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 кінематично зв'язана з рухливими 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 концентрично валам затворів, ВІЛЬНІ КІНЦІ валів затворів за допомогою кулачкових механізмів з'єднані з валом двигуна, при цьому порожнини компресорної і робочої секцій сполучені між собою каналом із замикаючим механізмом, що містить привід від вала двигуна, що відрізняється тим, що у простінку між секціями виконаний циліндричний прямолінійний канал, з'єднаний отворами з порожнинами секцій, причому крайки отворів, що виходять у канал зміщені один щодо одного на відстань, достатню для розміщення між ними ущільнювального кільця поршня, який керує перепуском, а два інших кільця розташовані на поршні з протилежної сторони крайок цих отворів, причому одне з них, як і згадане проміжне кільце, розташовано поблизу крайки отвору, що з'єднує канал з порожниною робочої секції, а інше - віддалене від крайки отвору на розмір ходу поршня, який дорівнює відстані між першими кільцями, поршень встановлений у каналі з зазором, забезпеченим розмірами перерізу кілець і канавок на поршні, а кільця мають прямокутний переріз і виконані розрізними з пружного антифрикційного матеріалу, причому між більш віддаленими один від одного кільцями виконана кільцева проточка, а отвір, що постійно входить в неї, з'єднаний з порожниною компресорної секції 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 компре сорною, а інша - робочою У кожній секції такого двигуна встановлені жорстко закріплені на його 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 виді плавного виступу, контактуючого з поверхнею порожнини корпуса Робоча 2 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що проточка на поршні виконана нерівномірною, і тіло поршня в МІСЦІ її розташування має краплеподібний переріз, звернений тупим кінцем до отвору, що виходить з компресорної секції 3 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що поршень має уздовж осі наскрізний отвір, який з'єднаний із пристроєм подачі крізь нього охолодженого повітря (О ю 49156 ційного матеріалу Між більш віддаленими друг від поверхня роторів кінематичне звязана з рухливидруга кільцями виконана кільцева проточка, а ми затворами, жорстко закріпленими на валах, отвір що постійно входить в неї з'єднаний з порожрівнобіжних осі вала двигуна і установленими у ниною компресорної секції впускному і випускному каналах корпуса ЦиліндВ одному з варіантів виконання пристрою прорична поверхня затвора компресорної секції зверточка на поршні виконана нерівномірної і тіло понена проти, а робочої - по напрямку обертання ршня в МІСЦІ її розташування має краплеподібний вала двигуна, циліндрична поверхні затворів торперетин, звернений тупим кінцем до отвору, що каються циліндричних поверхонь роторів-поршнів і виходить з компресорної секції порожнин корпуса В ТІЛІ затворів виконані наскрізні канали, розташовані концентричне валам Поршень має уздовж осі наскрізний отвір, затворів, ВІЛЬНІ КІНЦІ валів затворів за допомогою з'єднаний із пристроєм подачі крізь нього охолодкулачкових механізмів з'єднані з валом двигуна ного повітря Порожнини компресорної і робочої секцій повідомНа фіг 1 зображений подовжній розріз двигуна лені між собою каналом із замикаючим механізв МІСЦІ установки пристрою перепуску з поршнем у мом, що містить привод від вала двигуна закритому його положенні, на фіг 2 - те ж, але з розрізаним поршнем у відкритому положенні, на Ця схема не має ущільнень, зокрема ущільфіг 3 - розріз А-А по фіг 1 нення перепускного каналу, без якого не може бути забезпечена необхідна герметичність порожЦиліндричний прямолінійний канал 1 з'єднанин двигуна, а отже і його працездатність ний отворами 2 і 3 з порожнинами ВІДПОВІДНО компресорної і робочої секцій У каналі 1 розташоваВ основу винаходу поставлено задачу забезний поршень 4 як мінімум із трьома печення відомого роторно-поршневого двигуна ущільнювальними кільцями 5, 6 і 7 У закритому пристроєм перепуску робочого тіла, його ущільположенні поршня 4 середнє кільце 5 розташовунення й охолодження ється між отворами 2 і 3 поблизу їхніх країв Кільце Поставлене завдання вирішено таким шляхом 6 аналогічно встановлено з протилежної сторони У роторно-поршневому двигуні з порожниною, краю отвору 3 Ущільнювальне кільце 7 віддалене розділеною принаймні на дві секції, одна з яких є від краю отвору 2 на відстань ходу А поршня 4 Хід компресорною, а інша - робочою, у кожній секції поршня відповідає відстані А між кільцями 5 і 6 встановлені жорстко закріплені на валу двигуна Поршень 4 встановлений у каналі 1 із зазором Д, ротори-поршні, виконані у формі плоских кулачків що заданий ВІДПОВІДНИМИ розмірами перетину кііз криволінійною робочою поверхнею, велика часлець і канавок під них, тобто діаметр дна канавок і тина якої є циліндричною поверхнею, концентричтовщина кілець у сумі більше діаметра поршня 4 ною поверхні порожнини корпуса, а менша частина розмір Д Між КІЛЬЦЯМИ 5 І 7 на поршні 4 викона виконана у виді плавного виступу, нана кільцева проточка рівномірного чи нерівноміконтактуючого з поверхнею порожнини корпуса, рного перетину В останньому випадку для знипричому робоча поверхня роторів кінематичне ження аеродинамічного опору перетин поршня 4 у зв'язана з рухливими затворами, жорстко закріпцьому МІСЦІ може бути краплеподібним Тупий кіленими на валах, рівнобіжних осі вала двигуна і нець цього перетину повинний бути звернений установленими у впускному і випускному каналах назустріч руху робочого тіла, тобто до отвору 2 корпуса, при цьому циліндрична поверхня затвора компресорної секції звернена проти, а робочої -по Кільця 5, 6 І 7 мають прямокутний перетин і напрямку обертання вала двигуна, циліндричні виконані розрізними з пружного антифрикційного поверхні затворів торкаються циліндричних поверматеріалу, наприклад, вуглеграфітної композиції, хонь роторів-поршнів і порожнин корпуса, а в ТІЛІ здатної працювати без рідкого мастила при висозатворів виконані наскрізні канали, розташовані кій температурі Поршень 4 має уздовж своєї осі концентричне валам затворів, ВІЛЬНІ КІНЦІ валів наскрізний отвір Б Отвір Б може бути з розвитою затворів за допомогою кулачкових механізмів з'єдповерхнею охолодження, наприклад, з ребрами нані з валом двигуна, при цьому порожнини компдля збільшення тепловіддавання ресорної і робочої секцій повідомлені між собою При роботі двигуна поршень 4 керує перепусканалом із замикаючим механізмом, що містить ком робочого тіла з компресорної секції в робочу в привод від вала двигуна у простінку між секціями такий спосіб виконаний циліндричний прямолінійний канал, У закритому положенні поршня 4 його ущільз'єднаний отворами з порожнинами секцій нювальне кільце 5 розташовується між крайками отворів 2 і 3, перекриваючи сполучення між ними Крайки отворів, що виходять у канал зміщені При цьому вихід робочого тіла з кожного отвору друг щодо друга на відстань, достатню для розміперекритий парою кілець Для отвору 2 це кільця 5 щення між ними ущільнювального кільця поршня, і 7, для отвору 3 - ВІДПОВІДНО кільця 5 і 6 який керує перепуском Два інших кільця розташовані на поршні з протилежної сторони крайок цих У відкритому положенні поршня 4 він зміщений отворів, причому одне з них, як і згадане проміжне на відстань ходу А, тобто кільце 5 займає місце кільце, розташовано поблизу крайки отвору, що кільця 6 і завдяки проточці навколо тіла поршня з'єднує канал з порожниною робочої секції, а інше отвори 2 і 3 сполучуються між собою Стиснуте віддалене від крайки отвору на розмір ходу поршробоче тіло з компресорної секції через отвір 2 ня Хід поршня дорівнює відстані між першими навколо краплеподібного тіла поршня 4 надходить кільцями Поршень встановлений у каналі з зазов отвір 3 і далі в порожнину робочої секції Потім ром, забезпеченим розмірами перетину кілець і поршень 4 повертається у вихідне закрите полоканавок на поршні Кільця мають прямокутний пеження ретин і виконані розрізними з пружного антифрикПривод поршня 4 може бути будь-яким меха 49156 нічним, гідравлічним, елеісгромеханічним і т п , у золотникові пристрої, як показала практика двигутому числі і таким, який показаний в основному нобудування, у таких умовах надійно працювати патенті Початок і закінчення перепуску робочого не можуть, їх важко змазувати при високій темпетіла здійснюється в залежності від положення варатурі, вони можуть заклинювати через темперала двигуна ВІДПОВІДНО до описаної в основному турні деформації і т п патенті роботі двигуна Краплеподібний перетин поршня 4 знижує аеродинамічний опір при перепуску робочого тіла Через отвір Б постійно продувається повітря, При цьому важливо як він розташований в його наприклад, що спрямовується від системи охолопотоці дження, двигуна чи від окремого нагнітаючого пристрою Тепло передане через стінки поршня 4 пеНаскрізний отвір у поршні 4 дозволяє не тільки редається далі цим повітрям у навколишнє охолоджувати його, але і знижує його масу, що середовище дуже важливо тому що поршень 4 робить зворотно-поступальний рух з високими швидкостями і Наведена сукупність особливостей у пристрої прискореннями і тому на нього і його привод діють перепуску забезпечує наступне значні інерційні навантаження Зазор Д навколо поршня 4 виключає його тертя об стінки каналу 1, тим самим виключається Важливою перевагою є те, що показаний принеобхідність змащення цих поверхонь Зазор Д стрій відрізняється високою ремонтопридатністю, забезпечує надходження стиснутого робочого тіла тому що поршень з кільцями може бути легко занавколо тіла поршня 4, чим виключається однобімінений без розбирання двигуна Для клапанів, чне притиснення поршня 4 до стінки каналу 1, наприклад, звичайного ДВЗ це неможливо оскільки рівнодіюча сил тиску газів у цьому випадВ іншому варто врахувати, що показаний прику дорівнює нулю Торкання поршнем 4 стінок кастрій перепуску робочого тіла відомого роторноналу 1 виключено і ВІДПОВІДНОЮ установкою кілець поршневого двигуна не може забезпечувати нові у канавках поршня технічні властивості в порівнянні з відомими властивостями аналогічного рішення оскільки для даВажливим є і показаний зсув отворів 2 і 3 у каного двигуна він пропонується вперше У схемі налі 1, що забезпечує їхнє перекриття кільцем 5 двигуна по патенту України № 13145 пристрій пеПружне розрізне кільце 5 може проходити репуску та його ущільнення умовно не показані отвір 3, не чіпляючи за нього (аналогічно поршнеТому пропонуються не нові особливості пристрою, вому кільцю двотактного ДВЗ, що проходить вікна а перший його варіант із необхідними для забезв його циліндрі) Еластичне, наприклад, гумове печення працездатності двигуна властивостями кільце в цьому випадку неминуче виступило б в Завдяки приведеній конструкції пристрою перепусотвір і зрізалося при ході поршня, тобто було б ку та його ущільнення забезпечуються умови для непрацездатним Працездатність забезпечує і надійного ущільнення робочих порожнин роторноспеціальний матеріал кілець із зазначеними власпоршневого двигуна при перепуску і забезпечуєтьтивостями, оскільки в МІСЦІ розташування кілець ся тим самим його працездатність присутнє і тертя і висока температура Високоточні 49156 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71