Роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання коваленко

1 Роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, що містить корпус із тороїдальним циліндром, встановлений у корпусі робочий вал із закріпленим на ньому дисковим ротором, котрий має два діаметрально розташованих на ньому поршні, розділювальні заслінки, встановлені в корпусі з можливістю періодичного перекриття робочої камери й утворення між поршнями і заслінками камер стиску і розширення, які мають привід, пов'язаний кінематично з робочим валом, впускні і випускні вікна газорозподілу, виконані ВІДПОВІДНО в камерах стиску і розширення, який відрізняється тим, що у корпусі встановлено два тороїдальних циліндри, розташованих у паралельних площинах у кожному з яких встановлений дисковий ротор із закріпленими на кожному двома діаметрально розташованими поршнями, число заслінок дорівнює восьми, розташованими по чотири над кожним циліндром, встановлені камери згорання які з'єднують камери стиску і розширення 2 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що корпус виконаний роз'ємним із трьох частин 3 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що корпус виконаний із порожнистими ємностями, заповненими охолоджувальною рідиною 4 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що поршні містять ємності, заповнені охолоджувальною рідиною 5 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що в камерах згорання встановлені пристрої для подачі Назва винаходу роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання Коваленко заряду 6 Двигун по п І, який відрізняється тим, що в камерах згорання встановлені пристрої для запалення заряду 7 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що поршні містять ущільнювальні кільця 8 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що в поршнях виконані канали подачі мастила 9 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що в поршнях встановлені подовжні ущільнювальні пластини 10 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що осі обертання розділювальних заслінок розташовані під кутом до осі обертання вала 11 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що торець розділювальної заслінки розташований під кутом до прямої лінії, з'єднуючої центр торця і вісь обертання заслінки 12 Двигун по п 1,4, який відрізняється тим, що вхідний канал камери згорання менше вихідного ІЗДвигун по п 1, який відрізняється тим, що вхідний канал камери згорання розташований на максимальному віддаленні від осі робочого вала 14 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що змінена форма ротора і крайні точки діаметрально розташованих поршнів сполучені ущільнювальною пластиною 15 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що поршні в «холодному» циліндрі зміщені на кут 3°8° по осі вала в напрямку його обертання, щодо поршнів у «гарячому» циліндрі 16 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що КІЛЬКІСТЬ поршнів дорівнює 2к, а КІЛЬКІСТЬ ДИСКОВИХ заслінок дорівнює 4к, де к - ціле число 17 Двигун по п 1,4, який відрізняється тим, що вихідний канал камери згорання віддалений від площини обертання заслінки, а також утворене поглиблення на поверхні задніх торців поршнів у «гарячому» циліндрі Галузь техніки машинобудування, зокрема роторно-поршневі двигуни внутрішнього згорання, О (О ю 49956 насоси, компресори Рівень техніки RU, авторське посвідчення, 2027038, кл F02B53/00, 1991 У якості прототипу, прийнятий роторно-поршневої двигун внутрішнього згорання, що містить корпус із тороїдальною робочою камерою, встановлений у 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 й утворення між поршнями і заслінками ВІДПОВІДНО камер стиску і розширення Заслінки мають привід, пов'язаним кінематичне з робочим валом Є впускні і випускні вікна газорозподілу, виконані ВІДПОВІДНО в камерах стиску і розширення, а також пристрій для запалення заряду Недоліком даного ДВЗ є його мала питома потужність, ненадійність роботи і складність конструкції, наявність дм 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 слідуючого конструктивного рішення Двигун містить корпус 1 із тороїдальними робочими циліндрами 2 «гарячим» і 3 «холодним» розташованими в паралельних площинах У корпусі встановлений робочий вал 4, із закріпленими на ньому дисковими роторами 5 і 6, кожний з яких має пару діаметрально розташованих дугоподібних поршнів 7 , із профілем поперечного перетину, що відповідає профілю поперечного перетину тороїдальних циліндрів Причому пара поршнів у «гарячому» циліндрі 2 повернена щодо пари в «холодному» циліндрі 3 на кут 90° по осі робочого валу Двигун також має розділювальні дискові заслінки 8, встановлені в корпусі 1 по чотири над кожним тороїдальним циліндром, причому кожна з чотирьох знаходяться під кутом 90° одна до одної і кінематичне пов'язані з роторами Заслінки сполучені з ротором так, що мають можливість періодичного перекриття порожнин тороїдальних циліндрів і утворювати камери стиску 9 і розширення 10 Є також впускні і випускні вікна газорозподілу 11 і 12, виконані ВІДПОВІДНО в кожній камері стиску і розширення, камери згорання 13 з'єднуючі кожну камеру стиску і розширення та пристрій для запалення заряду 14 Заряд всмоктується в камеру стиску за рахунок розрідження виникаючого від руху заднього торця поршня в «холодному» циліндрі і стискується під дією переднього торця діаметрально розташованого поршня в цьому ж циліндрі Заряд надходить у камеру згорання, запалюється і діє на задній торець поршня в «гарячому» циліндрі, відбувається робочий хід, після чого відпрацьовані гази виштовхуються переднім торцем діаметрально розташованого в «гарячому» циліндрі поршня Чотиритактний цикл повторюється за один оберт робочого валу ВІСІМ разів Це забезпечує створення компактного з великою питомою потужністю двигуна Корпус двигуна може бути виконаний із трьох частин, остова і двох ЗОВНІШНІХ кришок у який розташовані порожнини для охолоджувальної рідини Ці Ж порожнини можуть бути розміщені і безпосередньо в роторах і поршнях На поршнях можуть бути встановлені ущільнювальні кільця 15 (див фіг 5) для полегшення проходження яких через площину обертання заслінок, осі обертання заслінок встановлені під кутом до осі робочого валу (див фіг 3) Для зниження сили тертя, у циліндрі в порожнину А (див фіг 5) можуть бути підведені канали подачі мастила 16 Зменшення зазора між циліндром і ротором може бути досягнуто зміною форми ротора, коли діаметрально розташовані поршні з'єднуються між собою пластинами 17 (див фіг 5 і 6) які притискаються до корпуса під дією сил газів, що розширюються Також може бути встановлений пристрій для подачі заряду Для підвищення тиску в камері згорання і попередження запалювання заряду у випадку роботи на принципі зовнішнього сумішоутворення на поршні може бути встановлена подовжня ущільнююча пластина 18 (див фіг 5) Для зниження тиску газів, що розширюються на поршні в «холодному» циліндрі можна зменшити вхідне вікно камери згорання, або змінити напрям дії цієї сили, розташувавши вхідне вікно на максимальному віддаленні від робочого валу (див пунктирну ЛІНІЮ фіг 6) Для підвищення помірності сил діючих на двигун у момент стиску заряду, торцева поверхня 19 дискової заслінки може бути скошена під кутом до лінії яка проходить через центр даного торця і вісь обертання заслінки І ВІДПОВІДНО змінена сполучена з ній передня торцева частина поршня Перелік фігур, креслень на фіг 1 поданий поперечний розтин двигуна, на фіг 2 - подовжній розтин двигуна, на фіг 3 - розтин у площині осей дискових заслінок, на фіг 4 - розтин камери згорання, на фіг 5 - подовжній розтин поршня, на фіг 6 - поперечний розтин циліндра, на фіг 7 схема роботи двигуна, на фіг 8 - подовжній розтин поршня, при варіанті «бегущего» вогню Дані, що підтверджують можливість виконання винаходу при взаємодії чотирьох обертаючихся поршнів 7, усередині циліндрів 2 і 3 і восьми збалансованих дискових заслінок 8, утворюються камери розширення та стиску 9, 10 які змінюються по об'єму, в яких відбувається впуск, стиск, робочий хід і випуск відпрацьованих газів (див фіг 7) При цьому в камерах 9 відбуваються такі такти двигуна робочий хід і випуск відпрацьованих газів, а в камерах 10 - впуск і стиск Такт впуску починається в «холодному» циліндрі 3 після відкриття впускного вікна 11 і одночасного закриття дисковою заслінкою 8 камери стиску 9 і продовжується 90 ° повороту робочого валу до перекриття впускного вікна діаметрально розташованим у циліндрі 3 поршнем 7 Такт стиску починається в камері 9 після перекриття впускного вікна 11 поршнем 7 і продовжується 90° повороту робочого вала 4 До кінця такту заряд під надлишковим тиском надходить у камеру згорання 13, де остаточно стискується Робочий хід починається в «гарячому» циліндрі 2, у камері 10, після запалення заряду в камері згорання 13 і в ВІДПОВІДНІЙ порожнині камери 10, робочі гази діють 49956 на торцеву поверхню поршня 7, що за допомогою дискового ротора 5 повертає робочий вал 4 Гази які знаходяться в обсязі відповідної камери 10 за 90 ° повороту робочого валу цілком витискуються переднім торцем діаметрально розташованого в циліндрі 2 поршня При повороті робочого валу 4 на 90° відбувається два чотиритактних цикла в діаметрально розташованих камерах 9 і 10 тобто за повний оберт робочого валу відбувається ВІСІМ чотиритактних цикла Ця особливість конструкції ДВЗ задовольняє критерію новизни і є ВІДМІННОЮ ознакою даного винаходу Для узгодження роботи з поршнями кожна дискова заслінка даної конструкції повинна мати кутову швидкість у два рази більше кутової швидкості робочого валу, що при рівних швидкостях сполучених точок поршня і заслінки, дає можливість зробити діаметр заслінки в два рази меншим ніж діаметр циліндрів Це на 1/3 зменшує розмір роторних двигунів даного типу Дана особливість також є ВІДМІТНОЮ ознакою даного винаходу При зсуві поршнів у «холодному» циліндрі на Фіг. 1 кут 3°-8° по осі вала в напрямку його обертання, щодо поршнів у «гарячому» циліндрі, здійснюється продування зарядом камери згорання, що також підвищує питому потужність Для підвищення коефіцієнта корисної дії, можливо здійснення переходу частини запаленого заряду в наступну камеру «гарячого» циліндра, для запалення нової порції заряду, при цьому утвориться ефект «бегущего» вогню Тоді робота запалюючого пристрою, буде необхідна тільки при пуску ДВЗ Це також дає можливість знизити ступінь стиску в дизельних двигунах Ефект досягається шляхом віддалення вихідного каналу камери згорання від площини обертання заслінки та утворення поглиблення на поверхні заднього торця поршнів у «гарячому» циліндрі (див фіг 8) Конструкція двигуна є технологічною Всі вузли можуть бути виготовлені в умовах масового виробництва Двигун може бути як і з ЗОВНІШНІМ, так і з внутрішнім сумішоутворенням Доцільно застосування двигуна на транспортних засобах 49956 A-A в-в Фіг. З 10 Фіг 4 Фіг 6 Фіг 5 а Фіг 7 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