Роторний двигун сидорів

1 Роторний двигун, складається з корпуса з чотирма круглими кришками, ротора, виконаного у вигляді закріпленого жорстко першими лопатями циліндра, закритого з торців двома круглими кришками з порожнистими валами, всередині яких установлений суцільний вал, оснащений другими лопатями, кожна з яких розділяє камеру між першими лопатями на дві робочі камери, системи впуску робочої суміші, що має впускний канал і впускний секторний канал в другій круглій кришці корпуса, розміщений з можливістю взаємодії з торця з отвором другої круглої кришки ротора, щільно притисненої до другої круглої кришки корпуса, системи випуску відпрацьованих газів, що має випускний канал і випускний секторний канал в другій круглій кришці корпуса, розміщений з можливістю взаємодії з торця з отвором другої кришки ротора, щільно притисненої до другої круглої кришки корпуса, механізму періодичної зміни кутової швидкості, виконаного у вигляді кривошипно-шатунної передачі, оснащеної малою шестірнею, установленою на валу, розміщеному в радіальному першому важелі, закріпленому на суцільному валу, оснащеному великою нерухомою шестірнею з отвором, закріпленою жорстко в корпусі, діаметр великої нерухомої шестірні в чотири рази більший за діаметр малої шестірні, установленої з можливістю обертання по великій нерухомій шестірні і з можливістю обертання суцільного вала в отворі великої нерухомої шестірні, і свічки запалювання, установленої в другій круглій кришці корпуса, який відрізняється тим, що мала перша шестірня закріплена жорстко на одному КІНЦІ вала, установленого в радіально Винахід відноситься до області двигунобудування, а саме до роторно-лопатних чи роторно му першому важелі, а на другому КІНЦІ вала установлена з можливістю фіксації обгінною муфтою друга мала шестірня діаметром, що дорівнює діаметру першої малої шестірні, на порожнистому валу першої круглої кришки ротора закріплена друга велика шестірня діаметром, що дорівнює діаметру першої нерухомої великої шестірні, друга велика шестірня установлена з можливістю взаємодії з другою малою шестірнею, кривошипношатунний механізм установлений з другої сторони ротора і виконаний у вигляді маховика, установленого на другому валу, який розміщений з можливістю обертання на другому радіальному важелі, закріпленому на порожнистому валу другої круглої кришки ротора, першої осі, установленої на радіусі маховика, шарнірно з'єднаної з одним кінцем шатуна, а другий кінець шатуна з'єднаний другою віссю з третім радіальним важелем, установленим на другому КІНЦІ суцільного вала, при цьому радіус кривошипа дорівнює радіусу першої малої шестірні, перші робочі камери використані як масляний насос, що має виконані отвори в першій круглій кришці ротора з можливістю взаємодії з двома впускними і з двома випускними секторними каналами першої круглої кришки корпуса, щільно притисненої до першої круглої кришки ротора 2 Роторний двигун за п 1 , який відрізняється тим, що замість перших лопатей можуть бути установлені торові циліндри з головками, а замість других лопатей можуть бути установлені торові поршні, з'єднані жорстко дугами з четвертими радіальними важелями, закріпленими на суцільному валу 3 Роторний двигун за п 1 , який відрізняється тим, що замість перших лопатей можуть бути установлені прямі циліндри з головками, а замість других лопатей можуть бути установлені прямі поршні, з'єднані шарнірно шатунами з четвертими радіальними важелями, закріпленими на суцільному валу поршневих двигунів з торговими циліндрами і торовими поршнями, або прямими циліндрами і CO 00 Ю 58377 прямими поршнями і механізмом періодичної зміни кутової швидкості Відомий роторно-лопатний двигун зі зміною стиску паливної суміші, який містить корпус з установленими в ньому лопатами перегородками, які кінематичне зв'язані між собою механізмом перетворення коливного руху в обертовий, при цьому механізм перетворення коливного руху в обертовий виконаний у вигляді шарніра Гука, дві СПІВОСНІ цапфи одної вилки містять лопатні перегородки з корпусом, який використаний як хрестовина, що з'єднана охоплювальною корпус другою вилкою, при цьому двигун оснащений обладнанням для зміни кута між осями обертання шарніра Гука (див а с СРСР №960456, Роторно-лопатний двигун, М кл F02B55/00 від 05 01 1976р ) В даному двигуні крутний момент виникає, як різниця крупних моментів прикладеними результуючими силами тиску газів до першої і другої лопаті-суцільного і порожнистого валів в результаті зміни величини різниці двох радіусів прикладених до хрестовини від нуля до якогось максимального значення, а також прикладення результуючої сили тиску під кутом до двох радіусів хрестовини в результаті нахилу христовини Отже основним недоліком даного двигуна є зміна величина різниці двох радіусів в прикладених суцільним і порожнистим валами до хрестовини від нуля до якогось максимального значення, тобто не ПОСТІЙНІСТЬ максимального значення величини різниці двох радіусів прикладених суцільним і порожистим валом до хрестовини в передній (верхній) мертвій точці, проміжних точках, середній точці і задній (нижній) мертвій точці, а також прикладення результуючих сил під кутом до двох радіусів хрестовини в результаті нахилу хрестовини, що значно зменшує крутний момент двигуна Відомий двигун внутрішнього згоряння з нерівномірним рухом робочих органів, складається з нерухомого корпуса з кільцевою робочою камерою основних робочих органів кінематично зв'язаних з вихідним валом постійної кутової швидкості, і допоміжних робочих органів кінематично зв'язаних валом механізму періодичної зміни кутової швидкості, розміщеного в кожусі і виконаного у вигляді кривошипно-шатунної передачі, оснащеної малою шестернею з можливістю обкочування по нерухомій шестерні установленої в корпусі, діаметр нерухомої шестерні в чотири рази більший за діаметр малої шестерні, при цьому ДОПОМІЖНІ робочі органи виконані у вигляді втулки установленої концентрично з волом механізму періодичної зміни кутової швидкості і зв'язаної з валом при допомозі ШЛІЦІВ виконаних на стороні протилежній механізму, а кожух виконаний з можливістю обертання і зв'язаний з однієї сторони безпосередньо з основним робочим органом, а з другої сторони з вихідним валом, в свою чергу ДОПОМІЖНІ робочі органи закріплені на втулці при допомозі гвинтів, головки яких розміщені на внутрішній втулці (див а с СРСР №847937, Двигун внутрішнього згорання, М кл Г-02В55/00від 02 04 1971 р) Відомо ЩО у кривошипно-шатунному механізмі сила направлена по осі шатуна розкладається на нормальну силу направлену по радіусі кривошипа - діаметру малої шестерні і тангенціальну силу прикладену перпендикулярно до радіуса кривошипа - діаметру малої шестерні 3 ростом кута обертання кривошипа - малої шестерні від 0 ° до 90° нормальна сила зменшується від максимального значення до мінімального значення, а тангенціальна сила зростає від нуля до максимального значення і досягає найбільшої величини при повороті кривошипа - малої шестерні на 90° 3 зростанням повороту кривошипа - малої шестерні від 90° до 180° тангенціальна сила зменшується, а нормальна сила зростає, при цьому тангенціальна сила рівня нулю при 180° повороту кривошипа - малої шестерні, а нормальна сила рівня максимові при 180° повороту кривошипа-малої шестерні Так як крутний момент двигуна створює тангенціальна сила, то нам потрібно щоб тангенціальна сила у всіх точках повороту була найбільшою, а нормальна сила була найменшою чи рівна нулю, точніше нам потрібно, щоб тангенціальна сила була рівна силі шатуна чи силі тиску газів, а нормальна рівна нулю Отже основним недоліком даного двигуна є розклад сили шатуна приложено! до кривошипа і направленої по осі шатуна на нормальну силу і тангенціальну силу, що значно зменшує крутний момент двигуна В основу винаходу поставлена задача створення двигуна, який би мав механізм періодичної зміни кутової швидкості, в якому не було б розкладу результуючої сили тиску газу на нормальну складову направлену по радіусу механізму і тангенціальну складову направлену перпендикулярно радіусу механізму, як передній (верхній) мертвій точці, проміжних точках, середній точці і задній (нижній) мертвій точці і який би мав постійний максимальний радіус прикладення результуючої сили тиску газу у всіх вище вказаних точках і результуюча сила тиску газу завжди була перпендикулярно до максимального радіуса механізму, що значно збільшує крутний момент двигуна в цілому Поставлена задача досягається тим, що у відомому роторному двигуні, що складається з корпуса оснащеного чотирма круглими кришками, ротора виконаного у вигляді закріпленими жорстко першими двома лопатями циліндра, закритого з торців двома круглими кришками з порожнистими валами, в середині яких установлений суцільний вал оснащений двома другими лопатями, кожна з яких розділяє камеру між першими лопатями на дві робочі камери, системи впуску робочої суміші, що має впускний канал і впускний секторний канал в другій круглій кришці корпуса розміщений з можливістю взаємодії з торця з отвором другої круглої кришки ротора щільно притиснений до другої круглої кришки корпуса, системи випуску відпрацьованих газів, що має випускний канал і випускний секторний канал в другій круглій кришці корпуса, розміщений з можливістю взаємодії з торця з отвором другої круглої кришки ротора цільно притиснений до другої круглої кришки корпуса, механізму періодичної зміни кутової швидкості виконаного у вигляді кривошипно-шатунної передачі, оснащеної малою шестернею установленою на валі розміщенім радіальнім першім важелі закріпленім на суцільнім валі, оснащеною великою нерухомою шестернею з отвором закріпленою жорстко в корпусі, діаметр великої шестерні в чотири 58377 рази більший за діаметр малої шестерні установленої з можливістю обертання по великій нерухомій шестерні з можливістю обертання суцільного валу в отворі великої нерухомої шестерні і СВІЧІ запалювання установленої в другій круглій кришці корпуса, згідно з винаходом, мала перша шестерня закріплена жорстко на однім КІНЦІ валу, установленого в радіальнім першім важелі, а на другім КІНЦІ валу установлена з можливістю фіксації обгонною муфтою друга мала шестерня діаметром рівним діаметру першої малої шестерні, на порожнистім валі першої круглої кришки ротора закріплення друга велика шестерня діаметром рівним діаметру першої нерухомої великої шестерні, друга велика шестерня установлена з можливістю взаємодії з другою малою шестернею, кривошипно-шатунний механізм установлений з другої сторони ротора і виконаний у вигляді маховика установленого на другім валі, який розміщений з можливістю обертання на другім радіальнім важелі, закріпленому на порожнистім валі другої круглої кришки ротора, першої осі установленої на радіусі маховика шарнірно з'єднаної з одним кінцем шатуна, а другий кінець шатуна з'єднаний другою вісью з третім радіальним важелем, установленим на другому КІНЦІ суцільного валу, при цьому радіус кривошипа рівний радіусу першої малої шестерні, перші робочі камери використані як масляний насос, що має виконані отвори в першій круглій кришці ротора з можливістю взаємодії з двома впускними і двома випускними секторними каналами першої круглої кришки корпуса, щільно притисненої до першої круглої кришки ротора Замість перших лопатей можуть бути установлені торові циліндри з головками, а замість других лопатей можуть бути установлені торові поршня з'єднані жорстко дугами з четвертими радіальними важелями закріпленими на суцільнім валі Замість перших лопатей можуть бути установлені прямі циліндри з головками, а замість других лопатей можуть бути установлені прямі поршня з'єднані шарнірно шатунами з четвертими радіальними важелями закріпленими на суцільнім валі Порівняльний аналіз технічного рішення задачі, що заявляється з прототипом показує, що воно відрізняється ознаками приведеними після слова згідно з винаходом, що дає можливість зробити висновок, що технічне рішення задачі, яка заявляється відповідає критерію "новизна" Порівняльний аналіз технічного рішення задачі, що заявляється не тільки з прототипом, але і з другими технічними рішеннями в даній області техніки не дозволив виявити ознак аналогічних, як в рішенні, що заявляється, і які би виконували аналогічні функції, і які відрізняють рішення, що заявляється від прототипу і аналогов В свою чергу наявність ознак, які дають новий технічний результат збільшення круглого моменту двигуна за рахунок виключення розкладу результуючих сил тиску газів на першу і другу лопатістворення постійного плеча прикладення крутного моменту до суцільного і порожнистих валів, виключення розкладу результуючих сил тиску газів на нормальну складову і тангенціальну складову, тобто прикладення результуючих сил тиску газів з постійними максимальними радіусами механізму періодичної зміни кутової швидкості в передній (верхній) мертвій точці, проміжних точках, в середній точці і задній (нижній) мертвій точці На фіг 1 і 2 зображений роторно-лопатний двигун січення А-А і січення Б-Б, на фіг 3 - 4 зображена друга кругла кришка ротора січення В-В і вид А, на фіг 3 зображена перша кругла кришка корпуса, на фіг 6 зображена друга кругла кришка корпуса січення Г-Г, на фіг 7 зображено механізм періодичної зміни кутової швидкості січення Д-Д, на фіг 8 зображено кривошипно-шатунний механізм січення Ж-Ж, на фіг 9 зображений роторнопоршневий двигун з торовими циліндрами і торовими поршнями і на фіг 10 зображений роторнопоршневий двигун з прямими циліндрами і прямими поршнями Роторно-лопатевий двигун складається з корпуса 1, ротора 2 і механізму зміни кутової швидкості З Ротор 2 виконаний у вигляді циліндра 4 з закріпленими в ньому болтами 5 першими лопатями 6 і закритого з торців при допомозі болтів в 7 круглими кришками 8 і 9 і оснащеними порожнистими валами 10 і 11, установленими в корпусі 1 В круглих кришках 8 і 9 і порожнистих валах 10 і 11 установлений суцільний вал 12, на якому закріплені болтами 13 другі лопаті 14 Кожна друга лопать 14 і суцільний вал 12 розділяють камеру між першими лопатями на дві робочі камери змінного об'єму 15 і 16 На кожній другій лопаті 14 і першій лопаті 6 установлені ущільнювальні пластини 17 В круглих кришах 8 і 9, ротора 2 , круглих кришках 18 119 корпуса 1 і суцільнім валі 12 виконані кільцеві канавки 20, в яких установлені ущільнувані кільця 21 Системи впуску паливної суміші має виконаний в другій круглій кришці 19 корпуса 1 вертикальний впускний канал 22 і впускний секторний канал 23 з можливістю взаємодії з торця з отворами 24 другої круглої кришки 9 ротора 2 щільно притисненої до другої круглої кришки 19 корпуса 1 Системи випуску відпрацьованих газів має радіальний випускний канал 25 і випускний секторний канал 26 з можливістю взаємодії з торця з отворами 24 другої круглої кришки 9 ротора 2 щільно притисненої до другої круглої кришки 19 корпуса 1 В першій круглій кришці 8 ротора 2 для передніх робочих камер 15 виконано отвори 27 з можливістю взаємодії з двома впускними 28 і двома випускними 29 секторними каналами першої круглої кришки 18 корпуса 1 щільно притиснений до першої круглої кришки 8 ротора 2 Механізм періодичної зміни кутової швидкості З виконано з двох сторін ротора 2 3 одної сторони ротора 2 на суцільнім валі 12 установлений шліцами перший радіальний важіль ЗО, на КІНЦІ ЯКОГО установлений вал 31, на одному КІНЦІ ЯКОГО жорстко закріплена перша мала шестерня 32 Перша велика нерухома шестерня 33 з отвором закріплена жорстко в корпусі 1 з можливістю обертання в її отворі суцільного валу 12 Велика нерухома шестерня 33 має діаметр в чотири рази більший за діаметр першої малої шестерні 32 На другому КІНЦІ валу 31 установлена з можливістю фіксації 58377 обгоною муфтою 34 друга мала шестерня 35 діаметром рівним діаметру першої малої шестерні 32 На порожнистім валі 10 першої круглої кришки 8 закріплена жорстко друга велика шестерня 36 діаметром рівним діаметру першої великої нерухомої шестерні 33 З другої сторони ротора 2 на другім порожнистім валі 11 жорстко закріплений шліцами другий радіальний важіль 37 на КІНЦІ ЯКОГО установлений з можливістю обертання другий вал 38, на якому жорстко закріплений маховик 39, в якому на радіусі установлена перша вісь 40, шарнірно з'єднана з одним кінцем шатуна 41 На суцільному валі 12 з другого кінця закріплений шліцами третій радіальний важіль 42, на КІНЦІ ЯКОГО установлена друга вісь 43, що з'єднана шарнірно з другим кінцем шатуна 41 Свіча запалювання 44 установлена в другій круглій кришці 19 корпуса 1 з'єднана проводом 45 з переривником-розподільником Роторний двигун може бути виконаний у вигляді торових циліндрів 46 з головками 47, закріплених в круглих кришках 8 і 9 ротора 2, і торових поршнів 48 з'єднаних дугами 49 жорстко з четвертими радіальними важелями 50, закріплених шліцами на суцільнім валі 12 Роторний двигун може бути виконаний у вигляді прямих циліндрів 51 з головками 52 закріплених в круглих кришках 8 і 9 ротора 2, і прямих поршнів 53, які з'єднані пальцями 54 з одними кінцями шатунів 55,а другі КІНЦІ шатунів 55 з'єднані осями 56 з четвертими радіальними важелями 57 закріпленими шліцами на суцільнім валі 12 Принцип роботи двигуна Процес впуску паливної суміші в задніх робочих камерах 16 В результаті випередження другої лопаті 14 від першої лопаті 6 отвір 24 другої круглої кришки 9 ротора 2 співпадає з впускним секторним каналом 23 другої круглої кришки 19 корпуса 1 і робоча суміш по впускному радіальному каналі 22 і впускному секторному каналі 23 корпуса 1 через отвір 24 другої круглої кришки 9 ротора 2 входить в задні робочі камери 16 З одної сторони в результаті випередження другої лопаті 14 від першої лопаті 6 суцільний вал 12 разом з першим радіальним важелем ЗО випереджають другу велику шестерню 36, яка обертаючись з відставанням відносно першого радіального важеля ЗО, поверне другу малу шестерню 35 вперед за годинниковою стрілкою і обгонна муфта 34 включиться і поверне вал 31 і першу малу шестерню 32 за годинниковою стрілкою В результаті обкочування першої малої шестерні 32 по першій нерухомій великій шестерні 33 поверне перший радіальний важіль ЗО разом з суцільним валом 12 за годинниковою стрілкою З другої сторони в результаті випередження другої лопаті 14 від першої лопаті 6 суцільний вал 12 разом з третім радіальним важелем 42 буде випереджати другий радіальний важіль 37 Третій радіальний важіль 42 взаємодіючі другого віссю 43 перемістить шатун 4 1 , який взаємодіючи з першого віссю 40 поверне маховик 39 за годинниковою стрілкою, в результаті чого другі лопаті 14 будуть фіксуватися відносно перших лопатей 6 в передній (верхній) мертвій точці і в задній (нижній) мертвій 8 ТОЧЦІ Процес стиску паливної суміші в задніх робочих камерах 16 З одної сторони в результаті відставлення другої лопаті 14 від першої лопаті 6 суцільний вал 12 разом з першим радіальним важем ЗО відстають від другої великої шестерні 36 Друга велика шестерня 36 буде повертатись за годинниковою стрілкою з випередженням відносно першого радіального важеля ЗО поверне другу малу шестерню 35 проти годинникової стрілки і обгонна муфта 34 відключить малу другу шестерню 35, а перша мала шестерня 32 буде за інерцією обкочуватись по першій великій нерухомій шестерні 33 повертаючи перший радіальний важіль ЗО разом з валом 12 З другої сторони в результаті відстання другої лопаті 14 від першої лопаті 6 суцільний вал 12 разом з третім радіальним важелем 42 буде відставати від другого радіального важеля 37 і в результаті інерції обертання маховика 39 який обертаючись з інерцією за годинниковою стрілкою, взаємодіючи першою віссю 40 з одним кінцем шатуна 41 буде переміщати шатун 4 1 , який взаємодіючи з другою віссю 43 поверне третій радіальний важіль 42 разом з суцільним валом 12 другою лопатью 14 взад відносно першої лопаті 6 і робоча суміш стискується, а другі лопаті 14 і перші лопаті 6 фіксуються в передній (верхній) мертвій точці Процес запалювання, горіння паливної суміші і робочий хід в задніх робочих камерах 16 В результаті випередження другої лопаті 14 від першої лопаті 6 отвір 24 другої круглої кришки 9 ротора 2 перекритий торцем другої круглої кришки 19 корпуса 1 При співпадані отвору 24 другої круглої кришки 9 ротора 2 з свічею запалювання 44, через отвір 24 проскакує іскра від СВІЧІ запалювання 44 в задні робочі камери 16 і стиснені гази будуть давити з однаковою результуючою силою, як на першу лопать 6 так і на другу лопать 14 З одної сторони в результаті випередження другої лопаті 14 відносно першої лопаті 6 суцільний вал 12 разом з першим радіальним важелем ЗО випереджають другу велику шестерню 36, яка обертаючись з відставанням відносно першого радіального важеля ЗО поверне другу малу шестерню 35 вперед за годинниковою стрілкою і обгонна муфта 34 включиться, поверне вал 31 і першу малу шестерню 32 за годинниковою стрілкою В результаті обкочування першої малої шестерні 32 по першій нерухомій великій шестерні 33 поверне перший радіальний важіль ЗО разом з суцільним валом 12 за годинниковою стрілкою З другої сторони в результаті випередження другої лопаті 14 від першої лопаті 6 суцільний вал 12 разом з третім радіальним важелем 42 буде випереджати другий радіальний важіль 37 разом з порожнистим валом 11 Третій радіальний важіль 42 взаємодіючи другою віссю 43 перемістить шатун 4 1 , який взаємодіючи з першою віссю 40 поверне маховик 39 за годинниковою стрілкою, в результаті чого другі лопаті 14 будуть фіксуватись відносно перших лопатей 6 в задній (нижній) мертвій точці Процес випуску відпрацьованих газів в задніх робочих камерах 16 З одної сторони маховик 39 обертаючись за 58377 інерцією за годинниковою стрілкою взаємодіючи першою віссю 40 з одним кінцем шатуна 41 буде переміщати шатун 41, який взаємодіючи з другою віссю 43 поверне третій радіальний важіль 42 разом з суцільним валом 12 і другою лопатью 14 взад з відставанням від другого радіального важеля 37, порожнистого валу 11 і першої лопаті 6 з задньої (нижньої) мертвої точки, тому друга лопать 14 буде витісняти відпрацьовані гази через отвір 24 другої круглої кришки 9 ротора 2 в випускний секторний канал 26 і радіальний випускний канал 25 другої кришки 19 корпуса 1 в атмосферу З другої сторони в результаті відставання другої лопаті 14 від першої лопаті 6 суцільний вал 12 разом з першим радіальним важелем ЗО відстають від другої великої шестерні 36 Друга велика шестерня 36 буде повертатись за годинниковою стрілкою з випередженням відносно першого радіального важеля ЗО поверне другу малу шестерню 35 в зад - проти годинникової стрілки і обгонна муфта 34 відключить другу малу шестерню 35, а перша мала шестерня 32 буде обкачуватися за інерцією по першій великій нерухомій шестерні 33, поверне за інерцією перший радіальний важіль ЗО разом з суцільним валом 12 В свою чергу передні робочі камери 15 через два впускні секторні канали 28 першої круглої ж Ю кришки 18 корпуса 1 і отвір 27 першої круглої кришки 8 ротора 2 будуть закачувати масло в перші робочі камери 15, і викачувати масло через отвір 27 першої круглої кришки 8 ротора 2, через два випускні секторні канали 29 першої круглої кришки 18 корпуса 1, назад з камери 15 забезпечуючи змазку других лопатей 14 і вала 12 і охолодження двигуна Використання спеціальної конструкції механізму періодичної зміни кутової швидкості в двигуні, який виключає розклад результуючої сили тиску газів на нормальну складову направлену по радіусу механізму і тангенціальну складову направлену перпендикулярно радіусу механізму, як передній (верхній) мертвій точці, проміжних точках, середній точці і задній (нижній) мертвій точці і який би мав постійний радіус прикладання результуючої сили тиску газу у всіх вище вказаних точках і направлення результуючої сили тиску газу завжди перпендикулярно до постійного максимального радіуса механізму приводить до значного збільшення крутого моменту двигуна Передні робочі камери ротора використовуються як насос для качання масла з метою змазки і охолодження двигуна Цей двигун за один оборот валу потужності здійснює чотири такти фіг 1 11 58377 12 16 W 13 58377 14 Сечения Ж-Ж Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна