Цилиндрический роторный двигатель

(71) Заявители СП ИПК ЯРОВИТ ООО Коничев Алексей Викторович(72) Авторы Рогозенко Виктор Николаевич Коничев Алексей Викторович(73) Патентообладатели СП ИПК ЯРОВИТ ООО Коничев Алексей Викторович(57) 1. Цилиндрический роторный двигатель, содержащий корпус, в котором установлен цилиндр, жестко соединенный с ведущим валом, цилиндрической формы ротор, соединенный с цилиндром поршнем, отличающийся тем, что цилиндр и ротор двигателя установлены на двух параллельно расположенных валах и кинематически соединены между собой шиберным поршнем, установленным в прямоугольном пазу ротора, верхняя часть шиберного поршня оканчивается полуцилиндрической головкой и двумя валами, расположенными с обеих его сторон, соединена с ограниченной подвижностью с полуцилиндрическим пазом цилиндра и полуцилиндрическими выемками, выполненными в обеих крышках цилиндра,которые жестко соединены с цилиндром, при этом момент вращения от вала ротора, посредством шиберного поршня, передается цилиндру, который своей внутренней цилиндрической поверхностью контактирует с наружной поверхностью ротора, причем ось цилиндра расположена параллельно оси ротора с возможностью одновременного вращения в одну сторону и равной угловой скоростью. 2. Цилиндрический роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что шиберный поршень установлен в прямоугольном пазу ротора с возможностью одновременного возвратно-поступательного движения в прямоугольном пазу ротора и крышках цилиндра, которые жестко закреплены с цилиндром, а шиберный поршень всеми четырьмя его сторонами контактирует с цилиндром, крышками цилиндра и ротором с возможностью совместного одновременного вращательного движения шиберного поршня, цилиндра с крышками и ротора с равной угловой скоростью. 18413. Цилиндрический роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что корпус ротора снабжен подпружиненными самоустанавливающимися уплотнениями, наружная поверхность которых по линии диаметра совпадает с внутренним диаметром поверхности цилиндра и контактирует с поверхностью цилиндра с возможностью одновременного вращения с равной угловой скоростью.(56) 1. Патент ФРГ 3690791, 1972. 2. Патент Англии 1574549, 1978. 3. Патент Республики Беларусь 519, 2000. 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, использования действия полезной мощности расширения газов сгоревшего топлива, сложная система газораспределения. Наиболее близким к предлагаемому 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. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является цилиндрический роторный двигатель 3, содержащий корпус, в котором установлен цилиндр, жестко соединенный с ведущим валом, цилиндрической формы ротор соединенный с цилиндром шарнирным поршнем. Недостатком этого двигателя является сложная конструкция шарнирного поршня, недостаточная его герметичность и конструктивная невозможность установки в одной секции более одного поршня. Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании более простого по конструкции и компактности, надежности и экономичности 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. 1841 Цилиндрический роторный двигатель, содержащий корпус, в котором установлен цилиндр, жестко соединенный с ведущим валом, цилиндрической формы ротор, соединенный с цилиндром поршнем, отличаются в следующих существенных признаках конструкция двигателя выполнена в осевом исполнении, так как окно секции впускасжатия горючей смеси, камера сгорания, секция рабочего хода и окно выпуска отработанных газов расположены вдоль оси двигателя, цилиндр и ротор двигателя установлены на двух параллельно расположенных валах и кинематически соединены между собой шиберным поршнем, установленным в прямоугольном пазу ротора. Верхняя часть шиберного поршня, оканчивающаяся полуцилиндрической головкой с двумя валами, расположенными с обеих его сторон, соединена с ограниченной подвижностью с полуцилиндрическим пазом внутренней части стенки цилиндра, два вала шиберного поршня установлены в подшипниках, расположенных в правой и левой крышках цилиндра в полуцилиндрических выемках. Момент вращения от вала ротора посредством шиберного поршня передается цилиндру, который своей внутренней цилиндрической поверхностью контактирует с наружной поверхностью ротора, снабженный меднографитовыми уплотнителями. При этом ось цилиндра расположена параллельно оси ротора с возможностью одновременного вращения в одну сторону с равной угловой скоростью, а шиберный поршень выполняет две функции, поршня в двигателе и механизма передачи момента вращения от ротора к цилиндру, или наоборот в зависимости от назначения двигателя. Шиберный поршень установлен в прямоугольном пазу ротора с возможностью одновременного возвратно-поступательного движения в прямоугольном пазу ротора и крышках цилиндра, которые жестко закреплены с цилиндром, а шиберный поршень всеми его сторонами контактирует с цилиндром, крышками цилиндра и ротором с возможностью совместного одновременного вращательного движения поршня, цилиндра и ротора с равной угловой скоростью. Корпус ротора снабжен подпружиненными самоустанавливающимися меднографитовыми уплотнениями. Наружная поверхность которых по линии диаметра совпадает с внутренним диаметром поверхности цилиндра и контактирует с поверхностью цилиндра с возможностью одновременного вращения с равной угловой скоростью. На фиг. 1 изображен цилиндрический роторный двигатель разрез по оси - на фигуре 2, на фиг. 2 - разрез по оси - на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез по оси - на фиг. 2 первой секции впуска-сжатия горючей смеси с двумя приводными валами от цилиндра и ротора. Цилиндрический роторный двигатель содержит корпус 1, торцевые крышки 2, 3, промежуточная крышка 4, секция впуска-сжатия горючей смеси 5, секция рабочего хода - выпуска отработанных газов 6, которые состоят из цилиндра 7 секции впуска-сжатия 5, цилиндра 8 секции рабочего хода-выпуска отработанных газов 6, крышек 9, 10 секции 5 и крышек 11, 12 секции 6, цилиндрического паза 13 в стенке цилиндра, вала ротора 14, жестко соединенного с корпусом ротора 15, вал ротора 14 жестко соединен соединительной муфтой 16 с валом ротора 17, который жестко соединен с корпусом ротора 18, цилиндры 7, 8 установлены на подшипниках 19 в крышках цилиндров 9, 10, 11, 12, валы ротора 14,17 установлены в подшипниках 20, оси 21 валов ротора 14, 17 и оси 22 цилиндров 7, 8 расположены параллельно во внутренней части корпусов роторов 15, 18 по линии диаметра выполнен прямоугольный паз 23, в котором расположен шиберный поршень 24 с цилиндрической головкой 25, установленной в цилиндрическом пазу 13 с ограниченной подвижностью, в торцевых крышках 2, 3 и промежуточной крышке 4, расположены каналы 26 впуска горючей смеси и канал 27 сжатия горючей смеси, канал 28 впуска расширяющихся газов и канал 29 выпуска отработанных газов, кольцевая камера сгорания 30,свеча зажигания 31, канал охлаждения 32, камера 33. Цилиндрический роторный двигатель работает следующим образом при вращении вала ротора 14 с корпусом 15 шиберный поршень 24, расположенный в прямоугольном пазу 23 ротора, своей цилиндрической головкой 25, установленной в цилиндрическом па 3 1841 зу 13 цилиндра 7, вращает последний по часовой стрелке, при его вращении между внутренней стенкой цилиндра 7 и шиберным поршнем 24 образуется разреженное пространство (вакуум) в камере 33, в которое через канал 26 всасывается горючая смесь, при дальнейшем вращении с другой стороны шиберного поршня 24 происходит сжатие горючей смеси, которая поступает в канал 27 сжатия горючей смеси, далее горючая смесь поступает в кольцевую камеру сгорания 30, при зажигании горючей смеси посредством свечи зажигания 31 расширяющиеся при сгорании газы поступают в канал 28 впуска расширяющихся газов и поступают в камеру 33, где они воздействуют на шиберный поршень 24,поворачивают поршень цилиндра 8, ротор 15 и вал 14 почти на угол 350 и через канал 29 расширяющиеся газы выводятся в атмосферу. Использование роторного двигателя в сравнении с известными имеет следующие преимущества высокий КПД двигателя за счет высокой конструктивной герметичности, предельной компактности, самоуравновешенности 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 при увеличении диаметра, длины цилиндра 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 транспортных средств и других машин. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4