Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння

Роторно-поршневой двигатель внутрен него сгорания, содержащий ротор-поршень, установленный в полости корпуса с возмож ностью вращения вместе с валом двигателя и механиче ски связанный с ним, а также камеру сгорания, выполненную в виде поло сти между неподвижным к орпусом и по движным ротором-поршнем, о т л и ч а ю щийся тем, что полость корпуса выполне на цилиндрической, разделена перегород кой, по крайней мере, на две секции, одна из которых является компрессорной, а другая рабочей, в каждой секции установлены жес тко закрепленные на валу двигателя роторыпоршни, выполненные в форме плоск их кулачков с криволинейной рабочей поверх ностью, большая часть которой является цилиндрической поверхностью, концентричной пове рх ности полости к орпуса , а меньшая часть выполнена в виде плавного выступа, контактирующего с поверхностью полости корпуса, причем рабочая поверхность роторов кинематически связана с подв и жн ы ми з а т во ра м и , ж е с тк о закрепленными на валах, параллельных оси вала двигателя и установленными во впускном и выпускном каналах корпуса, при этом цилиндрическая поверхность затвора компрессорной секции обращена против, а аналогич ная пове рхность за твора ра бочей секции - по направлению вра щения вала двигателя, цилиндрические поверхности затворов прилегают к цилиндрическим поверх ностя м к орпуса и к цилиндриче ск им поверхностям роторов-поршней, а в теле затворов выполнены сквозные каналы, расположенные концентрично вала м затворов, свобоДные концы валов затворов посредством кулачковых механизмов соединены с валом дви га те ля , при этом полости компрессорной и рабочей секций сообщены между собой каналом с клапанным или золотниковым механизмом, содержащим привод от вала двигателя. со ел О Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторно-поршневым двигателям. Изве стен роторно-поршневой двига тель внутреннего сгорания, содержащий ротор-поршень, установленный в полости корпуса с возможностью вращения вместе с валом двигателя и механически связанный с ним. а также камеру сгорания, выполненную в виде полости между неподвижным корпусом и подвижным ротором-поршнем [1]. Отсутствие кривошипно-шатунного механизма обуславливает значительные пре-имущества роторно-поршневых двигателей по сравнению с поршневыми двигателями внутреннего сгорания по простоте конструк 13145 ции габаритным размерам, массе и механическому КПД. Однако такие двигатели имеют сложную форму внутренней полости корпуса, затруд няющую их изготовление и обеспечение на- 5 дежной герметизации ротора-поршня относительно этой полости. Относительно сложна и конструкция соединения роторапоршня с валом и корпусом, обусловленная необходимой кинематикой двигателя. 10 Целью изобретения является упрощение формы внутренней полости корпуса и конструкции соединения ротора-поршня с валом двигателя. Указанная цель достигается тем, что в 15 роторно-поршневом двигателе, содержащем ротор-поршень, установленный в полости корпуса с возможностью вращения вместе с валом двигателя и механически связанный с ним, а также к амеру сгорания, 20 представляющую собой, полость между неподвижным корпусом и подвижным роторомпоршнем, полость корпуса выполнена цилиндрической, разделена перегородкой по крайней мере на две секции, одна из 25 которых является компрессорной, а другая рабочей, в каждой секции установлены жестко закрепленные на валу двигателя роторыпоршни, имеющие форму плоских кулачков с криволинейной рабочей поверхностью, 30 большая часть которой является цилиндрической поверхностью, концентричной поверхности полости корпуса, а меньшая часть представляет собой плавный выступ, соприкасающийся с поверхностью полости корпу- 35 са, причем рабочая поверхность роторов соприкасается с подвижными затворами, жестко закрепленными на валах, параллельных оси вала двигателя, и установленными во впускном и выпускном каналах корпуса, 40 при этом цилиндрическая поверхность затвора компрессорной секции обращена против, а аналогичная поверхность затвора рабочей секции - по направлению вращения вала двигателя, цилиндрические поверхно- 45 сти затворов прилегают к цилиндрическим поверхностям корпуса, являющимся одной из стенок впускного или выпускного канала, и к цилиндрическим поверхностям роторовпоршней, в теле затворов выполнены сквоз- 50 ные каналы, расположенные концентрично валам затворов, свободные концы валов затворов посредством кулачковых механизмов соединены с валом двигателя, кроме того полости компрессорной и рабочей сек- 55 ций сообщены между собой каналом с клапанным или золотниковым механизмом, имеющим привод от вала двигателя. На фиг. 1 изображен предлагаемый двигатель, общий вид; на фиг. 2 - то же, продоль ный разрез,- на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б иа фиг. 2; на Фиг. 5 золотниковый механизм в открытом положении. Корпус 1 двигателя разделен перегородкой 2 на две секции: компрессорную и рабочую. На валу 3 двигателя посредстпом шлицевого соединения жестко закреплены ротор-поршень 4 компрессорной секции, ротор-поршень 5 рабочей секции и кулачки б и 7 с кольцевым пазом переменной кривизны. Затворы 8 и 9 жестко закреплены на валах 10 и 11 и размещены соответственно в компрессорной и рабочей секциях с возможностью поворота вместе с валами 10 и 11. Для этого на свободных концах валов 10 и 11 посредством кривошипов 12 шарнирно закреплены ролики 13 и 14, установленные в пазах кулачков. Затвор 8 своей цилиндрической поверхностью соприкасается с цилиндрической поверхностью впускного канала 15 и цилиндрической поверхностью ротора-поршня 4, а затвор 9 своей цилиндрической поверхностью соприкасается с цилиндрической поверхностью выпускного канала 16 и цилиндрической поверхностью ротора-поршня 5 рабочей секции. Вблизи цилиндрических поверхностей затворов выполнен канал 17, соединяющий рабочую и компрессорную секции. Для открытия и закрытия соединительного канала может быть применен любой клапанный или золотниковый механизм с механическим, гидравлическим и т.п. приводом от вала двигателя. На фиг. 1, 2 и 5, например, показан золотниковый механизм. Подпружиненный золотник 18 посредством двуплечего рычага 19 с роликом 20 соединен с кулачком, на внешней цилиндрической поверхности которого имеется выступ для обеспечения перемещений золотника в необходимый момент при работе двигателя. Вблизи затвора рабочей секции установлена свеча зажигания (для карбюраторного варианта двигателя) или форсунка для подачи топлива (для дизельного варианта) 21. Системы смазки и охлаждения условно не показаны. Двигатель работает следующим образом. При вращении вала 3 происходит вращение роторов 4 и 5. При этом по направлению движения выступа ротора 4 происходит сжатие топливной смеси или воздуха, а возникающее с другой стороны выступа ротора 4 разрежение обеспечивает всасывание свежей топливной смеси или воздуха через канал в теле затвора 8. При приближении выступа ротора 4 к затоору 8 достигается максимальное сжатие рабочего тела. В этот момент кулачки 6 и 7 через двуплечий рычаг 13145 19 перемещают золотник 18, осуществляя открытие канала 17 (см. фиг. 5) Перед открытием канала 17 затвор 9 с помощью кулачков б и 7 опускается до соприкосновения с цилиндрической поверхностью ротора 5. Та- 5 ким образом, между цилиндрической поверхностью затвора 9 и поверхностью выступа на роторе 5 образуется герметичная полость малого объема, в которую затем по каналу 17 подается сжатое рабочее тело Ю (топливная смесь или воздух). Профиль выступа кулачка 6 подобран таким образом, что по мере подъема затвора 8 сохраняется его контакт с поверхностью выступа на роторе 4 и, следовательно, герметичность за15 ключенной между затвором 8 и выступом ротора 4 полости. После подъема затвора 8 кулачок 7 через рычага 19 и золотник 18 закрывает канал 17, а кулачок 6 удерживает затвор 8 в поднятом положении до прохода 20 под ним выступа ротора 4. Вся полость компрессорной секции при этом заполнена топливной смесью (или воздухом). После закрытия канала 17 сжатое рабочее тело полностью находится в полости рабочей секции. В этот момент происходит зажигание топливной смеси (или впрыск дизельного топлива). Расширяющиеся продукты сгорания оказывают давление на выступ ротора 5 и совершают таким образом рабочий ход при неподвижном затворе 9. С другой стороны выступа в это время происходит вытеснение продуктов сгорания через канал в теле затвора 9. После полного совершения рабочего хода кулачок 7 поднимает затвор 9 и удерживает его до прохода под ним выступа ротора 5. После опускания затвора 9 все процессы повторяются. Таким образом, за один оборот вала 3 в компрессорной секции одновременно происходят такты впуска и сжатия в полостях, разделенных затвором 8 и выступом на роторе 4, а в рабочей секции одновременно происходят такты расширения и выпуска в полостях, разделенных затвором 9 и выступом на роторе 5. 20 5 12 Фи г.! 7 13145 /З /2 1015 л 8/3 в 2І 9 Фиг З Ч ІЬ 20 19 1 •' "іі/\ -і б З 6 / U ,9 Фиг.Ь Техред М.Моргентал Упорядник Замовлення Фиг. 5 4101 Коректор М. Куль Тираж Підписне Державне па тентне ві домство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101