Роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання

Роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, що містить секційний корпус з перехреспивими кільцевими циліндрами в яких установлені поршні, камеру згорання, впускні та випускні канали вихідний вал та механізм синхронізації поршнів відрізняється тим, що циліндри установлені в одній площині, поршні встановлені з можпивістю синхронного обертання в протилежних напрямках, а камера згорання має попарно однакові порожнини які розташовані в корпусі симетрично одна відносно другої та поза зони перехрещення циліндрів Винахід-відноситься до галузі машинобудування конкретно до пристрою роторно-поршневих двигунів внутрішнього ігорання і може знайти призначення в різних галузях народного господарства Відомий роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, що містить корпус з трохоїдальною робочою камерою (див Вишняков Автомобіль Заснови конструкції Машинобудування, 1986 стор 22), в корпусі розташовано вал з екс*цетриком та трьохгранний ротор-поршень, який встановлено в ексцентрику Ротор-поршень розділяє внутрішню частину статора на три порожнини, об'єм яких змінюється при обертанні ротора Ротор і вал обертаються в одному напрямку В кожній із трьох порожнин роторно-поршневого двигуна псспідовно проходить впуск стиск горіння і розширення, а також випуск Непреривність робочого процесу дозволяє отримати велику потужність при невеликих розмірах робочої камери Однаково, основним недоліком відомого двигуна є складність та висока вартість виробництва Крім цього, у відомого двигуна розширення об'єма камери згорання проходить не пропорційно руху поршня і всі процеси дуже ШВИДКІСНІ і внаслідок цього паливо вприскується у камеру на проміжних етапах процесу, що зменшує економічність двигуна Збільшення потужності таких двигунів досягається встановленням на валу декілька роторівпоршн в Відомий роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання (див ас СРСР № 861684, МКВ3 F02B53/10, опубл 07 08 81) що містить першу і другу секції з ротором-поршнем, камерами впуску стиску та розширення, першу і другу ежекторні форсунки кожна з яких встановлена в камері впуску відповідно секції і має активне сопло і камеру змішування Остання першої форсунки сполучена з додатковим каналом камери стиску другої секції Внаслідок цього паливо не вприскується в камери на проміжних етапах процесу Відсічка палива дозволяє вилучити підтікання його, що впливає на економічність двигуна Недоліком відомого двигуна є складність механізма через необхідність проходження вихідного вала через обидва корпуси та ротори, а також виконання його із декілька секцій та отримання другої номінальної частоти обертання вихідного вала Недоліком відомого пристрою є невелика надійність, великі масогабаритні характеристики, складність конструкції і наявність великої кількості деталей, тому неможливо виконати синхронізування поршнів Найбільш близьким технічним рішенням до заявляемого с роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання {див а с СРСР № 1772375, МКВ5 F02B53/0O, опубл ЗО 10 92), що містить секційний корпус з перехресті и ви ми кільцевими циліндрами, в яких розташовані nopiunt, камера згорання з впускними та випускними каналами, вихідний вал та механізм синхронізації поршнів У ВІДОМІЙ конструкції двигуна порожнини кільцевих циліндрів перехрещуються під кутом, тому при такті робочий хід на поршні діють значні вісеві сили тертя, які згинають диски поршнів та притискають їх до стінок циліндрів внаслідок цього збільшуються сили тертя, які будуть знижувати тягові та швидкюні якості двигуна, що ВІДПОВІДНО, зменшує ККД двигуна О) о тю со < D 35109 Внаслідок того, що камера згорання розміщена в зоні перехреслених циліндрів відсутнє підтікання палива на проміжних етапах процесу і це зменшить компресію в момент такта робочий хід і ВІДПОВІДНО, зменшується економічність та ККД двигуна Одностороннє зміщення поршня від осі циліндрів та обертання в одному напрямку приводить до неоднорідних умов роботи поршнів та камери згорання, що веде до збільшення вібрації двигуна, що невід'ємно впливає на ККД Крім цього, відомий двигун складний по конструкції та нетехнолопчний при виробництві В основу винаходу на конструкцію роторнопоршневого двигуна поставлена задача його удосконалення шляхом утворення однакових умоа роботи камери згорання та поршнів в зоні пврехреглені'п циліндрів що забезпечить збільшення тягових та швидкісних якостей та економічність двигуна Поставлена задача вирішується тим, що в двигуні, що містить секційний корпус з перехрєсливимикільцевими циліндрами, в яких установлені поршні, камеру згорання впускні та випускні канали, вихідний вал та механізм синхронізації поршнів, циліндри розташовані в одній площині поршні установлені з можливістю синхронного обертання а протилежних напрямках, а камера згорання має попарно однакові порожнини які розташовані в корпусі симетрично одна відносно другої та поза зони перехрещення циліндрів Розміщення циліндрів в одній площині дозволяє обертатися поршням в кільцевих циліндрах рівномірно з усталенностю руху без додаткових зусиль Зона перехрещення циліндрів не буде пере шкоджу вати руху поршнів за рахунок відсутності в цій зоні осьових сил які діють на поршні та притискують їх до стінок циліндрів Внаслідок цього підвищуються тягові та ШВИДКІСНІ ЯКОСТІ двигуна Те, що поршні розташовані в кільцевих циліндрах з можливістю синхронного обертання в протилежних напрямках забезпечує однакові умови роботи поршнів в перехресливих циліндра/ і зменшує вібрацію двигуна в цілому Виконання камери згорання з попарно однаковими порожнинами, які симетрично розташовані одна відносно другої в корпусі двигуна поза зони перехрещення циліндрів дозволяє забезпечити однакові умови роботи поршнів в зоні перехрещення циліндрів Крім цього вилучається підтікання топлива на проміжних етапах процесу, що сприяє підвищенню ефективності процесів згорання, поширення та очистки порожнин циліндрів А те, що камера згорання має попарно однакові порожнини симетрично розташовані одна відносно другої, дозволяє довести роботу самої камери згорання до рівномірних умов Внаслідок того, що в камері згорання на поршні діють сили однакові за величиною та протилежні по напрямку, підсумкова цих сил буде дорівнювати силам, які діють на поршні в циліндрах двигуна, це в свою чергу дозволить зрівноважити радіальні та бокові сили Ці сили будуть однакові за величиною і протилежні за напрямком і сума цих сил буде дорівнювати нулю За рахунок цього, відсутні сипи тертя і внаслідок підвищуються тягові та швидкісні якості двигуна, так як поршні рівномірно обертаються в циліндрах без гальмування при проходженні зони перехреслення циліндрів. Таким чином, пропонований двигун має високу питому потужність та малогабаритні показники, підвищену економність, за рахунок ефективних процесів згорання, поширення і очистки порожнин циліндрів Конструкція пропонованого двигуна відрізняється простотою в виготовленні та експлуатації Крім цього конструкція пропонованого двигуна є модульною На фіг 1 зображено загальний вигляд двигуна в розрізі На фіг 2 зображено двигун зі знятою верхньою секцією корпуса На фіг 3, ф*г 4 зображено камеру згорання в вигляді однієї пари порожнин На фіг 5 зображено двигун - приклад компоновки з трьох циліндрів На фіг 6 зображено двигун - приклад компоновки з чотирьох циліндрів На фіг 7 зображено роботу двигуна по робочим циклам Роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання (фіг 1, фіг 2) містить корпус, який складається з двох секцій 1 2 з перехресливих циліндрів 3 4, в яких розташовані поршні 5 і 6, які жорстко закріплені з валами 7 і 8, камеру згорання (фіг 3, фіг 4), яка має попарно однакові порожнини 9, 9' і 10, 10, які сполучаються каналами 11, 11' Пристрій для запалювання робочої суміші (див фіг 1) 12, синхронізаційні шестерні 13 і 14, противоваги 15 і 16, впускний канал 17 (див фіг 2) та випускний канал 18 Циліндри 3 і 4 розташовані в одній площині а поршні-ротори 5 і 6 рухаються синхронно в кільцевих циліндрах в протилежних напрямках В залежності від необхідної потужності двигун може мати три перехресливих циліндра (фіг 5), чотири (фіг 6) і біпьше Камера згорання (фіг1, фіг 2, фіг 3, фіг 4) має попарно однакові порожнини 9, 9 і та 10, 101, які симетрично розташовані одна відносно другої в корпусі двигуна збоку та поза поршнів 5 і 6 Порожнини 10, 10' з'єднані каналами 11, 11' Сума площі порожнин 9, 9' дорівнює площі поршня, на яку діє сила Fa при роботі двигуна (фіг 4) Сума сип F-, і F2 які діють на поршень в порожнинах 9, 9' має напрямок радіально від осі обертання поршня і дорівнює силі Рз, яка має напрямок радіально до асі обертання поршня ВІДПОВІДНО F3=FI+F2 Так як сили рівні і діють в протилежних напрямках, підсумкова цих сип дорівнює нулю Так як площі порожнин 10 і 10' однакові (фіг 3), то і сила F4, яка діє на поршень при роботі двигуна і спрямована притиснути поршень до нижньої стінки циліндра буде дорівнювати силі F5, яка спрямована притиснути поршень до верхньої стінки циліндра Підсумкова цих сип теж дорівнює нулю Сила Fs діє на поршень 3 по дотичній радіусу обертання поршня і збігається з напрямком руху Внаслідок цього радіальні та бокові сили на поршні не діють, за рахунок цього відсутня сила тертя, а внаслідок підвищуються тягові, швидкісні та економічні якості двигуна 35109 По робочим циклам двигун робить таким чином (див фтг 1, фрг 2) Поршні 5 і 6 обертаються в кільцевих циліндрах 3 і 4 через синхронізаційні шестерні 13 і 14 в протилежних напрямках Коли поршень 5 (див фіг 7), цикл-впуск, тиск перекриває загальну зону перехрещення циліндрів, поршень б відкриває впускний канап 17 в порожнині 19 циліндра 4 утворюється розряження і проходить впуск робочої суміші в циліндр, а в порожнині 20 утворюється тиск Коли поршень 6 (див фіг 7, ЦИКЛ-ВІДТІК) перекриває порожнину 10 камери згорання у циліндрі 4, а поршень 5 ще не відкрив порожнину 10 камери згорання у циліндрі 3, відбувається ВІДТІК палива, яке містить в камері згорання Коли поршень 6 (див фіг 7, цикл робочий хід) перекриває загальну зону перехрещення ци ліндрів, а поршень 5 підходить до моменту вікриття порожнини 10 камери згорання у циліндрі 3, залежно від випереджання запалювання робочої суміші, двигун виконує робочий хід Після ТОГО ЯК поршень 5 (див фіг 7, цикл випуск) відкриває випускний канал 18, а поршень 6 ще не відкрив порожнину 10 камери згорання у циліндрі 4, відбувається ёипуск відробного газу поза канапу 18 Коли поршень 5 (див фіг 7. цикл продувка) вже перекрив загальну зону перехрещення циліндрів але ще не перекрив порожнину 10 камери згорання у циліндрі 3. відбувається продувка камери згорання робочою сумішшю або повітрям Таким чином паливо не вприскується на проміжних етапах процесу, що забезпечує підвищення економічності двигуна В порівнянні з відомим рішенням зачвляєме дозволить мати малу масу і габарити просту конструкцію надійність, високу попитну потужність, підвищений обертальний момент на вихіднім валі, значно більший ККД та економічність двигуна Крім цього заявпяємий пристрій відрізняється технологічністю та простото о в виготовленні Його можливо зробити на існуючому обладнанні Крім цього, пристрій відрізняється простотою в експлуатації Заявляєме технічне рішення відповідає критерію 'Промислове застосування" Ц іг.2 f 35109 в-в Б-Б 6 9і U_ Фіг. 4 Фіг. 5 Фіг. 6 35109 /7 ІЗ ВПУСК. ТИСК, Відтік РаЬочип хід. Випуск Проду ви а Фіг. 7 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна 88000 м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03