Роторный двигатель

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(73) Патентообладатели Коничев Алексей Викторович, Толмачев Вячеслав Иванович(57) Роторный двигатель, содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, в котором размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми размещен механизм газораспределения, охлаждения и смазки двигателя, отверстие для свечи зажигания, отличающийся тем, что двигатель выполнен с двух или многоступенчатым ротором, оси ступеней которого параллельны и расположены в противоположные стороны от оси вала ротора, на каждой ступени которого установлены на подшипниках цилиндрические колеса, при взаимодействии с внутренней цилиндрической поверхностью расточек в корпусе и шиберными поршнями образует секцию впуска-сжатия рабочей смеси и секцию рабочего ходавыпуска отработанных газов в наружной части корпуса двигателя в каждой ступени выполнены подпружиненные шиберные поршни с головками с возможностью вращения относительно оси поршней, внутренняя поверхность которых, контактирующая с наружной рабочей поверхностью цилиндрических колес, выполнена по радиусу, соответствующему этим поверхностям, герметичность между наружной поверхностью цилиндрических колес и внутренней поверхностью головок поршней достигнута прямоугольными каналами, выполненными в наружной поверхности головок поршней, в которых установлены Г-образные подпружиненные уплотнения, Г-образными сторонами в противоположные стороны, а в корпусах поршней выполнены каналы, по которым сжимаемая рабочая смесь воздействует на торцевые поверхности поршней и поджимает их к рабочим поверхностям цилиндрических колес. 278 Полезная модель относится к двигателестроению - к конструкциям роторных двигателей малой и большой мощности. Известен роторный двигатель 1 содержащий корпус с проточкой в виде цилиндра, верхняя часть которого выполнена неправильной кривой, образующей камеру сгорания, ротор эллипсовидной формы,по большой оси которого концом установлены пластинчатые уплотнения, в средней части ротора по большой оси выполнен продолговатый прямоугольный паз, в котором размещен прямоугольный вал двигателя(скользящая посадка). В крышке корпуса выполнен клапан подачи топливной смеси и выхлопной клапан,механизм газораспределения и система зажигания. Недостатками этого роторного двигателя являются свободная скользящая посадка по прямоугольному пазу ротора вала двигателя в двух направлениях конструктивно неработоспособна, большие потери мощности и КПД, вследствие малого угла 40 градусов,использования действия полезной мощности расширения газов сгоревшего топлива, сложная система газораспределения. Наиболее близким к предполагаемому решению является роторный двигатель 2, содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, расположенными симметрично по горизонтальной оси. Внутри корпуса размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми расположен механизм газораспределения, приводимый во вращение роликовой цепью и двумя зубчатыми звездочками, закрепленными на каждом из валов. Недостатками этого двигателя являются трудоемкость изготовления двигателя, ненадежная конструкция механизма газораспределения, недостаточное время для поступления горючей смеси в камеру сгорания и воздействия сгоревших газов на поршень ротора, цепной привод на распределительный барабан механизма газораспределения, не обеспечивает точность соединения распределительных каналов, удаленность камеры сгорания от поршней ротора, низкий КПД. Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение конструктивной герметичности и КПД двигателя. Технический результат, достигаемый при этом, - низкая удельная масса, увеличение крутящего момента, высокая экономичность и потенциальная возможность работы на любом углеводородном топливе, низкая трудоемкость изготовления, конструктивное модульное наращивание мощности, возможность использования конструкции двигателя в качестве компрессора, насоса, гидравлического или пневматического мотора. Роторный двигатель, содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, в котором размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми размещен механизм газораспределения, охлаждения и смазки двигателя, отверстие для свечи зажигания, отличается в следующих существенных признаках двигатель выполнен с двух- или многоступенчатым ротором, оси ступеней которого параллельны и расположены в противоположные стороны от оси вала ротора, на каждой ступени которого установлены на подшипниках цилиндрические колеса. В корпусе двигателя в каждой секции выполнены подпружиненные шиберные поршни с головками с возможностью вращения относительной оси поршней. Внутренняя поверхность головок, контактирующая с наружной поверхностью цилиндрических колес, выполнена по радиусу, соответствующему этим поверхностям. Для повышения герметичности двигателя на наружной поверхности головок, взаимодействующих с поверхностью цилиндрических колес, выполнены прямоугольные каналы, в которые установлены Гобразные подпружиненные уплотнения. В корпусах поршней выполнены каналы, по которым сжимаемая рабочая смесь воздействует на торцевые поверхности поршней и поджимает их к рабочим поверхностям цилиндров ротора. На фиг. 1 изображен роторный двигатель в разрезе по оси В-В на фиг. 2 на фиг. 2 - разрез на оси А-А на фиг. 1. Роторный двигатель содержит корпус 1, в торцевых крышках 2, 3 которого и промежуточной крышки 4, в подшипниках 5, уплотнениях 6 установлен двухступенчатый ротор 7 с валом ротора 8, на каждой ступени ротора 7 установлены цилиндрические колеса 9, на подшипниках 10, в корпусе двигателя выполнены две цилиндрические расточки 11, 12, разделенные промежуточной крышкой 4 на две части, а пространство между цилиндрической наружной поверхностью колес 9, ступеней ротора 7 и поверхностью цилиндрических расточек 11, 12 в корпусе двигателя 1 образуют две секции впуска-сжатия рабочей смеси в расточке 11 и рабочего хода-выпуска отработанных газов в расточке 12, с наружной части корпуса 1 выполнен корпус 13 шиберных поршней и клапанов, в прямоугольном пазу 14 расположен шиберный поршень 15 с пружиной 16 и головкой 17 с возможностью вращения на оси 18, в корпусе головки 17 выполнены прямоугольные пазы, в которых установлены Г-образные подпружиненные уплотнения 19, для увеличения герметичности они установлены Г-образными выступами в разные стороны, в корпусе 13 в канале сжатия 20 рабочей смеси установлен шариковый обратный клапан 21, окно выпускное 22 впуска рабочей смеси, канал 23 поступления горючей смеси в камеру сгорания 24, впускной клапан 25, впускное окно 26 (выпускное окно и окно впуска рабочей смеси на фиг. 1, 2 не показаны), отверстия 27 для свечи зажигания. Роторный двигатель работает следующим образом. При вращении вала ротора 8, который жестко соединен с двумя ступенями ротора 7, установленные на их поверхности цилиндрические колеса 9 на подшипниках 10 обкатываются по внутренней по поверхности расточки 11 корпуса 1 двигателя и образуют разреженное пространство между поверхностью расточки 11 и цилиндрическим колесом 9, через впускное окно (на фиг. 1, 2 не показано) рабочая смесь нагнетается через впускное окно 22, через обратный шарико 2 278 вый клапан 21 в канал сжатия 20, далее через канал 23 сжатая рабочая смесь поступает в камеру сгорания 24,где сжимается до расчетной степени сжатия, когда сжатие смеси достигает максимальной величины, цилиндрическое колесо 9 уже подходит к впускному окну 22, в корпусе 1 происходит воспламенение рабочей смеси в камере сгорания 24, открывается впускной клапан 25 и расширяющиеся газы через выпускное окно 26 поступают в секцию рабочего хода-выпуска отработанных газов воздействуют на цилиндрическое колесо 9,поворачивают его и вал ротора 8 на угол до 340 градусов, далее цикл повторяется. На фиг. 1 и 2 показано одностороннее расположение шиберных поршней, а при их противоположном расположении относительно корпуса 1 технические характеристики роторного двигателя повышаются. Использование роторного двигателя в сравнении с известными имеет следующие преимущества высокий КПД двигателя за счет высокой конструктивной герметичности, предельной компактности, само уравновешенности кинематического механизма, уникальной системы смазки, охлаждения, высокого крутящего момента, низкой удельной массы, высокой экономичности и малой токсичности потенциальной возможности работы на любом углеводородном топливе, низкая трудоемкость изготовления и себестоимость конструктивное модульное наращивание мощности путем параллельного или последовательного соединения нескольких таких двигателей, или увеличение диаметра или длины двигателя причем конструкция двигателя позволяет использовать его в качестве компрессора, гидравлического или пневматического мотора или насоса. Простая конструкция двигателя позволяет изготовить его в небольших мастерских, что дает возможность изготовить очень дешевый и неприхотливый к топливу двигатель для народных автомобилей и других машин, в которых остро нуждается промышленность, сельское хозяйство и население Республики Беларусь. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3