Роторно-поршньовий двигун внутрішнього згоряння

Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус з порожнинами з циліндричним профілем, встановлений в порожнині корпусу з можливістю обертання разом з валом двигуна, ротор-поршень з криволінійною боковою поверхнею, більша частина якої є циліндрична поверхня, а менша частина виконана у вигляді виступу, сформованого у вигляді двох криволінійних поверхней з ділянкою між ними у формі циліндричної поверхні, каналів захоплення, перепуску повітря з парами палива з зони стиснення, та каналу вихлопу, який відрізняється тим, що в ньому застосовано не менш як три ротори, бокові поверхні яких контактують, при цьому виступи виконані з опук 28875 менту та елементів поверхні ротору внаслідок динамічної дії і тертя одного на другу на протязі роботи. Наслідком цих проблем є великі витрати мастильних матеріалів, складність виготовлення деталей, невелика надійність, зменшений строк роботи, погіршення з часом герметизації що погіршує термодинаміку циклу роботи двигуна внутрішнього згоряння, погіршує ефективність роботи та зменшує ресурс двигуна. Найбільш близьким до даного двигуна є роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння (див. Патент Російської Федерації № 2027883 М. кл. F02В53/00, 1995 p.), що містить корпус з порожниною з циліндричним профілем, яка радіальною перегородкою поділена на дві частини, встановлений в порожнині корпусу з можливістю обертання разом з валом двигуна ротор-поршень з криволінійною боковою поверхнею більша частина якої є циліндрична поверхня, а менша частина виконана у вигляді виступу, сформованого у вигляді двох угнутих поверхонь з ділянкою з циліндричною поверхнею між ними, що контактує з поверхнею порожнини корпусу, запірний елемент виконаний у вигляді криволінійної пластини, що шарнірне встановлена та розташована в перепускному каналі в корпусі і підпружинена на криволінійну поверхню ротору, канал захоплення повітря з парами палива та каналу вихлопу. Недоліком такого двигуна є складність його конструкції, яка пов'язана з необхідністю забезпечення взаємодії виступу, додаткового запірного елементу та перепускного каналу, яку важко якісно здійснити та забезпечити ущілення між ними. Другим недоліком такого двигуна є знос та прискорене спрацювання поверхні запірного елементу та елементів поверхні ротору внаслідок динамічної дії і тертя одного на другу на протязі роботи. Наслідком цих проблем є великі витрати мастильних матеріалів, складність виготовлення деталей, невелика надійність, зменшений строк роботи, погіршання з часом герметизації що погіршує термодинаміку циклу роботи двигуна внутрішнього згоряння, погіршує ефективність роботи та зменшує ресурс двигуна. В основу винаходу покладено завдання удосконалення роторно - поршневого двигуна внутрішнього згоряння, в якому шляхом зміни технологічної схеми (циклу) роботи, форм конструктивних елементів та деталей, та характеру зв'язку між ними забезпечується зменшення зносу та спрацювання внутрішньої поверхні елементів двигуна і за рахунок цього підвищується ефективність роботи та ресурс двигуна. Поставлене завдання вирішується тим, що в роторно-поршневому двигуні внутрішнього згоряння, що містить корпус з порожнинами з циліндричним профілем, встановлений в порожнині корпусу з можливістю обертання разом з валом двигуна ротор-поршень з криволінійною боковою поверхнею, більша частина якої є циліндрична поверхня, а менша частина виконана у вигляді виступу, сформованого у вигляді двох криволінійних поверхонь з ділянкою між ними у формі циліндричної поверхні, каналів захоплення, перепуску повітря з парами палива з зони стиснення зону згоряння, та каналу вихлопу, згідно винаходу застосовано не менш як три ротори, бокові поверхні яких контактують, при цьому виступи на роторі виконані з опуклою боковою поверхнею у формі зубів зубчатого зачеплення, а на роторах що контактують з зазначеним ротором з виступами виконані виїмки у формі порожнини між зубами зубчатого зачеплення, при цьому корпус містить додаткову порожнину з циліндричним профілем, з'єднану двома каналами, а саме каналом перепуску повітря з парами палива з зони стиснення та каналом перепуску продуктів згоряння з зони згоряння до зони розширення з першою порожниною і встановлений в цій додатковій порожнині з можливістю обертання та кінематично зв'язаний з валом двигуна ротор з криволінійною боковою поверхнею з двома виступами які мають ширину в зоні контакту з поверхнею порожнини, що перевищує ширину каналу перепуску повітря з парами палива з зони стиснення та каналу перепуску продуктів згоряння з зони згоряння до зони розширення, і двигун додатково забезпечено механізмом синхронізації обертання роторів у вигляді зубчатих коліс, що знаходяться в зачепленні і встановлені на кінцях роторів. Завдяки зазначеним новим ознакам роторно – поршневого двигуна внутрішнього згоряння у сукупності з відомими забезпечується інший технологічний процес здійснення циклу роботи роторнопоршневого двигуна внутрішнього згоряння, а саме. Повітря з парами палива всмоктується в частину порожнини між ротором, корпусом, контактуючим ротором та виступом. Внаслідок обертання ротору в зазначену зону входить другий виступ і повітря з парами палива починає стискуватися в порожнині, яку замикає цей виступ-зуб. Стиснене повітря з парами палива проходить по перепускному каналу в нову порожнину, де здійснюється процес згоряння. Після цього продукти згоряння, через канал перепуску продуктів згоряння з зони згоряння до зони розширення, проходять в зону протилежну зоні першої порожнини, між двома роторами, стінкою порожнини та виступом ротору. В зазначеній зоні порожнині продукти згоряння тиснуть на бокову стінку виступу ротору і забезпечують його обертання та разом з ним всіх роторів. Зазначена конструкція забезпечує здійснення циклу роботи двигуна, в якому деталі (ротори та запірні елементи) не виконують коливальних рухів, і відповідно динамічних ударів однієї деталі в іншу, а лише рівномірно обертаються. При цьому деталі не підпружинені одна на другу, що значно зменшує наслідки тертя деталей, які з часом призводять до погіршення герметизації різних зон роботи двигуна. Покращення герметизації різних зон роботи двигуна покращує термодинаміку циклу роботи двигуна внутрішнього згоряння. Зменшення наслідків тертя деталей забезпечує зменшення зносу та спрацювання внутрішньої поверхні елементів двигуна і за рахунок цього підвищується ефективність роботи та ресурс двигуна. Наслідком зменшення наслідків тертя деталей є зменшення витрат мастильних матеріалів, На фіг. 1 показано розтин варіанту виконання роторно-поршневого двигуна внутрішнього згоряння, в якому виступи виконані на центральному роторі, здійснений перпендикулярно осям роторів, а 2 28875 на фіг. 2 показано розріз зазначеного варіанту виконання роторно-поршневого двигуна внутрішнього згоряння здійснений паралельно осям роторів. Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння містить корпус 1 з порожниною 2, з внутрішньою циліндричною стінкою 3. В порожнині 2 розміщено ротор-поршень 4 з виступами 5 у вигляді зуба зубчатого зачеплення, частина поверхні якого контактує з циліндричною стінкою 3 порожнини 2. Ротор-поршень 4 своєю боковою поверхнею контактує з боковими поверхнями роторів 6, які мають виїмки 7 у формі порожнини між зубами зубчатого зачеплення, що відповідає виступу 5 у вигляді зуба зубчатого зачеплення. Порожнина 2 з'єднана з атмосферою каналом захоплення повітря з парами палива 8, та каналом вихлопу продуктів згоряння 9. Порожнина 2 також з'єднана з додатковою порожниною 10 з циліндричною поверхнею 11 каналом 12 перепуску повітря з парами палива з зони стиснення, та каналом 13 перепуску продуктів згоряння з зони згоряння до зони розширення в порожнині 2. В порожнині 10 встановлено ротор 14 з криволінійною боковою поверхнею та двома виступами 15 що контактують з циліндричною стінкою 11 порожнини 10 і своєю поверхнею перетинають канал 12 перепуску повітря з парами палива та канал 13 перепуску продуктів згоряння. В порожнині 10 встановлено запалювальну свічу 16. Двигун також забезпечено механізмом синхронізації обертання роторів у вигляді зубчатих коліс 17, 18, 19, що знаходяться в зачепленні і встановлені на кінцях всіх роторів (див. фіг. 2). Працює роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння таким чином. Повітря з парами палива через канал 8 всмоктується в зону порожнини між ротором 4, корпусом 1, контактуючим рото ром 6 та виступом 5. Внаслідок обертання ротору 4 в зазначену зону входить другий виступ 5 цього ротору і повітря з парами палива починає ним стискуватися в зоні яку вже замикає цей виступ 5. Стиснене повітря з парами палива проштовхується по перепускному каналу 12 в нову порожнину 10, де за допомогою запалювальної свічі 16 здійснюється процес згоряння. Після цього, в момент коли виступ-зуб 5 знаходиться рядом з вихідним отвором перепускного каналу 13, та виступ 15 ротора 14 відкриває вхідний отвір цього каналу 13, продукти згоряння направляються в іншу протилежну зону першої порожнини 2 між двома роторами 4 та 6, стінкою 3 порожнини 2 та виступом 5 ротору 4. В зазначеній зоні продукти згоряння тиснуть на бокову стінку виступу 5 ротору 4 і забезпечують його обертання та відповідне обертання разом з ним всіх роторів. Внаслідок обертання ротору 4 виступ 5 проходить за межі вхідного отвору каналу вихлопу продуктів згоряння 9 і продукти згоряння через відкритий канал 9 виходять в атмосферу. Таке здійснення циклу роботи роторно – поршневого двигуна внутрішнього згоряння в якому ротори та запірні елементи не виконують коливальних рухів, і відповідно динамічних ударів однієї деталі об іншу, а лише рівномірно обертаються, забезпечує зменшення наслідків тертя деталей, та поліпшення герметизації різних зон роботи двигуна. Поліпшення герметизації різних зон роботи двигуна покращує термодинаміку циклу роботи двигуна внутрішнього згоряння. Зменшення тертя деталей забезпечує зменшення зносу та спрацювання внутрішньої поверхні елементів і за рахунок цього підвищується ефективність роботи та ресурс двигуна. 3 28875 Фіг. 1 Фіг. 2 4 28875 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5