Роторний двигун внутрішнього згоряння

Винахід, що заявляється, відноситься до машинобудування і може бути використаний при розробці двигунів внутрішнього згоряння. Відомий роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння системи Венкеля з двох-епітрохоїдальним профілем робочої камери, яка забезпечена впускними і випускними вікнами, боковими кришками і каналами по продовжній осі робочої камери [1]. На продовжній осі робочої камери установлено ексцентриковий вал з ексцентриком. На ексцентрику установлено круговий поршень, забезпечений шестернею з внутрішніми зубцями. Центр ротора обертається навколо центра ексцентрикового вала, обертальний рух ротора утворюється обкачуванням шестерні ротора навколо нерухомої шестерні. Негативними явищами конструкції являється ускладнення конструкції, збільшення токсичності відпрацьованих газів, відсутність економічності і таке інше. Метою винаходу являється спрощення пристрою роторно-поршневого двигуна, поліпшення економічності, зменшення токсичності відпрацьованих газів і разом з цим зменшення витрат на виробництві за рахунок зменшення затрат на енергоресурси і таке інше. Це здійснюється за рахунок установки двох впускних вікон різного розміру і призначення. Перше мале вікно по руху ротора вправо, що постійно з'єднує внутрішню порожнину робочої камери з атмосферою, здійснено на радіальній поверхні робочої камери. Друге основне впускне вікно установлено на боковій поверхні робочої камери і забезпечене дисковим золотниковим клапаном, розташованим на ексцентриковому валі і розміщеному в проточці проставки корпуса двигуна, яка забезпечена впускним каналом. Повне пояснення конструкції викладено в описі пристрою роторно-поршневого двигуна і пояснення креслень. На фіг.1 показано корпус двигуна; на фіг.2 - поперечний переріз по лінії А - А; на фіг.3 - вид по стрілці Б - Б (дисковий золотниковий клапан); на фіг.4 - вид по стрілці 1 (герметизація впускного вікна). На фіг.1 - 2 показано корпус двигуна, який складається з бічної кришки 1, робочої камери 2, внутрішньої поверхні 3, проставки 4 і передньої кришки 5. На одній осі 3 геометрично середньою точкою внутрішньої поверхні 3 (фіг.1) робочої камери 2 в бічній кришці 1 проставки 4 і передній кришці 5 за допомогою підшипників ковзання 6 - 7 установлено ексцентриковий вал 8 з ексцентриком 9. На ексцентрику установлено круговий поршень 10, далі - ротор. Знаходячись на підшипниках 11 12 (фіг.1 - 2) ротор 10 має форму трикутника, вершини якого забезпечені ущільнюючими пластинами 13. Бічні поверхні ротора 10 забезпечені радіальними канавками і пластинами, що герметизують ротор (на фіг. не показано). Обертання ексцентрикового вала 8 і ротора 10 праве. Відношення обертів між ротором 10 і ексцентриковим валом 8 становить 1 : 3 і здійснюється за допомогою передаточного механізма, який являє собою зовнішню нерухому шестерню 14 (фіг.1) і вн утрішню шестерню 15. Зовнішня шестерня 14 (фіг.1) виготовлена на поверхні фланця проставки 4. Внутрішня шестерня 15 виготовлена в боковій проточці ротора 10. Зовнішня шестерня 14 (фіг.1) і внутрішня шестерня 15 можуть бути виконані інакше. Робоча камера 2 (фіг.1 - 2) забезпечена впускними вікнами 16 і 17 і випускним вікном 18. Мале вікно 16 по ходу обертів ротора 10 розташовано на радіальній поверхні робочої камери 3 (фіг.2), друге вікно 17 установлене в бічній поверхні робочої камери. Тому проставка 4 (фіг.1) і передня кришка 5 забезпечена каналом впускного вікна 17. Ритмічне відкривання і закривання впускного вікна 17 виконується дисковим золотниковим клапаном 19 (фіг.1 3) установленим на ексцентриковому валі 8 в проставці 4 перед передньою кришкою 5. В проставці 4 (фіг.1) виконана розточка для установки золотникового клапана 19 (фіг.1 - 3). Дисковий золотниковий клапан 19 установлений на ексцентриковому валі 8 за допомогою шпонки 20 і забезпечений радіальним прорізом 21 для відкривання впускного вікна 17 (фіг.1 - 2) робочої камери 2. Герметизація впускного вікна 17 забезпечується кільцевими вставками 22 (фіг.4), установленими по обидві сторони дискового золотника 19 в розточках проставки 4 і передньої кришки 5. Герметизаційні вставки 22 (фіг.4) тиском газа притискуються до дискового золотника 19. Зазор між вставкою 22 (фіг.4) і розточкою герметизується розрізними кільцями 23 типу поршневих. З метою зменшення перетікання відпрацьованих газів у камеру наповнення робочої камери на початку зростання об'єму впускної полості і запобігання викиду пальної суміші в випускне вікно 18 до повної ізоляції двух суміжних камер робочої камери 2 при переході вершиною ротора 10 (фіг.2) випускного вікна 18, робоча камера 2 забезпечена малим впускним вікном 16, перед яким установлено втулку 25 з конусним отвором. Величина вихідного отвору підібрана відповідно кількості повітря, забезпечуючого заповнення зростаючого об'єму камери наповнення до заданого моменту відкриття впускного вікна 17. Впускне вікно 16 постійно з'єднано з атмосферою через повітря провідного каналу 24 (фіг.2), якій з'єднаний з атмосферою через подвійний патрубок повітряного фільтра, який до з'єднання з карбюратором забезпечений здвоєними каналами зовнішнім і внутрішнім. Внаслідок з'єднання внутрішньої поверхні камери наповнення з атмосферою через вікна 16 до відкриття впускного вікна 17 (фіг.2) ліквідується можливість виникнення вакуумного гальмування ротора 10, при збільшенні об'єму камери наповнення над плечем ротора 10 усувається можливість засмоктування відпрацьованих газів у камеру наповнення, разом з цим виникає гальмування їх перетіканню і ліквідується викидання робочої суміші в випускне вікно 18. Випуск відпрацьованих газів відбувається через постійно відкрите вікно 18 (фіг.2), яке установлено на радіальній поверхні робочої камери 2. Випускне вікно 18 установлено навпроти камери стиску, що забезпечує випуск відпрацьованих газів при найменшому об'ємі камери випуска. Свічки запалення 26 (фіг.2) установлені в камері стиску. Робота двигуна. Ротор 10 (фіг.1 - 2), установлений на ексцентрику 9 ексцентрикового вала 8, обертаючись навколо своєї осі і обкачуючись внутрішньою шестернею 15 навколо нерухомої шестерні 14, постійно розділяє робочу камери на три ізольовані камери і змінює їх об'єми над кожним плечем ротора 10. Наповнення об'єму, що збільшується, камери наповнення відбувається по двох каналах. Перше наповнення відбувається через вікно 16 (фіг.2), до відкриття основного впускного вікна 17 повітрям, який входить через повітря провідного каналу 24 (фіг.2) і конусн у втулку 25, установлену перед вікном 16. Друге наповнення здійснюється подвох каналах, так через вікно 16 поступає чисте повітря, а через вікно 17 суміш повітря з паливом в збагаченому стані. При зменшенні об'єму камери наповнення і закриванні впускного вікна 17 дисковим золотником 19 (фіг.1 - 3) і переході правої вершини ротора 10 через канал вікна 16 відбувається стиск робочої суміші і її переміщення в камеру стиску. Внаслідок цього, робоча суміш змішується з чистим повітрям і становиться однорідною. В камері стиску проводиться запалення робочої суміші свічками запалення 26 (фіг.2). Внаслідок згоряння і розширення об'єму продуктів згоряння збільшується тиск у камері розширення і також збільшується об'єм камери розширення. Тиск газів, який передається на плече ротора 10 (фіг.1 - 2) і ексцентрика 9, котрий являється поворотним плечем ексцентрикового вала 8, обертає ексцентриковий вал 8. Роторний двигун виконує роботу. За один оберт ротора, або за три оберти ексцентрикового вала здійснюється три цикла чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння. При збільшенні камери (розширення робочої камери) і з'єднанні її з випускним вікном 18 (фіг.2) відбувається вільний випуск відпрацьованих газів. А при зменшенні об'єму робочої камери відпрацьовані гази виштовхуються в атмосферу. При обертанні ротора 10 (фіг.1) всі процеси роботи двигуна повторюються - двигун працює. Внаслідок поліпшення економічності і зменшення токсичності відпрацьованих газів, зменшення металоємкості, удосконалена схема роторного двигуна дає можливість застосувати його в різних областях господарства і, тим більше, на автомобільному транспорті. Зокрема, на легкових переднє-приводних автомобілях з розміщенням силового агрегата на подовжній осі кузова, що дає змогу спростити механізм керування. Разом з цим, спрощення конструкції двигуна дає можливість зменшення затрат на енергоресурси при виробництві тих чи інших товарів народного господарства, а саме: моторних катерів, різних плавзасобів на повітряній подушці і т.ін. Джерела інформації 1. Патент США №3347213, кл. F02B55/16, опубл. 1965.