Роторний двигун внутрішнього згорання

Роторний двигун внутрішнього згорання, що містить нерухомий корпус, у якому розміщені канали з клапанами під пальну суміш і канали під вихлопні гази, розміщений усередині нерухомого корпусу ротор, що обертається та має зовнішню поверхню зі змінною кривизною, виступи якого прилягають до внутрішньої поверхні корпусу, камери змінного об'єму, заслінки у вигляді радіальних підпружинених пластин, радіально встановлені в нерухомому корпусі, СВІЧІ запалювання і системи примусового змащення і охолодження, який відрізняється тим що зовнішня поверхня ротора, оснащеного компресійними кільцями, виконана у вигляді почергових ділянок з циліндричною і змінною кривизною, компресійні кільця встановлені в кільцевих проточках, виконаних на ділянках ротора з циліндричною зовнішньою поверхнею, виступи на ділянках рото ра з зовнішньою поверхнею ЗМІННОЇ кривизни розміщені з кутовим зсувом щодо виступів попередньої ділянки, вал ротора виконаний з осьовою порожниною, що з'єднана з примусовою системою змащення через радіальні канали, виконані в ділянках ротора з циліндричною зовнішньою поверхнею, зовнішня поверхня ділянки ротора змінної кривизни між виступами утворена похилою площиною, з'єднаною з однієї сторони з одним з виступів ротора і сполученою з наступним виступом дугоподібною поверхнею, при цьому камера змінного об'єму, утворена порожниною між внутрішньою поверхнею корпусу і похилою площиною ділянки ротора з зовнішньою поверхнею змінної кривизни і камера змінного об'єму, утворена порожниною між внутрішньою поверхнею корпусу і дугоподібною поверхнею ділянки ротора з поверхнею змінної кривизни мають об'єм, узятий у співвідношенні 1-5, а циліндрична зовнішня поверхня ділянок ротора виконана з можливістю ковзного контакта з внутрішньою поверхнею корпусу CM CD CM Корисна модель відноситься до двигунобудування, зокрема до роторних двигунів внутрішнього згоряння Відомий роторний двигун внутрішнього згоряння по а с СРСР, №1442683, МКВ 4 F02 В53/00, БИ №42, 1989 має нерухомий корпус у якому є канали з клапанами під пальну суміш і канали під вихлопні гази, розміщений усередині корпуса ротор, що обертається та має зовнішню поверхню з перемінною кривизною, виступи якого прилягають до внутрішньої поверхні корпуса з можливістю утворення між ними камер згоряння, СВІЧІ запалювання і системи примусового змащення й охолодження Найбільш близьким аналогом по сукупності ознак до корисної моделі, що заявляється, є технічне рішення роторного двигуна внутрішнього згоряння по патенту Роси №2161708, МПК F02 В53/00, 2001 утримуючий нерухомий корпус у якому є канали з клапанами під пальну суміш і канали під вихлопні гази, розміщений усередині корпуса ротор, що обертається та має зовнішню поверхню з перемінною кривизною, виступи, якого прилягають до внутрішньої поверхні корпуса з можливістю утворення між ними камер згоряння, встановлених у корпусі заслінок у вигляді радіальних підпружинених пластин, свіч запалювання та системи примусового змащення й охолодження 2462 Причиною, що перешкоджає досягненню технічного результату є те, що в приведеному двигуні спостерігаються ударні і вібраційні навантаження, обумовлені різким падінням тиску енергії вибуху робочої суміші в камерах згоряння. Це призводить до зменшення потужності двигуна і зменшенню його об'єму. В основу корисної моделі поставлено задачу, удосконалити роторний двигун внутрішнього згоряння, шляхом перерозподілу енергії горіння робочої суміші, зменшити ударні і вібраційні навантаження двигуна та за рахунок цього підвищити потужність і надійність двигуна. Задача вирішена тим, що в роторному двигуні внутрішнього згоряння, що має нерухомий корпус у якому є канали з клапанами під пальну суміш і канали під вихлопні гази, розміщений усередині нерухомого корпуса ротор, що обертається та має зовнішню поверхню з перемінною кривизною, виступи якого прилягають до внутрішньої поверхні корпуса, камери змінного об'єму, заслінки у вигляді радіальних підпружинених пластин, що встановлені в нерухомому корпусі, свічі запалювання та системи примусового змащення й охолодження, відповідно до корисної моделі, зовнішня поверхня ротора, постаченого компресійними кільцями, виконана у вигляді почергових ділянок з циліндричною і перемінною поверхнею, компресійні кільця встановлені в кільцевих проточках, виконаних в роторі з циліндричною зовнішньою поверхнею, виступи на ділянках ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни розміщені з кутовим зсувом щодо виступів попередньої ділянки, у валі ротора виконана осьова порожнина, яка з'єднана з примусовою системою змащення через радіальні канали, що виконані в ділянках ротора з циліндричною зовнішньою поверхнею, зовнішня поверхня ротора перемінної" кривизни між виступами утворена похилою площиною, з'єднаною з однієї сторони з одним з виступів ротора і сполученою з наступним виступом дугоподібною поверхнею, при цьому камера перемінного об'єму, утворена порожниною між внутрішньою поверхнею корпуса і похилою площиною ділянки ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни та камера перемінного об'єму, утворена порожниною між внутрішньою поверхнею корпуса і дугоподібною поверхнею ділянки ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни мають об'єм узятий у співвідношенні 1^5, а циліндрична зовнішня поверхня ділянок ротора виконана з можливістю ковзання щодо внутрішньої поверхні нерухомого корпуса. Завдяки тому, що зовнішня поверхня ротора, виконана у вигляді почергових ділянок з циліндричною і перемінною кривизною, а виступи на ділянках ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни розміщені з кутовим зсувом щодо виступів попередньої ділянки, досягається перерозподіл енергії горіння пальної суміші в двигуні і зменшення поверхні ротора, що сприймає тиск робочого тіла. Це дозволило знизити силову взаємодію ротора з корпусом і за рахунок цього знизити нерівномірність навантажень на ротор, що викликають вібрації, які ростуть зі збільшенням швидкості оберту ротора. 4 Постачання ротора компресійними кільцями та їхнє розміщення на ділянках з циліндричною зовнішньою поверхнею, забезпечують компресію робочого газу в камерах, запобігає витокові газів з камер і влучення в них змазки, що нагнітається на поверхню ротора. Виконання камери перемінного об'єму, утвореною порожниною між внутрішньою поверхнею корпусу і похилою площиною ділянки ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни та камери перемінного об'єму, утвореною порожниною між внутрішньою поверхнею корпуса і дугоподібною поверхнею ділянки ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни зі співвідношенням 1-ь5, дозволило створити оптимальний режим для робочих газів, при якому виключаються різкі перепади тиску, підвищується ефективність використання енергії робочих газів і потужність двигуна. Приведене співвідношення встановлене експериментально. При зміні заявленого співвідношення в двигуні спостерігається нерівномірність крутного моменту, що обумовлена різким падінням тиску в камерах перемінного об'єму. Перелік фігур креслення: Фіг. 1 - загальний вид роторного двигуна внутрішнього згоряння; Фіг 2 - роторний двигун внутрішнього згоряння в перетині по А-А; Фіг.З - роторний двигун внутрішнього згоряння в перетині по В-В; Фіг.4 - роторний двигун внутрішнього згоряння (вид А); Фіг.5 - роторний двигун внутрішнього згоряння (вид В). Зведення, що підтверджують можливість здійснення корисної моделі. Роторний двигун внутрішнього згоряння містить нерухомий корпус 1, у якому є канали 2 із клапанами 3 під пальну суміш і канали 4 під відпрацьовані гази, розміщений усередині нерухомого корпуса 1 ротор 5, що обертається та має ділянки 6 із зовнішньої поверхню перемінної кривизни, виступи 7 якого прилягають до внутрішньої поверхні 8 нерухомого корпуса 1 з можливістю утворення між ними чамер перемінного об'єму 9, встановлені в корпусі 1 заслінок 10 у вигляді радіальних підпружинених пластин, свіч запалювання 11 та системи примусового змащення 13 і охолодження 12. Виступи 7 ротора виконані з можливістю утворення між ними камер перемінного об'єму 9. Зовнішня поверхня ротора 5, виконана у вигляді почергових ділянок із зовнішньою поверхнею циліндричної форми 14 і перемінної кривизни 6. Компресійні кільця 15 встановлені в кільцевих проточках 16, що виконані в ділянці ротора 5 із зовнішньою поверхнею циліндричної форми 14. Виступи 7 на ділянках ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни 6 розміщені з кутовим зсувом щодо виступів 7 попередньої ділянки. Вал 17 ротора 5 виконаний з осьовою порожниною 18, що з'єднана з примусовою системою змащення 13 через радіальні канали 19, виконані в ділянках ротора з зовнішньою поверхнею циліндричної форми 14 Зовнішня поверхня ділянки ротора з перемінною кривизною 6 між вис 5 тупами 7 утворена похилою площиною 20 з'єднаною з однієї сторони з одним з виступів 7 ротора і сполученою з наступним виступом 7 дугоподібною поверхнею 21. Камера перемінного об'єму 9, утворена порожниною між внутрішньою поверхнею корпуса 8 і похилою площиною 20 ділянки ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни 6 та камера перемінного об'єму 9, утворена порожниною між внутрішньою поверхнею корпуса і дугоподібною поверхнею 21 ділянки ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни 6 мають об'єм узятий у співвідношенні 1-5. Ділянки ротора з зовнішньою поверхнею циліндричної форми 14 виконані з можливістю вільного контакту з внутрішньою поверхнею 8 корпуса 1. Система примусового змащення 13 містить масляні насоси 22, встановлені в осьовій порожнині 18 ротора 5. Корпус 1 двигуна укладений у кожух 23 із залишенням кільцевої' порожнини 24, з'єднаної з напірною магістраллю (на кресленні не показано) під охолоджуюче навколишнє середовище. Корпус 1 і кожух 23 мають циліндричну форму і закриті по обидва боки торцевими кришками 25, 26. Ротор 5 перфорований подовжніми каналами 27, що з'єднані з системою охолодження 13. Роторний двигун внутрішнього згоряння працює в такий спосіб. При обертанні вала 17 приводиться в рух ротор 5 із трьома виступами 7, що прилягають до внутрішньої1 поверхні 8 корпуса 1. Підпружинена пластина заслінки 10, установлена на нерухомому корпусі 1 постійно знаходиться в щільному контакті з зовнішньою поверхнею ділянки ротора перемінної кривизни 6, і створює камеру перемінного об'єму 9. На момент відкриття клапаном 3 канали 2 під пальну суміш, камера перемінного об'єму 9 має найменший об'єм, в який нагнггають пальну суміш, а потім на момент відкриття свічі запалювання 11 її підпалюють. На момент детонації пальної суміші підпружинена пластина заслінки 10 спочатку контактує з похилою поверхнею 20 ділянки ротора з зовнішньою поверхнею перемінної кривизни 6, що сполучена з дугоподібною поверхнею 21 згаданої ділянки ротора 6. У момент досягнення контакту підпружиненою пластиною заслінки 10 місця сполучення похилої 20 і дугоподібної 21 ЗОВНІШНІХ поверхонь ротора, об'єм камери перемінного об'єму 9 різко зростає. Це приводить до різкого збільшення об'єму газів у камері 9, що забезпечує могутній імпульс тиску на виступи 7 ротора 5, під дією якого ротор 5 приводиться в обертання. Подальше переміщення контакту підпружинено/ пластини заслінки 10 відбувається по дугоподібній зовнішній поверхні 21 ротора 5, що забезпечує плавну зміну об'єму камери і відповідно тиску робочих газів. При відкритті каналу 4, відбувається вихлоп відпрацьованих газів. Наступні цикли в 2462 камерах з перемінним об'ємом повторюються аналогічним чином. Камера перемінного об'єму 9, яка утворена порожниною між внутрішньою поверхнею корпуса 8 і похилою площиною 20 ділянки ротора з зовнішньою поверхнею перемінної" кривизни 6 та камера перемінного об'єму, яка утворена порожниною між внутрішньою поверхнею корпуса і дугоподібною поверхнею ділянки ротора узяті в співвідношенні 1-ь5, що дозволило створити оптимальний режим для робочих газів, при якому виключаються різкі перепади тиску, підвищується ефективність використання енергії" робочих газів і потужність двигуна. Приведене співвідношення встановлене експериментально. При зміні заявленого співвідношення в двигуні спостерігається нерівномірність крутного моменту, який обумовлений різким падінням тиску в камерах перемінного об'єму 9. Таким чином, на кожній ділянці ротора з перемінною зовнішньою поверхнею в трьох камерах, утворених між виступами ротора відбувається послідовно впуск пальної суміші, стиск, запалення, розширення продуктів згоряння і вихлоп відпрацьованих газів, тобто здійснюються всі процеси, що відбуваються в двигуні внутрішнього згоряння. Для підвищення потужності двигуна і рівномірності крутного моменту на вихідному валу, виступи на ділянках із зовнішньою поверхнею перемінної кривизни розміщені з кутовим зсувом щодо виступів попередньої ділянки. Виконання зовнішньої поверхні ротора 5 у вигляді почергових ділянок циліндричної форми 14 і форми з перемінною кривизною 6 дозволило зменшити поверхню ротора, що сприймає тиск робочого тіла, що забезпечило зниження силової взаємодії ротора з корпусом і за рахунок цього знизити нерівномірність навантажень на ротор, що викликають вібрації, які ростуть зі збільшенням швидкості оберту ротора. Розміщення компресійних кілець 15 у кільцевих проточках 16, виконаних у роторі 5 на ДІЛЯНЦІ з зовнішньою поверхнею циліндричної форми 14, забезпечують компресію робочого газу в камерах, запобігають витокові газів з камер і влучення в них змазки. Змазка нагнітається в осьову порожнину 18 ротора 5 масляними насосами 22, далі через радіальні канали 19 у роторі 5, відцентровою силою виноситься на поверхню ротора Для полегшення маси ротора 5 і його охолодження, його стінки перфоровані подовжніми каналами 27. Система охолодження передбачає охолодження двигуна за допомогою охолоджувального навколишнього середовища, та охолоджувальної рідини, що нагнітається в кільцеву порожнину 24 між зовнішньою поверхнею корпуса і кожухом 23 у подовжні канали 27. У якості пальної суміші у роторному двигуні внутрішнього згоряння, що заявляється, можуть бути використані пальні нафтопродукти, пальні гази і суміш кисню з воднем. 2462 A 25 18 22 17 19 •27 Фіг. 2 10 8 Фіг.5 Комп ютерна верстка Н Кураєва Підписне Тираж 39 прим Міністерство освгти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСЛ, 04655, Україна ЦП "Український інститут промислової власності', вул Сім'ї Хохлових 15 м Київ, 04119