роторный двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, выполненный в форме полого тора прямоугольного сечения, в полости которого размещены фигурные поршневые лопасти, подпружиненные заслонки с уплотнителями, делящие цилиндр на секции, один конец которых закреплен в кармане цилиндра, а другой выполнен опирающимся на поршневые лопасти и взаимодействующим с клапаном-дозатором и свечей зажигания, размещенных в кармане цилиндра, вал, установленный в подшипниковых узлах боковых стенок, гермопояс, компрессор и коллектор газоудаления, отличающийся тем, что двигатель снабжен эжектором, под прямым углом подсоединенным к коллектору газоудаления и сообщенным с компрессором, а поршневые лопасти закреплены в поперечных пазах гермопояса, жестко закрепленного на диске компрессора, проходящего через щель внутренней стенки цилиндра и закрепленного ступицей на валу, при этом гермопояс оснащен кольцевыми канавками, в которых размещены графитовые сегменты компрессионных колец, а заслонки по периметру оснащены прямоугольными канавками, в которых размещены графитовые уплотнители в форме параллелепипеда, причем уплотнители установлены на упругих пластинах из жаропрочной стали.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к отрасли транспортного машиностроения.

Недостатками такого двигателя являются малая удельная мощность на валу, сложная конструкция и технология изготовления.

Из уровня техники известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, выполненный в форме полого тора прямоугольного сечения, в полости которого размещены фигурные поршневые лопасти, подпружиненные заслонки с уплотнителями, делящие цилиндр на секции, один конец которых закреплен в кармане цилиндра, а другой выполнен опирающимся на поршневые лопасти и взаимодействующим с клапаном-дозатором и свечей зажигания, размещенных в кармане цилиндра, вал, установленный в подшипниковых узлах боковых стенок, гермопояс, компрессор и коллектор газоудаления (см. GB 2169964 А, 23.07.1986, F01C 1/46). Данный двигатель принят в качестве ближайшего аналога (прототипа).

В данном двигателе не решены такие задачи как герметизация и смазка трущихся поверхностей деталей ротора, а именно гермопояса, поршневых лопаток, заслонок, трущихся о стенку корпуса двигателя, и эффективная смена атмосферы в рабочих секциях, поскольку ротор работает в режиме турбины.

Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.

Для решения поставленной задачи роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, выполненный в форме полого тора прямоугольного сечения, в полости которого размещены фигурные поршневые лопасти, подпружиненные заслонки с уплотнителями, делящие цилиндр на секции, один конец которых закреплен в кармане цилиндра, другой выполнен опирающимся на поршневые лопасти и взаимодействующим с клапаном-дозатором и свечей зажигания, размещенных в кармане цилиндра, вал, установленный в подшипниковых узлах боковых стенок, гермопояс, компрессор и коллектор газоудаления, согласно изобретению, двигатель снабжен эжектором, под прямым углом подсоединенным к коллектору газоудаления и сообщенным с компрессором, а поршневые лопасти закреплены в поперечных пазах гермопояса, жестко закрепленного на диске компрессора, проходящего через щель внутренней стенки цилиндра и закрепленного ступицей на валу, при этом гермопояс оснащен кольцевыми канавками, в которых размещены графитовые сегменты компрессионных колец, а заслонки по периметру оснащены прямоугольными канавками, в которых размещены графитовые уплотнители в форме параллелепипеда, причем уплотнители установлены на упругих пластинах из жаропрочной стали.

Графитовые уплотнители, установленные на упругих пластинах, обеспечивают герметизацию рабочих секций и смазку трущихся пар в двигателе. Компрессор с коллектором топливоподачи создают «наддув» топливной смеси в рабочие секции двигателя, а эжектор с коллектором газоудаления, запитанным от компрессора, создают вакуум и таким образом образуют прямоточный контур, повышающий эффективность работы двигателя.

На фиг.1 изображен роторный двигатель внутреннего сгорания.

На фиг.2 изображено сечение А-А на фиг.1.

На фиг.3 изображено сечение Б-Б на фиг.1.

На фиг.4 изображен узел I на фиг.2.

Роторный двигатель внутреннего сгорания имеет соединительный пояс 1, к которому присоединены боковые стенки 2 и 3. Боковая стенка 3 снабжена окном "е". Между стенками 2 и 3 размещен диск компрессора 4, который жестко соединен с гермопоясом 5, снабженный фигурными поршневыми лопастями I-II-III, оснащенными выступами 20, входящими в пазы "к" гермопояса (типа "ласточкин хвост"). Диск компрессора ступицей неподвижно закреплен на валу 6, который размещен в подшипниковых узлах 14 и оснащен крыльчаткой 23. В кармане "а" соединительною пояса размещены заслонка 11, жестко связанная с валиком 12, снабженным пружиной 13 (кручения), свеча зажигания 16 (с упругим электродом), при этом длина заслонки должна быть больше высоты "Н" между внутренней стенкой цилиндра большого диаметра и поверхностью гермопояса.

Боковая стенка 2 снабжена патрубком "в", к которому присоединен карбюратор 7, соединенный с коллектором топливоподачи 9, присоединенный к клапанам - дозаторам 15. В боковой стенке 3 имеются окна "е", к которым присоединен коллектор газоудаления 10. Боковая стенка компрессора 3 снабжена патрубком "d", оснащенным эжектором 8, к которому под прямым углом присоединен коллектор газоудаления 10.

Заслонка 11 снабжена пазами с графитовыми уплотнителями 21, размещенными на упругих пластинах 22, выполненных из жаропрочной стали.

На фиг.4 изображено сопряжение гермопояса 5, оснащенного гранитовыми сегментами 19 на упругих сегментах 24.

Работа двигателя

В статическом положении двигатель изображен на фиг.1, где показано положение поршневых лопастей I-II-III и положение заслонок 11 относительно карманов "а", клапанов - дозаторов 15 и свечей зажигания 16.

В динамике работа двигателя осуществляется следующим образом,

При вращении диска компрессора 4 воздух под избыточным давлением через патрубок "в" поступает в карбюратор 7. Обогащенная топливом смесь через коллектор топливоподачи 9 поступает к клапану-дозатору 15. Заслонка 11 нажимает на шток клапана - дозатора 15, происходит "впрыск" топливной смеси в карман и замыкание свечи с заслонкой, что соответствует положению поршневой лопасти II на фиг.1. После прохода поршневой лопасти под заслонкой она открывает карман "а". При этом в короткозамкнутой системе зажигания происходит искровой разряд, который воспламеняет топливную смесь, образовавшиеся газы давят на поверхность "Н" поршневой лопасти и на заслонку, как опорную стенку, имеющую опору на валике и концом опирающуюся на поверхность гермопояса, что соответствует положению поршневой лопасти III.

При положении поршневой лопасти I она поверхностью "m" вытесняет отработанные газы через отверстие "е" в коллектор газоудаления 10, в котором эжектор 8 создает вакуум и происходит опорожнение двигателя от отработанных газов.

Система "наддува" с вакуумным опорожнением отработанных газов двигателя вкупе образуют прямоточный контур для эффективной работы двигателя.

Размещение графитовых уплотнителей 17, 18, 19, 21 в прямоугольных канавках, установленных на упругих пластинах 22, 24 из жаропрочной стали, обеспечивает надежную герметизацию рабочих секций двигателя и смазку трущихся пар деталей двигателя.