Роторний двигун внутрішнього згоряння з почерговим обертанням роторів

1. Роторний двигун внутрішнього згоряння з почерговим обертанням роторів, що містить корпус із внутрішньою камерою циліндричної форми, два незалежні торцеві ротори з парним числом симетрично розташованих робочих перетинок, дві ведучі шестерні, дві ведені півшестерні, вихідний 3 80200 конструкції є висока складність механізму синхронізації, велика кількість деталей і більша маса обертових вузлів, що в сумі може значно знизити довговічність двигуна в цілому. Завданням пропонованої розробки є зменшення кількості деталей і вузлів, спрощення кінематичних зв'язків при збереженні високого крутного моменту, низької питомої витрати палива, характерних для описаної вище схеми. Технічний наслідок досягається застосуванням робочих перетинок, з'єднаних попарно й симетрично щодо осі обертання, розташованих у корпусі із циліндричною порожниною, таким чином, щоб між робочими перетинками й стінками корпусу утворювалися камери для протікання термодинамічних процесів. Двигун працює за чотиритактним циклом. Для забезпечення передачі крутного моменту від перетинок на вихідний вал використовуються дві пари зубчасти х передач спеціальної конструкції, які також задають необхідний алгоритм для протікання термодинамічних циклів. Блокування роторів у заданому положенні відбувається без їхнього зчеплення з корпусом. Для забезпечення газорозподілу в корпусі ДВЗ виконані вікна. На наведених кресленнях (Фіг.1-6) зображений розріз двигуна в статичному стані (Фіг.1), схема протікання термодинамічних процесів зі схемою утворення заданої кінематики обертання (Фіг.2-6). Роторний ДВЗ містить корпус 2 з порожниною циліндричної форми, у якому співвісно один з одним і віссю корпуса встановлені циліндричні торцеві ротори 10 і 11 із прикріпленими до них парами робочих перетинок 3 і 4 відповідно. Бічні поверхні двигуна закриті кришками 8. Провідні шестірні жорстко прикріплені до циліндричних торцевих роторів і передають крутний момент на вихідний вал 15 за допомогою відомих напівшестірень 13, 14. Запалювання горючої суміші (упорскування палива) виконується за допомогою свічі (форсунки) 1. Ротори 10 і 11 вільно обертаються навколо осі 5 завдяки використанню підшипників кочення 12. Вихідний вал 15 встановлено в корпусі 2 на підшипниках кочення 16. Герметичність робочих камер забезпечується застосуванням ущільнювальних кілець 9, розташованих по периметру робочих перетинок 3, 4. Всмоктування робочої суміші відбувається через впускне вікно 6, викид відпрацьованих газів через випускне вікно 7. Принцип дії двигуна базується на одночасному протіканні всіх термодинамічних процесів у єдиному просторі двигуна, розділеному на робочі об'єми за допомогою робочих перетинок. Обертання циліндричних торцевих роторів забезпечується протіканням термодинамічних процесів і одночасно управляє їхнім протіканням (Фіг.2). Почергова передача крутного моменту від роторів на вихідний вал, і блокування роторів у заданому положенні здійснюється за допомогою зубчастої передачі спеціальної конструкції, принцип роботи якої полягає в наступному: діаметр провідних і ведених шестірень однаковий; на провідних шестірнях симетрично щодо їхні х осей виконане по два зрізи радіусом, рівним радіусу шестірень, і на глибину, рівну висоті зуба шестірень; на ведених шестірнях нарізка зубів виконана тільки на 4 частині довжини окружності. Відомі напівшестірні жорстко укріплені на вихідному валу таким чином, щоб нарізані півкола шестірень були розташовані симетрично протилежно щодо осі вала. Вихідний вал з веденими шестірнями обертається безупинно, ротори із провідними шестірнями - із зупинками, при цьому на один оберт ведених шестірень доводиться по половині оберту кожного з роторів. У будь-який момент часу у двигуні можна виділити чотири робочих об'єми: А - робочий хід, В випуск, С - впуск, D - стиск. У момент часу, обраний за вихідний, ротор 10 з перетинками 3 обертається під дією тиску палаючих газів, провідна шестірня ротора 10 передає крутний момент на відому 14 (Фіг.2), відома напівшестірня 13 ненарізаною частиною входить у зріз на провідній шестірні й у такий спосіб блокує ротор 11 таким чином, що перетинки 4, розташовані уздовж лінії, що проходить через вісь обертання роторів і між впускним 7 і випускним 6 вікнами. У цей момент у робочих камерах двигуна відбуваються наступні термодинамічні процеси: робочий хід - у камері А, випуск - у камері В, впуск - у камері С, стиск - у камері D. Далі ротор 10 робить робочий хід (Фіг.3) на кут 180-2& (Фіг.4), після чого ненарізана частина шестірні 13 виходить зі зрізу провідної шестірні й розблокується ротор 11, який під дією стиснених газів у камері D починає обертання, провідна шестірня ротора 11 входить у зачеплення з веденою шестірнею 13. При цьому відкривається вихід газам, що відробили, з камери А через випускне вікно 6, з камери В закінчується видавлювання відпрацьованих газів, у камеру С закінчене накачування нової порції робочої суміші через впускне вікно 7, а в камері D - стиск до необхідного ступеня горючої суміші. Далі за рахунок енергії маховику (на схемі не показаний) відбувається синхронний поворот обох роторів на кут & (Фіг.5), при цьому обсяги камер не змінюються за величиноюі, а відбувається тільки їхнє переміщення навколо осі. Після провороту на кут & ведена напівшестірня 14 ненарізаною частиною заходить у зріз на провідній шестірні ротора 10 блокуючи його обертання. Виконується запалювання (упорскування палива) робочої суміші в камері А. Тиск газів, що утворюються при горінні робочої суміші, на перетинку 4 ротора 11 приводить до утворення крутного моменту на ньому (Фіг.6). З камери В відбувається видавлювання залишків відпрацьованих газів, у камеру С починається усмоктування нової порції робочої суміші, а в камері D відбувається стиск робочої суміші й надалі робочий цикл повторюється. Величина кута & визначається видом застосовуваного палива - тобто необхідним ступенем стиску. Також, у залежності від ступеню стиску, вибираються геометричні параметри впускного і випускного вікон. Можливість регулювання ступеня стиску передбачена за рахунок зміни товщини робочих перегородок. Для зниження тертя в точках опори провідною шестірнею на поверхню веденої напівшестірні в тіло провідної шестірні можлива установка опорних тіл кочення. 5 Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 80200 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601