Роторний двигун внутрішнього згоряння карбовничого

Номер патенту: 26464

Опубліковано: 30.08.1999

Автор: Карбовничий Сергій Володимирович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с выполненными в нем камерами сгорания, отверстиями для впуска свежего заряда и выпуска продуктов сгорания, и цилиндрической полостью, внутри которой установлен ротор с выполненными на нем первой полостью для впуска и сжатия свежего заряда и первой полостью для расширения рабочего тела, в корпусе также установлены шиберы, разделяющие каждую полость в роторе на две изолированные части, в корпусе также выполнены впускные и выпускные каналы, соединяющие каждую камеру сгорания с полостями на роторе, отличающийся тем, что на роторе дополнительно выполнены вторая полость для впуска и сжатия свежего заряда симметрично относительно оси вращения ротора и вторая полость для расширения рабочего тела симметрично относительно оси вращения ротора, а впускные и выпускные каналы снабжены клапанами, которые размещены в корпусе двигателя.

Текст

Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с выполненными в нем камерами сгорания, отверстиями для впуска свежего заряда и выпуска продуктов сгорания, и цилиндрической полостью, внутри которой установлен ротор с выполненными на нем первой полостью для впуска и сжатия свеже го заряда и первой полостью для расширения рабочего тела, в корпусе также установлены шиберы, разделяющие каждую полость в роторе на две изолированные части, в корпусе также выполнены впускные и выпускные каналы, соединяющие каждую камеру сгорания с полостями на роторе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на роторе дополнительно выполнены вторая полость для впуска и сжатия свежего заряда симметрично относительно оси вращения ротора и вторая полость для расширения рабочего тела симметрично относительно оси вращения ротора, а впускные и выпускные каналы снабжены клапанами, которые размещены в корпусе двигателя Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению. Прототипом изобретения является роторный двигатель внутреннего сгорания, который состоит из цилиндрического корпуса, закрытого с двух сторон, в котором имеются отверстия для впуска и выпуска, цилиндрический ротор, размещенный в корпусе таким образом,что может вращаться внутри него, на роторе выполнены две полости, которые разнесены вдоль оси ротора одна относительно другой, камеры сгорания, которые периодически соединяются с каждой полостью на роторе при его вращении, разъедини тельного приспособления в каждой полости ротора, которые делят каждую полость на две изолированные полости, первую полость - на полость впуска и полость сжатия, вторую полость - на полость расширения и полость выпуска [1]. Недостатком прототипа является динамическая разбалансированность ротора (центр масс ротора располагается не на оси его вращения), что при вращении ротора вызывает вибрацию двигателя, а следовательно, повышенный износ двигателя. Несинхронное перемещение разъединительных приспособлений, выполненных в виде пластин-шиберов, также вызывает дополнительную вибрацию двигате О 26464 ля. Таким образом, основным недостатком прототипа является его низкий моторесурс. Задачей данного изобретения является создание двигателя, который лишен недостатков, имеющихся в прототипе, и обеспечивает по сравнению с прототипом значительное увеличение моторесурса двигателя. Эта задача достигается тем, что в роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с выполненными в нем камерами сгорания, отверстиями для впуска свежего заряда и выпуска продуктов сгорания, и цилиндрической полостью, внутри которой установлен ротор с выполненными на нем первой полостью для впуска и сжатия свежего заряда и первой полостью для расширения рабочего тела, в корпусе также установлены шиберы, разделяющие каждую полость в роторе на две изолированные части, в корпусе также выполнены впускные и выпускные каналы, соединяющие каждую камеру сгорания с полостями на роторе, причем на роторе дополнительно выполнена вторая полость для впуска и сжатия свежего заряда симметрично относительно оси вращения ротора и диаметрально противоположно первой полости для впуска и сжатия свежего заряда и дополнительно выполнена вторая полость для расширения рабочего тела симметрично относительно оси вращения ротора и диаметрально противоположно первой полости для расширения рабочего тела, а впускные и выпускные каналы снабжены клапанами, размещенными в корпусе двигателя. Совокупность признаков изобретения обеспечивает ранее не известный технический результат повышения мощности путем использования симметричных полостей в роторе для процесса впуска и сжатия и процесса расширения, которые имеют разные величины объемов.что позволяет осуществлять эти процессы в двигателе одновременно, обеспечивает реализацию рабочего цикла за один оборот ротора, более низкую величину удельного потребления топлива, более низкий уровень шума, более полное сгорание топлива, эффективную очистку камеры сгорания от продуктов сгорания и низкую величину вибрации двигателя. На фиг.1 изображен продольный разрез общего вида роторного двигателя; на фиг.2 - поперечный разрез роторного двигателя в месте расположения на роторе полостей для впуска и сжатия; на фиг. 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - поперечный разрез роторного двигателя в месте расположения на роторе полостей для расширения; на фиг.4 изображен продольный разрез роторного двигателя с одной парой полостей для впуска и сжатия и двумя парами полостей для расширения. Двигатель состоит из корпуса 1 с цилиндрической полостью,внутри которой расположен цилиндрический ротор 2, имеющий две симметричные относительно оси вращения ротора полости 3 и 4, каждая для впуска и сжатия свежего заряда, и две симметричные относительно оси вращения ротора полости 5 и 6, каждая для расширения рабочего тела.В корпусе с противоположных сторон выполнены камеры сгорания 7 и 8. Камера сгорания 7 сообщается с полостью впуска и сжатия 3 посредством впускного канала 9, выполненного в корпусе, а камера сгорания 8 сообщается с полостью впуска и сжатия 4 посредством впускного канала 10, который выполнен в корпусе. Камера сгорания 7 сообщается с полостью расширения 5 посредством выпускного канала 11,выполненного в корпусе, а камера сгорания 8 сообщается с полостью расширения 6 посредством выпускного канала 12, который выполнен в корпусе. В корпусе с противоположных сторон выполнены отверстия впуска 13 и 14 для сообщения полостей впуска и сжатия 3 и 4 с окружающей атмосферой. Также в корпусе с противоположных сторон выполнены отверстия 15 и 16 для сообщения полостей расширения 5 и 6 с окружающей атмосферой. В корпусе симметрично относительно оси вращения ротора установлены два шибера 16 и 17 (фиг.2). Шибер 16 делит полость 3 для впуска и сжатия на две изолированные одна от другой части - полость впуска и полость сжатия, полость впуска сообщается с окружающей атмосферой посредством отверстия впуска, а полость сжатия сообщается посредством впускного канала с камерой сгорания. Соответственно шибер 17 делит полость 4 для впуска и сжатия на две изолированные части - полость впуска и полость сжатия. В корпусе симметрично относительно оси вращения ротора установлены два шибера 18 и 19 (фиг.З). Шибер 18 делит полость 5 для расширения на две изолированные одна от другой части. Шибер 19 делит полость 6 для расширения на две изолированные части. В корпусе установлены клапаны: впускные 20, 21 и выпускные 22, 23. Впускные клапаны 20 и 21 перекрывают соот 26464 ветственно впускные каналы 9 иЮ, изолируя камеры сгорания 7 и 8 от соответствующих полостей сжатия Выпускные клапаны 22 и 23 перекрывают соответственно выпускные каналы 11 и 12, изолируя камеры сгорания 7 и 8 от полостей расширения. Так как рабочие процессы осуществляются в симметричных полостях и камерах сгорания одинаково, описание двигателя и рабочего цикла будет приведено только для одной половины двигателя (на фиг.1 - часть двигателя выше оси вращения ротора). Впуск свежего заряда осуществляется в полость впуска. Впуск начинается, когда начало полости для впуска и сжатия 3 совместится с впускным отверстием 13, при этом шибер 16 находится внутри полости и упирается в дно полости (фиг.2). При вращении ротора создается разрежение в полости впуска, в которую через отверстие впуска 13 поступает свежий заряд. Очистка камеры сгорания осуществляется с целью удаления остатков продуктов сгорания. В карбюраторном двигателе очистка осуществляется следующим образом: после расширения рабочего тела, когда начало полости расширения 5 совместится с выпускным каналом 11 (фиг.З), при этом впускной клапан 20 закрыт, а выпускной клапан 22 открыт. При вращении ротора в полости расширения создается разрежение и остатки продуктов сгорания из камеры сгорания переходят в полость расширения. В двигателях, использующих впрыск топлива в камеру сгорания, очистка осуществляется в виде продувки. После впуска свежего заряда осуществляется продувка камеры сгорания, в результате которой остаток продуктов сгорания выводится из камеры сгорания в окружающую атмосферу. Продувка начинается, когда начало полости расширения 5 совместится с выпускным каналом 11, при этом впускной 2.0 и выпускной 22 клапаны открыты. Во время продувки полость сжатия сообщается через камеру сгорания 7 с полостью расширения 5. При вращении ротора в полости расширения создается разрежение, посредством которого в полость расширения из камеры сгорания 7 переходят остатки продуктов сгорания, оставшиеся там от предыдущего рабочего цикла, а камера сгорания продувается свежим воздухом, который поступает из полости сжатия. В результате продувки камера сгора 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ния заполнена свежим вопдухом и в ней полностью отсутствуют продукты сгорания. Очистка заканчивается закрытием выпускного клапана 22 После впуска, при нижнем положении шибера 16, образуется замкнутое пространство, которое ограничено полостью сжатия и камерой сгорания 7 (впускной клапан 20 открыт) Это пространство заполнено свежим зарядом, и при дальнейшем вращении ротора производится сжатие свежего заряда. В процессе сжатия свежий заряд переходит из полости сжатия в камеру сгорания. Сжатие заканчивается закрытием впускного клапана 20. После закрытия впускного клапана 20 (в двигателях с впрыском топлива осуществляется впрыск топлива в камеру сгорания) производится воспламенение газовой смеси - осуществляется процесс горения газовой смеси. Возможно как воспламенение газовой смеси в камере сгорания от источника принудительного воспламенения, так и самовоспламенение от сжатия. Далее открывается выпускной клапан 22, при этом шибер 18 находится в нижнем положении {шибер находится внутри полости расширения и упирается в дно полости) и начало полости расширения совмещается с выпускным каналом 11. После этого начинается расширение рабочего тела в полости расширения: газы из камеры сгорания поступают в полость расширения. Ротор под давлением газов на рабочую поверхность осуществляет свое вращение - производится рабочий ход ротора. Расширение осуществляется до тех пор, пока полость расширения не совместится с выпускным отверстием 16, после чего продукты сгорания выходят в окружающую атмосферу и при дальнейшем вращении ротора вытесняются из полости расширения. После окончания расширения заканчивается рабочий цикл двигателя. Роторный двигатель имеет симметрично выполненные на роторе полости, что делает его динамически сбалансированным, и при вращении ротор не будет вызывать вибрации. Расширение газов осуществляется в двух симметричных полостях расширения, при этом давление газов на ось ротора компенсируется, таким образом ротор является уравновешенным отсутствует нагрузка на ось ротора. Перемещения противоположных шиберов синхронны, что также обеспечивает отсутствие вибрации. В предлагаемом роторном двигателе применение впускных и выпускных клапанов и симметричных по 26464 лостей впуска и сжатия и полостей расширения позволяет в два рпш увеличить рабочий объем двигателя в сравнении с прототипом, при этом не изменяя габаритных размеров двигателя, что позволяет увеличить мощность в два раза. Для получения большего рабочего обьема двигателя, что приведет к увеличению его мощности, необходимо на роторе, дополнительно к уже имеющимся полостям для впуска и сжатия 3, 4 и полостям 5,6 для расширения, выполнить две симметричные относительно оси вращения ротора и диаметрально противоположные одна другой полости для расширения рабочего тела 24, 25. Полости 24 и 25 размещаются на роторе таким образом, что полости для впуска и сжатия 3,4 находятся между двумя парами симметричных полостей для расширения 5,6 и 24, 25 (фиг.4). Соответственно к двум дополнительным полостям расширения 24 и 25 в корпусе выполняются дополнительные две камеры сгорания 26 и 27 с впускными 28, 29 и выпускными 30, 31 каналами и устанавливаются соответственно 5 10 15 20 25 8 впускные 32, 33 и выпускные 34, 35 клапаны, в корпусе выполняются дополнительные выпускные отверстия, на каждую полость расширения устанавливается шибер Рабочие процессы, происходящие в двигателе, такие же, как описано выше. Особенность данного двигателя заключается в том, что две симметричные полости для впуска и сжатия 3 и 4 работают с двумя пэрами симметричных полостей для расширения 3,4 и. 24, 25. При этом процессы, происходящие в двух симметричных полостях для расширения 5 и 6, смещены на 180° оборота ротора процессом, происходящим в двух симметричных полостях для расширения 24 и 25, то есть если в полостях для расширения 5 и 6 осуществляется процесс расширения, то в полостях для расширения 24 и 25 осуществляется процесс очистки камер сгорания 26 и 27. С целью более полного использования энергии газов при расширении, необходимо, чтобы величина объема полости для расширения превышала величину объема полости для впуска и сжатия. Фиг. 1 26464 16 13 Фиг. 2 26464 Фиг. 4 . Упорядник Техред М. Келемеш Коректор А. Маковська Замовлення 509 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Киів-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Karbovnychyi Serhii Volodymyrovych

Автори російською

Карбовничий Сергей Владимирович

МПК / Мітки

МПК: F02B 53/02

Мітки: внутрішнього, карбовничого, двигун, роторний, згоряння

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-26464-rotornijj-dvigun-vnutrishnogo-zgoryannya-karbovnichogo.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Роторний двигун внутрішнього згоряння карбовничого</a>

Подібні патенти