Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння коваленка

Галузь техніки: машинобудування, зокрема роторно-поршневі двигуни внутрішнього згорання. Рівень техніки: RU 2027038, кл. F02B53/00, 1991. У якості прототипу, прийнятий роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, що містить корпус із тороїдальною робочою камерою, встановлений в ній робочий вал із закріпленим на ньому дисковим ротором, який має пару діаметрально розташованих поршнів, розділювальні дискові заслінки встановлені в корпусі з можливістю періодичного перекриття робочої камери та утворення між поршнями і заслінками відповідно камер стиску і розширення. Заслінки мають привід, пов'язаний кінематично з робочим валом. Є впускні і випускні вікна газорозподілу, виконані відповідно в камерах стиску і розширення, а також пристрій для запалення робочої суміші. Недоліком даного ДВЗ є його мала питома потужність, ненадійність роботи і складність конструкції, наявність дії сил зворотно-поступального руху. Суть винаходу: в основу винаходу поставлено завдання створення компактного теплового двигуна, що відрізняється високою питомою потужністю, надійністю роботи і збалансованістю двигуна. Задача вирішується шляхом наступного конструктивного рішення. Двигун містить корпус що складається з двох кришок 1 і 9 (Фіг.1, 2, 3) які утворюють тороїдальний циліндр. У корпусі встановлено ротор 6 який кінематично зв'язаний з рухомими зубчастими колесами 3. Рухомі зубчасті колеса 3 в свою чергу кінематично зв'язані з нерухомими зубчастими колесами 8, які прикріплені до відповідних частин кришок. На валу ротора 6 вільно установлені дві пари діаметрально розташованих дугоподібних поршнів 2 і 7 положення яких залежить від розташування кінематично зв'язаних з ними шатунів 4. Шатуни 4 в свою чергу розташовані на зміщених вісях рухомих зубчати х коліс 3. Корпус також має впускне і випускне вікно газорозподілу та пристрій для запалення робочої суміші 5. Поршні що закріплені діаметрально мають повздовжні ущільнювальні кільця 10. Всі частини двигуна зв'язані кінематично так, що в процесі руху між робочими поверхнями поршнів розташованих з їх торців змінюється відстань. Ця зміна має циклічних характер і повторюється в певних ділянках тороїдального циліндра, що дає змогу створити наступні зони. Зона робочого ходу А яка починаються з мертвої точки М (Фіг.4, 5). Зона випуску відпрацьованих газів В. Зона впуск у робочої суміші С. Зона стиску робочої суміші D. В зоні робочого ходу А ша туни займають таке положення (Фіг.4), внаслідок якого відстань між поршнями збільшується і цей процес приводить до повороту ротора або відбувається за рахунок повороту ротора. Принцип роботи двигуна. Робоча суміш всмоктується в зону вп уску С за рахунок розрідження виникаючого від збільшення відстані між поршнями, потім впускне вікно перекривається поршнем і відстань між поршнями починає зменшуватись робоча суміш входить в зону стиску D. Стискується. Після проходження мертвої точки М робоча суміш запалюється і діє на торці обох поршнів, що приводить до повороту ротора. Відбувається робочий хід, в робочій зоні А. Після відкриття випускного вікна відстань між поршнями зменшується. Відбувається процес випуску відпрацьованих газів. Чотирьохтактний цикл повторюється для кожного з чотирьох вільних просторів між чотирма поршнями. Це забезпечує створення компактного з великою питомою потужністю двигуна. Корпус двигуна виконаний із двох кришок, у яких розташовані порожнини для охолоджувальної рідини. На поршнях встановлені ущільнювальні кільця. Поршні що закріплені діаметрально мають повздовжні ущільнювальні кільця. Також на корпусі встановлений пристрій для подачі робочої суміші. Перелік фігур, креслень: на фіг.1 поданий ізометричний вигляд двигуна; на фіг.2 – ізометричний вигляд поперечного розтину двигуна; на фіг.3 – ізометричний вигляд подовжнього розтину двигуна; на фіг.4 – схема роботи двигуна в початку робочого ходу, початку стиску робочої суміші, початку впуску робочої суміші, процес випуску відпрацьованих газів; на фіг.5 – схема роботи двигуна в процесі робочого ходу, в процесі стиску робочої суміші, в процесі впуску робочої суміші, в процесі випуску відпрацьованих газів. Дані, що підтверджують можливість виконання винаходу: при взаємодії чотирьох обертаючихся поршнів 2 і 7, у середині тороїдального циліндра утворюються камери які змінюються по об'єму і відбувається впуск, стиск, робочий хід і випуск відпрацьованих газів (див. фіг.4, 5). Для циклічності процесу встановлено відношення діаметра рухомих зубчати х коліс 3 до нерухомих зубчати х коліс 8 (див. Фіг.1, 2, 3) – один до двох (1/2). Це дає можливість рухомим зубчатим колесам зробити два обороти відносно своєї вісі під час одного обороту навколо нерухомого зубчатого колеса. В мертвій точці зміщені вісі шатунів 4, що розташовані на рухомих зубчати х колесах повинні мати кут 90 градусів між площиною, що з'єднує зміщену вісь шатунів і вісь рухомого зубчатого колеса та площиною, що з'єднує вісь рухомого зубчатого колеса з віссю ротора 6. При цьому в мертвій точці, що розташована біля пристрою для запалення робочої суміші 5, зміщені вісі повернені одна до одної на мінімальну відстань. Кут між лініями які з'єднують вісі рухомих зубчати х коліс та вісь нерухомого зубчатого колеса має також складати 90 градусів. Всі ці фактори дають змогу займати наступній парі рухомих з убчати х коліс, під час руху, те саме положення що і попередній парі, відповідно такі самі положення займають і поршні. Це забезпечує циклічність роботи двигуна. Процес повороту ротора під час розширення газів забезпечує таке положення шатунів, коли сила розширення газів діюча на поршні, діє на шатуни, а через них на рухомі зубчасті колеса так, що сумарна сила діюча на вісь ротора на якому розташовані рухомі зубчаті колеса має напрямок по ходу р уху поршнів (див. фіг.4 і фіг.5). Конструкція двигуна є технологічною. Всі вузли можуть бути виго товлені в умовах масового виробництва. Двигун може бути як і з зовнішнім, так і з внутрішнім сумішоутворенням. Доцільно застосування двигуна на транспортних засобах.