ротационно-пластинчатый двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Ротационно-пластинчатый двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с торцевыми крышками и впускным и выпускным окнами, первый ротор с радиально подвижной пластиной, отличающийся тем, что введен второй ротор с радиально подвижной пластиной, неподвижный корпус выполнен состоящим из двух частей с цилиндрическими полостями, внутренняя поверхность которых выполнена подвижной, разделенный перегородкой, закрытый с двух сторон торцевыми крышками, в которых на подшипниках эксцентрично первой и второй полостям через отверстие в перегородке установлен вал, на котором в первой и второй полостях закреплены первый и второй роторы с радиально подвижной пластиной соответственно и образуют рабочие камеры переменного объема, причем в перегородке выполнено перепускное окно, расположенное с возможностью периодического совмещения с выборками, выполненными в пазах роторов для радиально перемещающихся пластин, в виде открытых в сторону перепускного окна глухих пазов, образованных наклонной плоскостью, а впускное и выпускное окна выполнены на торцевых крышках.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано при проектировании ротационно-пластинчатых машин.

Известен ротационно-пластичатый двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками и впускным и выпускным окнами, выполненными в первой и четвертой четвертях рабочей полости соответственно и сообщенными с одноименными патрубками, эксцентрично установленный в корпусе ротор с пластинами и узел подачи топлива со свечой зажигания, впускное отверстие которого расположено в третьей четверти рабочей полости, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде элементов угольного сечения, соединенных по торцам дисками с образованием крестообразного паза под пластины (патент №2059077 F01C 1/344, F02B 53/00).

Недостатком этого двигателя является невысокая надежность элементов ротора и низкий кпд двигателя за счет низкой степени сжатия топливной смеси.

Задачей изобретения является повышение надежности ротора и кпд двигателя за счет увеличения степени сжатия топливной смеси.

Для решения поставленной задачи в ротационно-пластинчатый двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с торцевыми крышками и впускным и выпускным окнами, первый ротор с радиально подвижной пластиной, введен второй ротор с радиально подвижной пластиной, неподвижный корпус выполнен состоящим из двух частей с цилиндрическими полостями компрессора и декомпрессора, внутренняя поверхность которых выполнена подвижной, с возможностью движения по окружности, разделенный перегородкой, закрытый с двух сторон торцевыми крышками, в которых на подшипниках, эксцентрично первой и второй полости через отверстие в перегородке установлен вал, на котором в первой и второй полостях закреплены первый и второй роторы с радиально подвижными пластинами соответственно и образуют рабочие камеры переменного объема, причем в перегородке выполнено перепускное окно, расположенное с возможностью периодического совмещения с выборками, выполненными в пазах роторов для радиально перемещающихся пластин, в виде открытых в сторону перепускного окна глухих пазов, образованных наклонной плоскостью, а впускное и выпускное окна выполнены на торцевых крышках.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение надежности за счет использование в конструкции двигателя только по одной подвижной пластине в роторах компрессора и декомпрессора, а также повышение кпд за счет увеличения компрессии воздушной смеси до величины, достаточной для воспламенения от сжатия.

Заявляемое устройство ротационно-пластинчатого двигателя внутреннего сгорания отвечает всем критериям патентоспособности изобретения.

Оно ново, т.к. аналогичные известные из уровня техники решения не обладают тождественной совокупностью признаков.

Заявляемое устройство соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. сущность этого решения для специалиста явным образом не следует из уровня техники и не выявлены признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого изобретения.

Заявляемое изобретение является промышленно применимым, поскольку оно работоспособно и может быть воспроизведено из известных в промышленности деталей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых фиг.1 - поперечный разрез двигателя с совмещением сечений А-А, В-В, С-С, D-D, Е-Е со стороны торцевой крышки двигателя, на которой показаны точки касания роторов о стенки корпуса компрессора и декомпрессора в положении около момента воспламенения смеси, фиг.2 - торцевая крышка ротационно-пластинчатого двигателя внутреннего сгорания (далее - двигателя), фиг.3 - продольный разрез двигателя (сечение F-F), фиг.4 - ротор компрессора и декомпрессора с пазом для перемещения радиально подвижной пластины с наклонными выборками.

Двигатель содержит неподвижный корпус, состоящий из двух частей, компрессора 1 и декомпрессора 2. Внутренние полости компрессора 1 и декомпрессора 2 выполнены цилиндрическими, внутренняя поверхность которых выполнена подвижной, перемещающейся по окружности. Для выполнения этого условия в цилиндрическую полость компрессора 1 и декомпрессора 2 вставлены подшипники 3 и 4. Внутренние полости компрессора 1 и декомпрессора 2 расположены эксцентрично по отношению друг к другу. Компрессор 1 и декомпрессор 2 между собой разделены перегородкой 5, а на внешних сторонах установлены крышки 6 и 7. В крышках 6 и 7 посредством подшипников 8 и 9 и через отверстие в перегородке 5 установлен вал 10. Вал 10 установлен эксцентрично по отношению к внутренним полостям компрессора 1 и декомпрессора 2. На валу 10 в полости компрессора 1 и декомпрессора 2 закреплены цилиндрические роторы 11 и 12 соответственно. В роторах 11 и 12 выполнены радиальные пазы 13 и 14 соответственно для радиально подвижных пластин 15 и 16. В пазах роторов 11 и 12 выполнены выборки 17 (см. фиг.4) в виде глухих пазов, образованных наклонной полостью. Выборки 17 направлены по направлению к перегородке 5. На перегородке 5 выполнено перепускное окно 18, которое расположено таким образом, чтобы в определенный момент работы двигателя было возможно совмещение выборок 17 роторов 11 и 12 и перепускного окна. Форма сечения перепускного окна идентична сечению выборок 17 в полости торцов роторов, направленных к перегородке 5, и выполняют функции клапана, пропускающего смесь в камеру декомпрессора 2 и закрывающегося после окончания пересечения выборок 17 и перепускного окна 18.

Двигатель работает следующим образом.

Топливно-воздушная смесь засасывается в рабочий объем компрессора через впускное окно 19, далее она сжимается за счет перемещения радиально подвижной пластины в пазу 13. При уменьшении объема камеры, возрастании давления топливовоздушной смеси она воспламеняется, и при совмещении выборки 17 компрессора 1 перепускного отверстия перегородки 5 и выборки 17 ротора 12 декомпрессора 2 сжатая и подожженная смесь с огромной скоростью, близкой к скорости звука, перемещается в камеру декомпрессора 2. В камере декомпрессора 2 смесь догорает и, расширяясь, производит вращение ротора 12 декомпрессора 2. При изменении объема камеры декомпрессора продукты горения через выпускное окно 20 переходят в атмосферу. Незначительное количество продуктов горения (около 5%), остающееся в полости выборки 17 ротора компрессора 1, поступает в полость сегмента всасывания компрессора 1, где происходит их смешение с новой порцией топливно-воздушной смеси. За один оборот вала 10 двигателя происходят последовательно все фазы работы двигателя внутреннего сгорания: впуск, сжатие - поджог, сгорание - расширение или рабочий ход, выпуск.

При вращении ротора 11 компрессора 1 пластина 15 торцом прижимается к внутренней поверхности компрессора 1 и последняя вращается в том же направлении, что и ротор 11. Поскольку пластина взаимодействует с вращающейся в ту же сторону внутренней поверхностью полости компрессора, то значительно снижается износ пластин по их внешнему торцу.

Таким образом, повышается надежность двигателя за счет снижения трения скольжения и уменьшения износа пластин и увеличение кпд двигателя за счет увеличения степени сжатия топливной смеси до воспламенения, поскольку происходит сжатие топливовоздушной смеси в полном объеме компрессора.