роторный двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с впускным коллектором, каналами нагнетания сжатого воздуха, обратными клапанами, форсунками подачи топлива, перепускными каналами, впускными клапанами, с возвратными пружинами и коромыслами, выпускным коллектором, каналами управления стопорными механизмами с толкателями и стопорами, крышки корпуса с подшипниковыми опорами, в которых установлен цилиндрический ротор с впускными окнами, со шкивом привода распределительных валов, с лопастями наддува воздуха, лопастями с уплотнениями на гребнях, по краям которых в пазах установлены уплотнительные кольца, клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные на валах с синхронизирующими сегментами в корпусах клапанов, на которых закреплены в подшипниковых опорах распределительные валы с ведомыми шкивами, с кулачками управления перемещением клапанов-перегородок и с кулачками управления впускными клапанами, корпусы демпфирующих устройств с демпфирующими пружинами, возвратными пружинами, поршнями, обратными клапанами, уплотнениями, перепускными каналами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочей камерой, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими полостями, внутри которой расположены два параллельных вала, ведущий и ведомый, связанных с синхронизирующей шестеренчатой передачей и снабженных взаимно сопряженными роторами, камеру компрессора, повторяющую форму рабочей камеры, роторы которой установлены соосно с роторами двигателя, над которым размещены ресивер с всасывающим и обратным клапанами и коллектор, в полости которого установлен сбрасывающий клапан, испаритель горючего, расположенный под выхлопным коллектором рабочей камеры, и воздуховод, огибающий боковую поверхность корпуса, при этом роторы выполнены одинакового профиля с двумя и более лопастями, причем между лопастями, а также лопастями и корпусом двигателя выполнены зазоры (см. описание изобретения к патенту РФ №2126488, МПК F 02 В 55/00, публикация 20.09.1999 г.).

Недостатком этого известного роторного двигателя является сложность выполнения уплотнения между корпусом и роторами.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с двумя статорами, установленный в корпусе центральный вал, жестко закрепленные на валу роторы и две пары поршней, размещенные парами в соответствующих статорах с образованием кольцеобразных компрессорной и рабочей камер, связанных между собой при помощи ресивера, причем один из поршней компрессорной камеры жестко связан с одним из поршней рабочей камеры, а другой поршень компрессорной камеры закреплен на центральном валу, в статоре компрессорной камеры выполнены впускные и перепускные каналы, а в статоре рабочей камеры - перепускные и выпускные каналы; механизм синхронизации движения поршней, два полых коаксиальных вала, причем внутренний полый вал размещен коаксиально на центральном валу, а наружный - на внутреннем, связанные между собой поршни компрессорной и рабочей кольцеобразных камер размещены на внутреннем валу, а другой поршень рабочей камеры связан с наружным полым валом, все каналы выполнены с возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1449681, МПК F 02 В 55/00, публикация 07.01.1989 г.).

Недостатком этого известного роторного двигателя, принятого за прототип, являются сложность конструкции, недостаточная ремонтопригодность.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции роторного двигателя.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с впускным коллектором, каналами нагнетания сжатого воздуха, обратными клапанами, форсунками подачи топлива, перепускными каналами, впускными клапанами с возвратными пружинами и коромыслами, выпускными коллекторами, каналами управления стопорными механизмами с толкателями и стопорами, крышки корпуса с подшипниковыми опорами, в которых установлен цилиндрический ротор с впускными окнами, со шкивом привода распределительных валов, с лопастями наддува воздуха, лопастями с уплотнениями на гребнях, по краям которых в пазах установлены уплотнительных кольца, клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные на валах с синхронизирующими сегментами в корпусах клапанов, на которых закреплены в подшипниковых опорах распределительные валы с ведомыми шкивами, с кулачками управления перемещением клапанов-перегородок и с кулачками управления впускными клапанами, корпуса демпфирующих устройств с демпфирующими пружинами, возвратными пружинами, поршнями, обратными клапанами, уплотнениями, перепускными каналами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на Фиг.1 показан роторный двигатель, общий вид в продольном разрезе;

на Фиг.2 - то же, поперечный разрез А-А;

на Фиг.3 - то же, поперечный разрез Б-Б;

на Фиг.4 - то же, поперечный разрез В-В.

Роторный двигатель содержит корпус 1 с впускным коллектором 2, каналами нагнетания сжатого воздуха 3, обратными клапанами 4, форсунками 5 подачи топлива, перепускными каналами 6, впускными клапанами 7 с возвратными пружинами 8 и коромыслами 9, выпускными коллекторами 10, каналами 11 управления стопорными механизмами с толкателями 12 и стопорами 13, крышки корпуса 14, 15 с подшипниковыми опорами 16, 17, в которых установлен цилиндрический ротор 18 с впускными окнами 19, со шкивом 20 привода распределительных валов 21, с лопастями 22 наддува воздуха, лопастями 23, 24 с уплотнениями 25, 26 на гребнях, по краям которых в пазах установлены уплотнительные кольца 27, клапаны-перегородки 28, 29 с уплотнениями 30, 31, 32, 33, сопряженные с профилированной поверхностью ротора 18, установленные на валах 34, 35 с синхронизирующими сегментами 36, 37 в корпусах клапанов 38, на которых закреплены в подшипниковых опорах 39 распределительные валы 21 с ведомыми шкивами 40, с кулачками 41 управления перемещением клапанов-перегородок 28, 29 и с кулачками 42 управления впускными клапанами 7, корпуса демпфирующих устройств 43 с демпфирующими пружинами 44, 45, возвратными пружинами 46, поршнями 47, обратными клапанами 48, уплотнениями 49, перепускными каналами 50.

Роторный двигатель работает следующим образом. При вращении ротора 18 в подшипниковых опорах 16, 17 крышек 14, 15 через впускной коллектор 2 лопастями 22 наддува воздуха через впускные окна 19 в полости, образованные профилированной поверхностью ротора 18 с уплотнительными кольцами 27, корпусом 1, лопастями 23 с уплотнениями 25, клапанами-перегородками 28 с уплотнениями 30, 31, поступает воздух. Цикл впуска. В смежных полостях, образованных такими же поверхностями, происходит сжатие воздуха и вытеснение его через обратные клапаны 4 в каналы нагнетания сжатого воздуха 3. Цикл сжатия. При прохождении лопастей 23 каналов 11 управления стопорными механизмами толкатели 12 перестают удерживать через коромысла 13 клапаны-перегородки 28 в положении «закрыто». За счет остаточного давления выхлопных газов, а также путем воздействия кулачков 41 распределительных валов 21 на синхронизирующие сегменты 36, 37 происходит вращение валов 34, 35 в корпусах клапанов 38 с клапанами-перегородками 28, 29, перемещая их в положение «открыто», освобождая проход лопастям 23, 24. При движении клапанов-перегородок 28, 29 в положение «открыто» давление с обеих сторон поршней 47 остается одинаковым за счет открытия обратных клапанов 48. Гашение энергии движения клапанов-перегородок 28, 29 происходит путем сжатия демпфирующих пружин 44. После прохождения лопастей 23, 24 под воздействием возвратных пружин 46, демпфирующих пружин 44 клапаны-перегородки 28, 29 возвращаются в положение «закрыто». В положении «закрыто» клапаны-перегородки 28 удерживаются стопорами 13 стопорных механизмов, управление которыми осуществляется толкателями 12 в зависимости от давления сжимаемого воздуха. Гашение энергии движения корпусов 43 демпфирующих устройств происходит путем сжатия демпфирующих пружин 45. Торможение клапанов-перегородок 28, 29 осуществляется за счет сжатия газа поршнями 47 в корпусах 43 с уплотнениями 49 демпфирующих устройств. В конце перемещения давление газа с обеих сторон поршней 47 выравнивается за счет перепускных каналов 50. Вращение распределительных валов 21 в подшипниковых опорах 39 происходит за счет ременной передачи крутящего момента от ведущего шкива 20 к ведомым шкивам 40. Одновременно с тем при прохождении лопастями 24 впускных клапанов 7 последние открываются путем воздействия кулачков 42 распределительных валов 21 через коромысла 9. Начинается подача сжатого воздуха из каналов нагнетания сжатого воздуха 3 в полости, образованные профилированной поверхностью ротора 18 с уплотнительными кольцами 27, корпусом 1, лопастями 24 с уплотнениями 26, клапанами-перегородками 29 с уплотнениями 32, 33. Когда объем вышеназванных полостей равен объему камеры сгорания, происходит закрытие впускных клапанов 7 под воздействием пружин 8 и подача топлива через форсунки 5. Начало цикла рабочего хода. При приближении лопастей 24 к клапанам-перегородкам 29 за счет перепускных каналов 6 происходит выравнивание давления с обеих сторон клапанов-перегородок 29, за счет остаточного давления выхлопных газов, а также путем воздействия кулачков 41 распределительных валов 21 происходит перемещение клапанов-перегородок 28, 29 в положение «открыто», освобождая проход лопастям 23, 24 и выпуская выхлопные газы в выпускные коллекторы 10. Окончание цикла рабочего хода и начало цикла выпуска. После прохождения лопастей 23, 24 под воздействием демпфирующих пружин 44 и возвратных пружин 46 клапаны-перегородки 28, 29 возвращаются в положение «закрыто». Оставшиеся выхлопные газы вытесняются лопастями 24 через зазоры между корпусом 1 и клапанами-перегородками 29 в выпускные коллекторы 10. Окончание цикла выпуска.

Реализация изобретения позволит упростить конструкцию двигателя, повысить технологичность изготовления узлов и деталей, ремонтопригодность и надежность.