Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння

1 Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння з порожниною, розділеною принаймні на дві секції, одна з яких є компресорною, а інша робочою, у кожній секції встановлені жорстко закріплені на валу двигуна ротори-поршні, виконані у формі плоских кулачків із криволінійною робочою поверхнею, велика частина якої є циліндричною поверхнею, концентричною поверхні порожнини корпуса, а менша частина виконана у вигляді плавного виступу, контактуючого з поверхнею порожнини корпуса, причому робоча поверхня роторів кінематичне зв'язана з рухомими затворами, жорстко закріпленими на валах, рівнобіжних осі вала двигуна і установленими у впускному і випускному каналах корпуса, при цьому циліндрична поверхня затвора компресорної секції звернена проти, а робочої - по напрямку обертання вала двигуна, циліндричні поверхні затворів торкаються циліндричних поверхонь роторів-поршнів і порожнин корпуса, а в ТІЛІ затворів виконані наскрізні канали, розташовані концентричне валам затворів, ВІЛЬНІ КІНЦІ валів затворів за допомогою кулачкових з єднані з валом двигуна, при цьому порожнини компресорної і робочої секцій повідомлені між собою каналом із клапанним чи золотниковим механізмом, що містить привід від вала двигуна, який відрізняється тим, що кожний його ротор на своєму виступі має пластинчасті Г-подібні ущільнення в канавках прямокутного перерізу, розташованих на його торцевих й поверхні вершини і дотичні один з одним по косому стику на горизонтальній ДІЛЯНЦІ П-подібного контуру цих канавок, а кінцями вертикальних ділянок - з розташованими в торцевих стінках корпуса концентрично валу двигуна і рівними діаметру циліндричної поверхні ротора кільцевими ущільненнями крайок ротора, які мають прямокутний переріз і утворюють разом з ущільненнями виступу ротора безупинний замкнутий контур, причому Г-подібні ущільнення зафіксовані від випадання з канавки при проходженні виступом ротора прорізу під затвором, а на дні канавок під кільцевими ущільненнями розташовані прокладки з герметичного еластичного матеріалу, а під Г-подібними ущільненнями пружини, зусилля яких спрямовані убік притиснення ущільнень до поверхонь тертя 2 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що ущільнення виступу ротора зафіксовані від випадання з канавки двома гвинтами, що проходять через отвори, в них, причому отвори більше діаметра гвинтів на розмір припустимого переміщення ущільнень механізмів Винахід відноситься до двигунобудування, може бути використаний для ущільнення перепускного каналу між порожнинами роторнопоршневого двигуна при перетворенні їм енергії згоряння палива в механічну енергію Відома схема роторно-поршневого двигуна по патенту України №13145 з порожниною, розділеною принаймні на дві секції, одна з яких є компресорною, а інша - робочою У кожній секції такого двигуна встановлені жорстко закріплені на його валу ротори-поршні, виконані у формі плоских ку лачків із криволінійною робочою поверхнею, велика частина якої є циліндричною поверхнею, концентричною поверхні порожнини корпуса, а менша частина виконана у виді плавного виступу, контактуючого з поверхнею порожнини корпуса Робоча поверхня роторів кінематично зв'язана з рухливими затворами, жорстко закріпленими на валах, рівнобіжних осі вала двигуна і установленими у впускному і випускному каналах корпуса Циліндрична поверхня затвора компресорної секції звернена проти, а робочої - по напрямку обертання 44420 вала двигуна, циліндричні поверхні затворів торкаються циліндричних поверхонь роторів-поршнів і порожнин корпуса В ТІЛІ затворів виконані наскрізні канали, розташовані концентричне валам затворів, ВІЛЬНІ КІНЦІ валів затворів за допомогою кулачкових механізмів з'єднані з валом двигуна Порожнини компресорної і робочої секцій повідомлені між собою каналом із клапанним чи золотниковим механізмом, що містить привод від вала двигуна Ця схема не має ущільнень, зокрема ущільнення зазорів навколо роторів, без якого не може бути забезпечена необхідна герметичність порожнин двигуна, а отже і його працездатність В основу винаходу поставлено задачу забезпечення відомого роторно-поршневого двигуна ущільненням роторів Поставлене завдання вирішено таким шляхом У роторно-поршневому двигуні з порожниною, розділеною принаймні на дві секції, одна з яких є компресорною, а інша - робочою, у кожній секції якого встановлені жорстко закріплені на валу ротори-поршні, виконані у формі плоских кулачків із криволінійною робочою поверхнею, велика частина якої є циліндричною поверхнею, концентричною поверхні порожнини корпуса, а менша частина виконана у вигляді плавного виступу, контактуючого з поверхнею порожнини корпуса, причому робоча поверхня роторів кінематично зв'язана з рухомими затворами, жорстко закріпленими на валах, рівнобіжних осі вала двигуна і установленими у впускному і випускному каналах корпуса, при цьому циліндрична поверхня затвора компресорної секції звернена проти, а робочої - по напрямку обертання вала двигуна, циліндричні поверхні затворів торкаються циліндричних поверхонь роторів-поршнів і порожнин корпуса, а в ТІЛІ затворів виконані наскрізні канали, розташовані концентричне валам затворів, ВІЛЬНІ КІНЦІ валів затворів за допомогою кулачкових механізмів з'єднані з валом двигуна, при цьому порожнини компресорної і робочої секцій повідомлені між собою каналом із клапанним чи золотниковим механізмом, що містить привод від вала двигуна, кожний його ротор на своєму виступі має Г -подібні ущільнення в канавках прямокутного перерізу, що розташовані на його торцевих й поверхні вершини і дотичні один з одним по косому стику на горизонтальній ДІЛЯНЦІ П -подібні контуру цих канавок, а кінцями вертикальних ділянок - з розташованими в торцевих стінках корпуса концентрично валу двигуна і рівними діаметру циліндричної поверхні ротора кільцевими ущільненнями крайок ротора, які мають прямокутний переріз і утворюють разом з ущільненнями виступу ротора безупинний замкнутий контур, причому Г-подібні ущільнення зафіксовані від випадання з канавки при проходженні виступом ротора прошу під затвором, а на дні канавок під кільцевими ущільненнями розташовані прокладки з герметичного еластичного матеріалу, а під Г -подібні ущільненнями - пружини, зусилля яких спрямовані убік притиснення ущільнень до поверхонь тертя Ущільнення виступу ротора зафіксовані від випадання з канавки двома гвинтами, що проходять через отвори в них, причому отвори більше діаметра гвинтів на розмір припустимого переміщення ущільнень На фіг 1 зображений подовжній розріз двигуна в МІСЦІ установки одного з його роторів, на фіг 2 розріз А - А по фіг 1 У корпусі двигуна 1 на валу 2 установлений ротор 3 На виступі 4 ротору 3 маються пластинчасті Г -подібні ущільнення 5, 6 у канавках прямокутного перерву, розташованих на його торцевих і поверхні вершини і дотичні один з одним по косому стику на горизонтальній ДІЛЯНЦІ П -подібні контуру цих канавок На стінках порожнини корпусу 1 маються розташовані концентричне валу двигуна кільцеві ущільнення 7 крайок ротора 3, розташовані у ВІДПОВІДНИХ кільцевих канавках прямокутного переріза Більший діаметр ущільнень 7 дорівнює діаметру циліндричної поверхні ротора З, Кільцеві ущільнення 7 утворюють разом з ущільненнями 5, 6 виступу 4 ротора 3 безупинний замкнутий контур Між кільцевими ущільненнями 7 і дном їхніх канавок розташовані прокладки 8 з герметичного еластичного матеріалу, наприклад, гуми на основі сілоксанового чи фторкаучуку, що витримує високу температуру Під Г-подібні ущільненнями 5, 6 розташовані пружини 9 і 10 зусилля яких спрямовані убік притиснення цих ущільнень до поверхонь тертя, у тому числі і до поверхонь ущільнень 7 Ущільнення виступу 5, 6 ротора зафіксовані від випадання з канавки, при проходженні виступом ротора пройму під затвором 11, двома гвинтами 12, що проходять через отвори в них, причому отвори більше діаметра гвинтів на розмір припустимого переміщення Д цих ущільнень Зазор Д вибирається з урахуванням припустимого зносу ущільнень у радіальному та торцевому напрямках і повинен бути менше вхідної фаски Д' на циліндричній поверхні корпуса 2 При роботі двигуна ротор 3 обертається разом з валом 2 і з розташованими на його виступі 4 ущільненнями 5, 6 Ущільнювальні кільця 7 при цьому нерухомі і мають можливість переміщення тільки до торців ротора 3, тобто притиснення до них Попереднє притиснення кілець 7 до ротора 3 здійснюється прокладками 8 з герметичного еластичного матеріалу Попереднє притиснення Г -подібні ущільнень 5, 6 до стінок корпусу 1 та кілець 7 здійснюється пружинами 9 і 10 Подальше притиснення всіх цих ущільнень здійснюється як звичайно тиском газів у порожнинах двигуна, що ущільнюються, на тильні поверхні ущільнень Завдяки косому стику ущільнень 5, 6 при їх радіальному і торцевому зносі зберігається первісна герметичність, тому що зміщаючись по косому стику ущільнення одночасно притискаються в двох напрямках При цьому ущільнення постійно вирівнюються зносом Щільно притискаючись до поверхонь П -подібні контуру і до стінок своїх канавок вони ущільнюють усі зазори на виступі 4 ротора З Кільця ж 7 не можуть притискатися одночасно до кількох поверхонь (радіальний зазор навколо них при нагріванні ще і міняється), тобто вимагають додаткового ущільнення радіального зазору Тому замість пружин під ними розташовані герметизуючи прокладки 8 При проходженні виступом 4 ротору 3 пройму 44420 під затвором 11 двигуна ущільнення 5, 6 прагнуть ущільнення роторів умовно не показано Тому випасти зі своїх канавок під дією відцентрової сипропонуються не нові особливості пристрою ущіли У них воно утримується в цей момент гвинтами льнення роторів, а перший його варіант із необхід12 Переміщення ущільнень 5, 6 при цьому не моними для забезпечення працездатності двигуна же бути більше зазору Д між отворами в них і гвивластивостями Для будь-якого роторнонтами 12 Завдяки ВХІДНІЙ фасці Д' на циліндричній поршневого двигуна найбільш складною задачею поверхні корпуса 1 висунуті ущільнення 5, 6 після є саме створення надійного замкнутого контуру проходження пройму плавно вступають у контакт ущільнень навколо кожної з деталей, що утворюіз цією поверхнею У такий спосіб забезпечується ють його робочі порожнини ущільнення зазорів навколо роторів Завдяки приведеній конструкції ущільнювальних пластин і їхній взаємодії між собою і з поверхНаведена сукупність особливостей у пристрої нями, що ущільнюються, забезпечується безупинущільнень роторів відомого роторно-поршневого ний ущільнювальний контур на поверхнях роторів, двигуна не може забезпечувати нові технічні власщо сприяє надійному ущільненню робочих порожтивості в порівнянні з відомими властивостями нин роторно-поршневого двигуна Тим самим зааналогічного рішення оскільки для даного двигуна, безпечується його працездатність і зокрема для його роторів вона пропонується вперше У схемі двигуна по патенту України №13145 й 5 Ю /& k ,6 і Ф!г, Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90