виникає так зване «перекриття вибірок». В нашому випадку, перекриття випускного та 19 впускного вікон. Чим повніше буде очищений циліндр від відпрацьованих газів та чим більше поступить в нього свіжого заряду, тим більше, відповідно, можна буде одержати корисної роботи за робочий цикл. Обертаючись далі, ротор, пройшовши верхню точку циліндра, приблизно, на 3-15 градусів повороту вихідного валу відбору потужності та ротора, своєю задньою заслінкою 41 перекриває вибірку 52 випускного вікна 18. Сумарний період випуску дорівнює, приблизно, 55 - 65 градусів повороту вихідного валу відбору потужності та ротора, тобто значно більше ніж одна восьма обороту вихідного валу відбору потужності та ротора. Подалі камери 31 та 32 підводяться безпосередньо до впускного вікна 17. Поршень рухається до нижньої точки циліндра. В камерах виникає розрідження. Через вибірку 51 впускного вікна 17 в замкнутий простір - камери 31 та 32 із карбюратора подається горюча суміш для карбюраторного двигуна або із нагнітача під визначеним тиском поступає свіже повітря для інжекторного та дизельного двигунів. Відбувається процес впуску. Робочий цикл двигуна безперервно повторюється, чим забезпечується робота двигуна та одержання на його вихідному валу відбора потужності необхідного зусилля. Можливий також варіант виконання двигуна, коли вісь вихідного вала та ротора не співпадає з центром циліндричної порожнини корпуса, або коли траєкторія руху поршнів має вигляд неправильного еліпса. Тепер розглянемо роторно-поршневий шеститактний (за один оборот ротора) чотирициліндровий двигун внутрішнього згорання із зіркоподібним кутовим повідковим механізмом, на кінцях променів (важелів) якого виконані вирізи (вилки), та з циліндрами, що мають крильця та відповідні заслінки, карбюраторного, інжекторного та дизельного типів у дії. Варіант двигуна в якому організований шеститактний робочий цикл за один оборот вихідного вала відбора потужності та ротора показаний на фіг. 14. С метою економного витрачання горючої суміші, (відмовившись від продувки нею робочої камери), виконання додаткових тактів впуску, а потім випуска (нагнітання) повітря в нагнітач, кращого (повного) очищення камери робочого циліндра від відпрацьованих горючих газів та створення тиску повітря в камері нагнітача повітря, направлячі 36 траєкторії руху поршня 28 виконані у вигляді округленого трикутника і при цьому в такому двигуні організований шеститактний робочий цикл за один оборот вихідного вала та ротора. Корпус аналогічний корпусу, що показаний на фіг. 3, який доповнений патрубками впуску та випуску повітря в нагнітач, вибірками з різною їх протяжністю. Він також відрізняється розміщенням патрубків, свічки запалення і форсунки. Ротор аналогічний ротору, показанному на фіг. 6. 90936 20 Розглянемо основні моменти роботи РПД. Почнемо з моменту подачі горючої суміші або свіжого повітря в камери 31 та 32 робочого циліндра двигуна. Циліндр, який ми розглядаємо, знаходиться у верхній лівій частині циліндричної порожнини корпуса (див. фіг. 14). Один із променів зіркоподібного повідка 28 та його палець 27, що знаходиться в направляючих 36, переміщають по округленому трикутнику поршень 25, а в циліндрі 22 переміщають його із верхньої точки циліндра до нижньої точки циліндра (вниз до центру ротора). В камері виникає розрідження. Через вибірку 51 впускного вікна 77 в замкнутий простір - камери 31 та 32 із карбюратора подається горюча суміш для карбюраторного двигуна або із нагнітача під відповідним тиском поступає свіже повітря для інжекторного або дизельного двигунів. Відбувається процес впуску. Для кращого наповнення циліндра свіжим зарядом впускне вікно 17 продовжує залишатися відкритим деякий час і на початку процесу стиснення. Запізнення закриття впускного вікна дозволяє використовувати для дозарядки розрідження в циліндрі, а також кінетичну енергію стовпа горючої суміші або повітря, які рухаються по впускному трубопроводу. При досягненні поршнем нижньої точки циліндра та подальшого обертання вихідного вала відбора потужності та ротора на кут приблизно 5-10 градусів (поршень рухається до верхньої точки циліндра), циліндр своєю задньою заслінкою 47, а потім наступний циліндр своєю передньою заслінкою 40 перекривають вибірку 51 впускного вікна 17. Сумарний період впуску дорівнює приблизно 30 - 35 градусів. Створена в камерах 31 та 32 робоча суміш в карбюраторному двигуні або повітря, що поступило в камери в інжекторному та дизельному двигунах стискуються. Температура робочої суміші або повітря різко піднімається. Відбувається процес стиснення. В двигуні інжекторного типу в цю мить відбувається упорскування палива. Тепер циліндр, який ми розглядаємо, знаходиться у верхній (правій) частині циліндричної порожнини корпуса. При досягненні поршнем верхньої точки циліндра (вірніше за 3 - 5 градусів оборота ротора до верхньої точки циліндра), відбувається запалення та займання робочої суміші за допомогою свічки 22 запалення в карбюраторному та інжекторному двигунах або відбувається вприск палива через форсунку 23 та його займання в дизельному двигуні від високої температури стисненого повітря, що знаходиться в камерах 31 та 32. Поршень проходить верхню точку циліндра. Під дією тиску газів, що виникли при цьому, поршень переміщається в циліндрі до нижньої точки циліндра (вниз до центру ротора) та одночасно обертається в направляючих, виконаних по округленому трикутнику. Поршень за допомогою пальця діє на промінь (важіль) 29 зіркоподібного повідка 28 та обертає вихідний вал відбора потужності та ротора, виконуючи при цьому корисну ро 21 боту. Відбувається процес згорання та розширення (робочий хід). Циліндр, який ми розглядаємо, тепер знаходиться у центральній (правій) частині циліндричної порожнини корпуса. При подальшому обертанні вала з ротором, об'єм камер робочого циліндра збільшується, а тиск газів в ній зменшується. При підході поршня на деяку малу відстань до нижньої точки циліндра, камери робочого циліндра підводяться до вибірки 52 випускного вікна 78. Тут ми маємо випередження відкриття вибірки випускного вікна на визначений кут повороту вихідного вала відбора потужності та ротора відносно нижньої точки циліндра. Відпрацьовані гази видаляються із двигуна. Поршень, що пройшов нижню точку циліндра, рухається до верхньої його точки (вверх від центра ротора) та виштовхує відпрацьовані гази. Відбувається процес випуску. Циліндр, який ми розглядаємо, тепер знаходиться в нижній (правій) частині циліндричної порожнини корпуса. Обертаючись далі, циліндр своєю задньою заслінкою 47, а потім наступний циліндр своєю передньою заслінкою 40 перекривають вибірку 52 випускного вікна 18. Камери 31 та 32 підводяться безпосередньо до вибірки 51 впускноного вікна 17. Повідок 28 та його палець 27 переміщають по скругленому трикутнику поршень 25, а в циліндрі 22 переміщають його від верхньої точки циліндра до нижньої точки циліндра (вниз до центру ротора). В камерах 31 та 32 виникає розрідження. Через вибірку 51 впускного вікна 17 в замкнутий простір - камери 31 та 32 поступає свіже повітря. Відбувається процес впуску свіжого повітря. При подальшому обертанні вихідного вала 4 відбора потужності та ротора З, поршень проходить нижню точку циліндра та рухається до верхньої його точки (вверх від центра ротора). Циліндр своєю задньою заслінкою 41, а потім наступний циліндр своєю передньою заслінкою 40 перекривають вибірку 51 впускного вікна 17. Повітря, що поступило в камери, стискується. Температура повітря підвищується. Збільшується тиск в робочому циліндрі. На полувідстані хода поршня до верхньої точки циліндра камери 31 та 32 робочого циліндра підводяться до виборки 52 випускного вікна 18. Повітря під визначеним тиском направляється в нагнітач двигуна. Відбувається процес випуску свіжого повітря в нагнітач. Тепер циліндр, який ми розглядаємо, знаходиться в центральній (лівій) частині циліндричої порожнини корпуса. Обертаючись далі, циліндр своєю задньою заслінкою 41 перекриває вибірку 52 випускного вікна 18. Поршень проходить верхню точку циліндра. Процес випуска повітря із робочої камери в нагнітач завершується Камери 31 та 32 підводяться безпосередньо до вибірки 51 впускного вікна 17. В камері виникає розрідження. Через впускне вікно 17 в замкнутий простір - камери 31 та 32 із карбюратора подається горюча суміш для карбюраторного двигуна або із нагнітача під визначеним тиском надходить свіже повітря для інжекторного та 90936 22 дизельного двигунів. Відбувається процес впуску горючої суміші в карбюраторному двигуні або повітря в інжекторному та дизельному двигунах. Робочий цикл безперестанку повторюється, чим забезпечується робота двигуна та одержання на його вихідному валу відбора потужності необхідного зусилля. Примітки. 1. Двотактний робочий цикл за половину або за треть або за четверть оборота вихідного вала відбора потужності та ротора відбувається аналогічно вищерозглянутому двотактному циклу при обертанні поршня в направляючих, виконаних у вигляді еліпса, або округленого трикутника, або округленого чотирикутника, відповідно. 2. Чотиритактний робочий цикл за половину або за треть або за четверть оборота вихідного вала відбора потужності та ротора відбувається аналогічно вищерозглянутому чотиритактному циклу при обертанні поршня в направляючих, виконаних у вигляді округленого чотирикутника, або скругленого шестикутника, або і округленого восьмикутника, відповідно. 3. Шеститактний робочий цикл за половину або за треть або за четверть оборота вихідного вала відбора потужності та ротора відбувається аналогічно вищерозглянутому шеститактному циклу при обертанні поршня в направляючих, виконаних у вигляді скругленого шестикутника, або скругленого дев'ятикутника, або скругленого дванадцятикутника, відповідно. 4. Корпуси двигунів, що розглянуті в п.п. 1, 2 та 3, відрізняються від корпусів, які показані на фіг. 13, 14, 15 та 16, кількістю установлених в них впускних і випускних вікон та механізмів подачі запалення через свічку запалення для карбюраторного та інжекторного двигунів, або механізмів подачі палива для двигунів інжекторного та дизельного типів. Ротори цих двигунів аналогічні ротору, що показаний на фіг. 6. 5. З метою збільшення величини ходу поршнів або часу на виконання окремих процесів, траєкторія (направляючі 36) руху поршнів може виконуватися у вигляді округлених правильних та неправильних многокутників із ввігнутими сторонами та з сторонами різної довжини, відповідно. 6. Для економного витрачання горючої суміші, (відмовившись від продувки нею робочої камери), в карбюраторному двигуні та кращого охолодження двигунів, можливий варіант двотактного двигуна із чергуванням процесів впуску та випуску свіжого повітря після кожного робочого циклу, тобто чотиритактного двигуна з властивостями (характеристиками) двотактного, або варіант чотиритактного двигуна із чергуванням процесів впуску та випуску свіжого повітря після кожного робочого циклу, тобто, шеститактного двигуна з властивостями (характеристиками) чотиритактного. Тепер розглянемо основні й. додаткові істотні ознаки винаходу більш детально, стосовно до варіантів виконання машини. Пропонована роторно-поршнева машина, переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, щонайменше з однією секцією, має загальні із прототипом відомі ознаки, а саме: містить 23 корпус 1 із свічкою 45 запалювання або із паливоуприскуючою форсункою 46, з основою (боковою кришкою) 8 і з боковою кришкою 9 або з боковими кришками 8 та 9, з впускним 17 та з випускним 18 вікнами, а також з циліндричною порожниною 2, у якій знаходиться вихідний вал 4 з ротором 3, постаченим циліндрами 22 й поршнями 25, що створюють кінематичні пари «циліндр-поршень», які мають можливість обертового руху (обертання) по різним круговим траєкторіям в циліндричній порожнині корпуса та зворотнопоступального руху друг щодо друга, а також камеру 31 з камерою згорання 32 та їхні ущільнення 23 і 24, встановлені між корпусом та ротором, і ще ущільнення 26 між циліндром та поршнем, при цьому одні (перші) з елементів, що становлять кінематичні пари (циліндри 22), мають можливість обертового руху по окружності концентричній циліндричній порожнині 2, яка (окружність) задається направляючими 34 у вигляді канавок, виконаних в корпусі (основі корпуса) 8 і в боковій кришці 9, або в бокових кришках 8 та 9 корпуса, а другі елементи (поршні 25), мають можливість обертового руху (обертання) по круговій траєкторії, яка задається направляючими 36, наприклад, буртиками, пазами, канавками, виконаними в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса. Ротор 3 являє собою форму у вигляді окремих пелюстків 21, пов'язаних на вихідному валу 4, з геометрією, що змінюється під час їхнього (пелюстків) обертання в циліндричній порожнині 2 корпуса, і які (пелюстки) містять циліндри 22, поршні 25, тощо в зборі, установлені на кінцях променів (важелів) 29 зіркоподібного повідка 28, що знаходиться на вихідному валу 4. Пропонована роторно-поршнева машина має нові ознаки, які відрізняють об'єкт винаходу, що заявляється, від прототипу, а саме: відповідно до винаходу циліндр забезпечений дугоподібними заслінками 40 і 41, що виконані безпосередньо біля внутрішньої поверхні циліндричної порожнини та верхніх торців циліндра таким чином, що заслінки сусідніх циліндрів перекривають одна одну на всьому протязі свого обертання. Крім вищевказаних основних істотних ознак, є додаткові альтернативні істотні ознаки, які характеризують винахід в окремих випадках: передня заслінка 40 знаходиться під значно довшою задньою заслінкою 41 і рухаються вони в направляючих 42, які виконані в корпусі (основі корпуса) 8 і в боковій кришці 9, або в бокових кришках 8 та 9 корпуса; дугоподібні крильця 33 та дугоподібні заслінки 40 і 41 рухаються в спільних направляючих 42 або кожні з них рухаються в своїх окремих направляючих 34 та 42 відповідно, при цьому заслінки завжди знаходяться в направляючих 42, що виконані в корпусі (основі корпуса) і в боковій кришці, або в бокових кришках корпуса безпосередньо біля внутрішньої поверхні циліндричної порожнини та верхніх торців циліндра; кінці променів (важелів) зіркоподібного повідка мають прорізи або вирізи (вилки) 30 для входжен 90936 24 ня в них подовжених пальців (пальців-повідків) 27 поршнів 25 промені (важелі) зіркоподібного повідка (див. фіг. 7) виконані у вигляді телескопа (телескопічний важіль); циліндр забезпечений днищем 56 (див. фіг. 1 і 2), яке має прорізь 57 під впускне та випускне вікна, а також під свічку запалення або під форсунку; в днищі поршня виконаний місцевий опір паливу у вигляді виступів (одна або декілька гребінок) 58, що виконують роль турбулізатора; в стінках циліндра виконані направляючі прорізи (вирізи) 35 для проходження подовжених пальців (пальців-повідків) поршнів і розвантаження стінок циліндра та зменшення тертя поршня об стінки циліндра; кожен циліндр забезпечений одним або декількома дисками (радіальними пластинами) 59, що обертаються разом з циліндром 22 навколо вихідного вала 4 і в яких на протилежній стороні від циліндра встановлені противаги 60 з можливістю повороту одного відносно другого на певний кут (див фіг. 15, 16 та 17); на певних ділянках траєкторії обертання поршня або циліндра, відповідно, направляючі 36 виконані одним визначеним постійним радіусом з центром, що знаходиться на вісі циліндричної порожнини корпуса (див. фіг. 10); поршні або їхні пальці-повідки 27 рухаються по направляючим 36, виконаним у вигляді окружності або еліпса, або округленого трикутника, або округленого многокутника, або інших замкнутих кругових фігур, розміщених симетрично вихідному валу чи зсунутих відносно нього; вісь циліндричної порожнини 2 корпуса і вихідний вал 4, де знаходяться центри обертання циліндра та поршня, відповідно, розташовані паралельно і зміщені один від одного на певну відстань Е(е) - ексцентриситет машини. При цьому Е(е) >= 0; конструкція роторно-поршневої машини забезпечується схемами сил для її розрахунку, в тому числі конструкція роторно-поршневого двигуна внутрішнього згорання; роторно-поршнева машина характеризується всіма можливими комбінаціями вищевказаних істотних ознак. Наслідком нових технічних властивостей (технічного результату) роторно-поршневої машини є її нові споживчі властивості, а саме: - зменшення матеріалоємності, маси й габаритних розмірів; - підвищення економічності згорання палива; - зменшення токсичності відпрацьованих газів та їх домішок; - збільшення крутного моменту та збільшення потужності; - спрощення конструкції та підвищення компактності; - зменшення часу на розрахунки конструкції; - підвищення надійності; ] - зменшення вартості роторно-поршневої машини. 25 Джерела інформації: 1. Анохин В.И. Отечественные автомобили. М., Машиностроение, 1964. 2. Артамонов М.Д. и Панкратов Г.П. Теория, конструкция и расчѐт автотракторных двигателей. М., Машиностроение, 1963. 3. Белкин А.И. Автомобиль "Москвич - 2140". М., Машиностроение, 1985. 4. Болтинский В.Н. Автотракторные двигатели. М., Сельхозгиз, 1938. 5. Вихерт М.М. и др. Конструкция и расчѐт автотракторных двигателей. М., Машиностроение, 1964. 6. Орлин А.С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. М., Машиностроение, 1970. 90936 26 7. Ханин Н.С. и Чистозвонов СВ. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. «Машгиз». 1964. 8. Ярошенко Ε.В. Роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. Патент України на винахід №32535, кл. 7 F 02 У 53/00, 57/00, 1993 („ЯРЕДВАС-1’’) 9. Ярошенко Ε.В. Роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. Матеріали заявки № а200700689 від 23.01.2007 на винахід („ЯРЕДВАС2"). 10. Ярошенко Ε.В. Роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. Матеріали заявки № а200700889 від 29.01.2007 на винахід („ЯРЕДВАС3"). 11. Ярошенко Ε.В. Роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. Матеріали заявки № а200701222 від 05.02.2007 на винахід („ЯРЕДВАС4") - прототип. 27 90936 28 29 90936 30 31 90936 32 33 90936 34 35 90936 36 37 90936 38 39 90936 40 41 90936 42 43 90936 44 45 90936 46 47 90936 48 49 90936 50 51 90936 52 53 90936 54 55 90936 56 57 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 90936 Підписне 58 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601