Роторний двигун внутрішнього згорання

1 Роторний двигун внутрішнього згорання, що містить циліндричний ротор, камеру згорання і газорозподільний механізм, який відрізняється тим, що камера згорання виконана у вигляді, принаймні, одного блока камер, розташованого з боку, принаймні, однієї з основ ротора, ВІДПОВІДНО, у роторі з боку цієї основи виконані додаткові прийомні камери, причому основа ротора сполучена з блоком камер згорання через контактний диск, контактні поверхні якого прилягають до площини основи ротора з одного боку і до блока камер згорання з другого боку, а газорозподільний механізм викона ний у вигляді системи каналів і отворів у роторі, контактному диску і блоці камер згорання 2 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що система каналів і отворів газорозподільного механізму складається з нагнітального каналу і випускного колектора, виконаних у блоці камер згорання, сопел і перепускних отворів, виконаних у контактному диску, і перепускних каналів у роторі 3 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що кожна додаткова прийомна камера у роторі виконана 3 нахилом у напрямку руху ротора 4 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що камера згорання виконана у вигляді двох симетрично розташованих по обидва боки від ротора блоків камер, кожен блок камер згорання сполучений з однією з основ ротора через ВІДПОВІДНИЙ контактний диск, а додаткові прийомні камери ротора та система каналів і отворів газорозподільного механізму ВІДПОВІДНО розташовані по обидва боки ротора Винахід відноситься до області машинобудування, а саме, до роторних двигунів внутрішнього згоряння, і може бути використаний в автомобіле-1 тракторобудуванні, суднобудуванні, авіації та ш Відомий тепловий чотирьохтактний двигун внутрішнього згоряння (Автомобіль Навчальний посібник для учнів 9 і 10 кл сер шк / Під ред І П Плеханова - М "Просвещение", 1975 - С 7-11), який складається з камери згорання у вигляді блоку циліндрів, кривошипно-шатунного і газорозподільного механізмів Такий двигун має ряд істотних недоліків, зокрема значна металоємність, велика КІЛЬКІСТЬ деталей, складна конструкція, висока собівартість ремонту, недовговічність При роботі викликає вібрацію, при високих обертах колінвалу може виникати детонація, заклинення поршнів чи колінвалу Двигун характеризується дуже низьким коефіцієнтом корисної дії, оскільки багато енергії витрачається на роботу газорозподільного механізму, підготовку до роботи в циліндрах камери згоряння та ш Крім того, за один оберт колінвалу відбувається робота тільки в одному циліндрі з блоку, що також обумовлює зниження коефіцієнту корисної дії Найбільш близьким до винаходу являється роторний двигун внутрішнього згоряння (патент України №11111, МПК F02B53/00, опубл 25 12 96, бюл № 4), що містить циліндричний ротор, камеру згоряння і газорозподільний механізм Ротор ексцентричне розташований у статорі і має пази, в яких розташовані лопасті, а камера згоряння являє собою простір, обмежений лопастями, статором і ротором Недоліками даної конструкції є низька ефективність робочого процесу, ненадійна робота двигуна Це зумовлено складністю конструкції газорозподільного механізму з розподільним валом, великою КІЛЬКІСТЮ шарнірних з'єднань, клапанів та ш Іншою причиною ненадійності є конструкція лопастей ротора, які розміщуються в радіальних пазах і нічим не притискуються до робочої поверхні циліндричного статора При запуску, внаслідок малої швидкості обертання, лопасті можуть не вийти з радіальних пазів, а під час роботи вони можуть заклинювати в пазах, що призведе до зупинки двигуна Поява нагару з часом в пазах і на лопастях збільшує ймовірність їх заклинення при роботі Слідуючим недоліком є форма камери згоряння В момент запалювання пальної суміші виникаюча сила діє в протилежних напрямках на обидві лопасті, що спричиняє зниження ефективності роботи і низьку економічність двигуна (О 42146 В основу винаходу поставлено задачу у роторному двигуні внутрішнього згоряння шляхом утворення компаїсгного вузла між камерою згоряння і ротором, забезпечити надійну і високоефективну роботу двигуна Вказана мета досягається тим, що у роторному двигуні внутрішнього згоряння, що містить циліндричний ротор, камеру згоряння і газорозподільний механізм, камера згоряння виконана у вигляді по крайній мірі одного блоку камер, розташованого з боку по крайній мірі однієї з основ ротора, ВІДПОВІДНО, у роторі з боку цієї основи виконані додаткові прийомні камери, причому основа ротора сполучена з блоком камер згоряння через контактний диск, контактні поверхні якого прилягають до площини основи ротора з одного боку і до блоку камер згоряння з другого боку, а газорозподільний механізм виконаний у вигляді системи каналів і отворів у роторі, контактному диску і блоку камер згоряння Система каналів і отворів газорозподільного механізму складається з нагнітального каналу і випускного колектору, виконаних у блоку камер згоряння, сопел і перепускних отворів, виконаних у контактному диску і перепускних каналів у роторі Кожна додаткова прийомна камера у роторі виконана з нахилом у напрямку руху ротора Крім того, камера згоряння може бути виконана у вигляді двох симетрично розташованих по обидва боки від ротора блоків камер, кожен блок камер згоряння сполучений з однією з основ ротора через ВІДПОВІДНИЙ контактний диск, а додаткові прийомні камери ротора та система каналів і отворів газорозподільного механізму ВІДПОВІДНО розташовані по обидва боки ротора Утворення простого компактного вузла між ротором і камерою згоряння, у якому забезпечується газорозподіл і обертання ротора при попаданні стиснених газів у прийомні камери ротора, дозволяє підвищити коефіцієнт корисної дії двигуна, значно спростити конструкцію і тим самим підвищити и ремонтопридатність і надійність На фіг 1 схематично зображений дано двигун з блоками камер згоряння, симетрично розташованими по обидва боки від ротора На фіг 2 схематично зображений контактний диск На фіг 3 зображена робоча поверхня основи ротора На фіг 4, 5 зображений блок камер згоряння, види збоку і зверху Пропонований роторний двигун внутрішнього згоряння складається з ротора 1, встановленого на валу 2 Контактні диски 3 однією з контактних поверхонь через прокладки 4 кріпляться за допомогою болтових з'єднань до блоків 5 камер згоряння, а другою контактною поверхнею щільно прилягають до площини основ 6 ротора 1 Кожен блок 5 містить по дві камери згоряння 7, в які вмонтовані свічки запалювання 8 і форсунки 9 В блоках 5 виконані масляні канали 10, а також нагнітальні канали 11 і випускні колектори 12, які є частиною газорозподільного механізму Всю іншу порожнину у блоках 5 займає охолоджувальна рубашка 13 В контактних дисках 3 виконані сопла 14, які розташовані над камерами 7 і над свічками запалювання 8, перепускні отвори 15, 16, 17 і отвори 18 для змащування тертьових поверхонь ротора 1 і дисків 3 Сопла 14 і отвори 15, 16, 17 являються частиною газорозподільного механізму На основах 6 ротора 1 виконані додаткові прийомні камери 19 і перепускні канали 20, 21, які завершують систему каналів і отворів газорозподільного механізму Блоки 5 камер згоряння симетрично розташовані по обидві сторони ротора 1 і з'єднані між собою через прокладку 22 Прокладка 23 служить для регулювання зазору між контактними поверхнями дисків 3 і контактною площиною основ 6 ротора 1 Пропонований двигун працює наступним чином При повороті ротора 1 за годинниковою стрілкою, коли перепускний канал 21 сполучить перепускні отвори 15 і 16 між собою, через нагнітальний канал 11 у камеру згоряння 7 ззовні поступає стиснене повітря При подальшому повороті ротора 1, коли перепускний канал 20 сполучає сопло 14 і перепускний отвір 17, проходить продувка камери згоряння 7 і звільнення її від попередньо відпрацьованих газів В наступний момент перепускний канал 20 минає сопло 14, а в камеру 7 ще деякий час продовжує нагнітатися повітря через канал 21 і перепускні отвори 15, 16 Коли перепускний канал 21 минає перепускний отвір 16, в камеру згоряння 7 через форсунку 9 поступає паливо і за допомогою свічки запалювання 8 відбувається загоряння пальної суміші Далі напроти сопла 14 опиняється перша по ходу ротора 1 додаткова прийомна камера 19, яка приймає відповідну порцію газів під тиском, в результаті чого ротор продовжує рухатися за годинниковою стрілкою При подальшому русі ротора 1 напроти сопла 14 почергово опиняються ІНШІ прийомні камери 19 і ротор продовжує рух Тим часом, коли прийомні камери 19 опиняються напроти перепускного отвору 17, відпрацьовані гази виходять через випускний колектор 12 назовні Виконання прийомних камер 19 похилими у напрямку руху ротору 1 дозволяє уникнути появи сили, протидіючої цьому напрямку Таким чином, за один оберт валу 2 відбувається робота в обох камерах згоряння 7 блоку 5 одночасно 3 боку протилежної основи 6 ротора 1 відбувається аналогічний процес взаємодії з другим блоком 5 камер згоряння 7 3 метою забезпечення плавності і СТІЙКОСТІ роботи двигуна система каналів і отворів газорозподільного механізму з одного боку ротора 1 зміщена відносно системи каналів і отворів з другого боку ротора, що дозволяє забезпечити асинхронний режим роботи двигуна і здійснити чотири робочі такти за один оберт валу 2 Під час роботи двигуна через масляні канали 10 і отвори 18 пульсуючим способом подається масло Воно подається ДВІЧІ за один оберт ротору 1, через одну чверть, а саме в момент, коли перепускні канали 20, 21 не співпадають с каналами 10, 18 Масло подається через зворотній клапан, що дозволяє уникнути попадання повітря та газів у масляну магістраль У пропонованому двигуні забезпечується протікання усього робочого процесу у компактному вузлі камера згоряння - контактний диск - ротор, що зумовлює підвищення коефіцієнту корисної дії і надійності роботи 42146 Л і \ Фіг. 1 Фіг. 2 42146 Фіг. З 5 Фіг. 4 42146 Фіг. 5 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22