двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, включающий корпус, внутри которого помещен ротор с цилиндропоршневым блоком, систему газораспределения, зажигания, охлаждения и смазки, отличающийся тем, что ротор выполнен составным, из которых один ротор выполнен полым с барабаном, внутри которого торцами один к другому помещен эксцентрично внутренний ротор, оснащенный цилиндропоршневым блоком, шатун которого шарнирно прикреплен к качающемуся сегменту, шарнирно подвешенному к внутренней поверхности барабана полого ротора, при этом подвижный конец сегмента кинематически связан с фиксатором, шарнирно закрепленным на внутренней поверхности барабана полого ротора, причем на оси фиксатора жестко прикреплена кулиса, взаимодействующая с пальцем, жестко укрепленным на цилиндропоршневом блоке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в средствах транспорта.

Известен двигатель внутреннего сгорания, включающий корпус с профилированной внутренней поверхностью, ротор с цилиндром, в котором расположены оппозитно поршни с опорными роликами, взаимодействующие с внутренней профилированной поверхностью корпуса, с образованием камеры сгорания между поршнями и дополнительными нагнетательными полостями и каналами в роторе, между ротором и корпусом образованы герметичные дорасширительные полости, связанные с камерой сгорания каналами в роторе, а нагнетательные полости связаны с камерой сгорания посредством обратных клапанов (см. а.с. СССР №1813895 от 25.12.1990 г., Автор Дерксен П.К.).

Недостаток указанного двигателя заключается в том, что работа ротора осуществляется посредством опорных роликов, контактирующих с неподвижной стенкой корпуса.

Задача предлагаемого технического решения заключается в том, чтобы исключить опору шатунов на неподвижную часть двигателя, повысить процент сгорания рабочей смеси и повысить мощность двигателя.

Задача решается тем, что ротор выполнен составным, одной из составляющих является полый ротор с барабаном, в котором параллельно оси, торцом к торцу, эксцентрично установлен второй внутренний ротор с цилиндропоршневым блоком, где каждый шатун поршня посредством пальцев шарнирно прикреплен к качающемуся сегменту, шарнирно подвешенному к внутренней поверхности полого ротора, при этом подвижный конец сегмента кинематически связан с фиксатором, шарнирно закрепленным на внутренней поверхности барабана полого ротора, причем на оси фиксатора жестко закреплена кулиса, взаимодействующая с пальцем, жестко закрепленным на цилиндропоршневом блоке.

Предлагаемое техническое решение представлено чертежами, где на фиг.1 изображен вид двигателя с торца с разрезом по Б-Б; на фиг.2 изображен продольный разрез по А-А; на фиг.3 показан принцип взаимодействия роторов и ограничителя хода поршня; на фиг.4 - вид в плане на цилиндропоршневой блок; на фиг.5 показана форма кулисы для ограничения максимального хода поршня.

Двигатель внутреннего сгорания (фиг.1 и 2) включает цилиндрический корпус 1, внутри которого помещен составной ротор, состоящий из полого ротора 2 с барабаном 3, в который параллельно оси ротора 2, торцом к торцу, эксцентрично помещен внутренний ротор 4 с цилиндропоршневым блоком. Цилиндры 5 размещены радиально к оси ротора 4 под углом друг к другу, а вертикальные плоскости цилиндров 5 смещены относительно друг друга на величину диаметра стержня клапана, плюс зазор между ними для исключения их пересечения в центре внутреннего ротора 4. В каждый отдельно взятый цилиндр 5 помещен поршень 6, посредством шатуна 7 и пальца 8 шарнирно соединенный с сегментом 9, качающимся на пальце 10, жестко укрепленном в барабане 3. Свободный конец сегмента 9 кинематически связан с фиксатором 11, жестко посаженным на ось 12, шарнирно укрепленную в гнездах барабана 3. На свободном конце оси 12 жестко посажена кулиса 13, посредством продольного отверстия (в виде паза) подвижно соединенная с пальцем 14, жестко закрепленным на цилиндропоршневом блоке. Совокупность из сегмента 9, фиксатора 11 с осью 12 и кулисой 13 вместе представляют собой ограничитель хода поршня. Для изменения степени ограничения максимального хода поршня форма кулисы 13 может быть выполнена, как показано на фиг.5, при этом число зубьев на сегменте 9 и фиксаторе 11 может быть увеличено. В цилиндрах 5 расположены впускные клапаны 15 и выпускные 16. Нажимной рычаг 17 жестко укреплен на валиках 18 и контактирует с клапанами 15 или 16 во время их открытия.

Всасывающий патрубок 19 и канал 25 конструктивно объединены и жестко крепятся к корпусу 1 и остаются неподвижными во время работы.

Канал 20, расположенный внутри ротора 4, служит для выхода отработанных газов.

Для охлаждения служат каналы 21 и 22, продолжением служит канал 23, сообщающийся с аккамулирующей камерой 24, последняя сообщается с каналом 25 и далее радиатором охлаждения.

Зажигание осуществляется от свечи зажигания 26 (фиг.4). 30 - кронштейн для поддержания синхронности вращения роторов.

Передача вращения от ротора 2, например, к коробке передач может быть выполнена кинематической.

Обозначения на фиг.3: С - ось вращения внутреннего ротора 4; О - ось вращения ротора 2; К - эксцентриситет между роторами 2 и 4; Н_о - общая величина хода поршня без ограничителя хода поршня, равная 2К; Н_р - рабочий ход поршня 6 с работающим ограничителем хода поршня; 27 - окружность пальца 14; 28 - окружность пальца 8 без движения поршня по цилиндру 5; 29 - окружность с воздействием ограничителя хода поршня.

Обобщая данные исследования горения рабочей смеси в двигателях внутреннего сгорания, можно предположить, что отставание хода поршня относительно угла поворота коленчатого вала способствует наиболее полному сгоранию рабочей смеси с продлением процесса нарастания давления на поршень во время рабочего хода (см. "Автомобильные двигатели" под редакцией М.С.Ховаха, издание "Второе машиностроение", 1977 г., стр.58, абзац 3, строка 13-14; стр.113, абзац 1, строка 4; стр. 113, абзац 4).

Предлагаемая конструкция двигателя позволяет замедлить ход поршня посредством ограничителя хода поршня с выбором наиболее выгодного места расположения пальца 14, взаимодействующего с кулисой 13.

При малом эксцентриситете между роторами ограничитель хода поршня можно исключить, а связь между поршнем 6 и ротором 2 выполнить жесткой.

При необходимости, для синхронного вращения роторов можно применить кронштейн 30, жестко закрепленный на барабане 3.

Двигатель функционирует следующим образом: при вращении рабочего ротора 2, например, от стартера вращаются оба ротора 2 и 4 в одном направлении, т.к. связаны между собой ограничителем хода поршня. При вращении ротора окружности 28 и 29 расходятся, что вызывает движение поршня 6 относительно цилиндра 5, в котором происходит разрежение. При повороте валика 18, например, от механизма газораспределения (на чертеже не указан) открывается клапан 15 от нажатия рычага 17. Из-за разрежения в цилиндре 5 происходит всасывание рабочей смеси через всасывающий патрубок 19 до поворота ротора на 180°. После этого клапан 15 закрывается и происходит сжатие рабочей смеси за следующие 180° путем нажатия барабана 3 на ограничитель хода поршня и на поршень 6.

После сжатия рабочей смеси от свечи зажигания 26 происходит воспламенение рабочей смеси. Давление на поршень 6 передается на шатун 7, последний, посредством ограничителя хода поршня, давит на внутреннюю стенку барабана 3. Из-за разности центров ротора 2 и ротора 4 они начинают вращаться до угла поворота ротора на последующие 180°. При вращении ротора окружность 27 пальца 14 расходится с окружностью ротора 2, палец 14 нажимает на кулису 13, последняя поворачивает ось 12, а вместе с ней поворачивается фиксатор 11, посредством зубчатой передачи воздействует на сегмент 9, чем ограничивается ход поршня 6 до Нр вместо Но.

После окончания рабочего хода выпускной клапан 16 открывается и происходит выпуск отработавших газов по каналу 20. При этом окружности роторов сходятся, барабан 3, посредством ограничителя хода поршня и шатуна 7, давит на поршень 6 и двигает его к верхней мертвой точке, завершается выпуск отработавших газов. При этом величина возвратно-поступательного движения поршня 6 равна величине действия ограничителя хода поршня. Без ограничителя хода поршня возвратно-поступательного движения поршня нет.

Далее происходит следующий впуск рабочей смеси, ее сжатие, и цикл повторяется.

Охлаждающая жидкость, например тосол, подается по каналу 21 в полости 22 и 23, проходит в аккумулирующую камеру 24, в канал 25 и далее к радиатору охлаждения.

Газораспределение, зажигание и смазка осуществляются одним из известных способов.