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, расположенными симметрично, между которыми расположен механизм газораспределения, систему зажигания, шиберные подпружиненные поршни, систему подачи топлива и воздуха и выпуска отработанных газов, в цилиндрических отверстиях корпуса установлены два ротора, отличающийся тем, что корпус роторного двигателя выполнен двухступенчатым, секция впуска-сжатия горючей смеси выполнена меньшими размерами расточки по диаметру фигуры, представляющей половину окружности состыкованной с половиной эллипса, а секция рабочего хода-выпуска сгоревших газов такая же фигура, но большего диаметра, и расположены они от общей оси с эллипсовыми половинами, направленными в противоположные стороны, причем каждая секция отделена от другой прямоугольными канавками радиусом более крайней точки эллипса, а в корпусе двигателя установлен двухступенчатый ротор, причем каждая ступень выполнена диаметром соответствующей секции двигателя, а на его поверхности диаметрально противоположно расположены с возможностью вращения две камеры сгорания, соединенные с каналами подачи горючей смеси,причем каждая ступень ротора отделена от другой прямоугольными ребордами, между которыми образуются две камеры впуска-сжатия горючей смеси и камера рабочего хода-выпуска расширяющихся газов, причем диаметр реборд соответствует диаметру пазов в корпусе двигателя в камере впуска-сжатия горючей смеси следом за задней стенкой камеры сжатия, по ходу вращения ротора, выполнены прямоугольные пазы в Фиг. 1 корпусе ротора и ребордах, в которых размещены шиберные поршни шириной перекрывающей сечение камеры, а в камере рабочего хода-выпуска расширяющихся газов аналогичные прямоугольные пазы с шиберными поршнями выполнены впереди камеры сгорания в двигателе установлены подпружиненные уплотнители типа поршневых 236 колец, на ребордах ротора и его торцевых поверхностях, на цилиндрической поверхности впереди каналов впускасжатия горючей смеси, а в цилиндрических расточках корпуса уплотнения установлены с обеих сторон каналов впуска-сжатия горючей смеси и канала рабочего хода-выпуска расширяющихся газов. 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 полевой 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, приводимой 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. Задачи полезной модели повышение КПД роторного двигателя достигается путем уменьшения массы и габаритов двигателя и трудоемкости изготовления, следовательно, уменьшение количества материалов, расходуемых на изготовление, уменьшение себестоимости, расширение области применения их в народном хозяйстве, возможность изготовления его в варианте роторного дизеля, простая возможность увеличения мощности роторного двигателя в два и более раза путем установки на одном валу двух или более двухступенчатых роторов или соединение двух и более двигателей, а также увеличение мощности диаметра ротора. Роторный двигатель, содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, расположенными симметрично, между которыми расположен механизм газораспределения, систему зажигания, шиберные подпружиненные поршни, систему подачи топлива и воздуха и выпуска отработанных газов, в цилиндрических отверстиях корпуса установлены два ротора, отличающийся тем, что корпус роторного двигателя выполнен двухступенчатым, секция впуска-сжатия горючей смеси выполнена меньшими размерами расточки по диаметру фигуры, представляющей половину окружности состыкованной с половиной эллипса, а секция рабочего хода-выпуска сгоревших газов такая же фигура, но большего диаметра, и расположены они от общей оси с эллипсовыми половинами, направленными в противоположные стороны, причем каждая секция отделена от другой прямоугольными канавками радиусом более крайней точки эллипса, а в корпусе двигателя установлен двухступенчатый ротор, причем каждая ступень выполнена диаметром соответствующей секции двигателя, а на его поверхности диаметрально противоположно расположены с возможностью вращения две камеры сгорания, соединенные с каналами подачи горючей смеси, причем каждая ступень ротора отделена от другой прямоугольными ребордами, между которыми образуются две камеры впуска-сжатия горючей смеси и камера рабочего хода-выпуска расширяющихся газов, причем диаметр реборд соответствует диаметру пазов в корпусе двигателя в камере впуска-сжатия горючей смеси следом за задней стенкой камеры сжатия, по ходу вращения ротора, выполнены прямоугольные пазы в корпусе ротора и ребордах, в которых размещены шиберные поршни шириной, перекрывающей сечение камеры, а в камере рабочего хода-выпуска расширяющихся газов аналогичные прямоугольные пазы с шиберными поршнями выполнены впереди камеры сгорания. Конструкция камер сгорания с возможностью вращения увеличивает момент вращения, используя реактивную силу от сгорания горючей смеси в двигателе установлены подпружиненные уплотнители типа поршневых колец, на ребордах ротора и его торцевых поверхностях, на цилиндрической поверхности впереди каналов впуска-сжатия горючей смеси, а в цилиндрических расточках корпуса уплотнения установлены с обеих сторон каналов впуска-сжатия горючей смеси и канала рабочего хода-выпуска расширяющихся газов. 2 236 На фиг. 1 изображен роторный двигатель с двухступенчатым ротором в разрезе по оси А-А на фиг. 2 на фиг. 2 - разрез по оси В-В на фиг. 1. Роторный двигатель содержит двухступенчатый корпус 1, боковые крышки 2, 3, в которых на подшипниках 4 установлен приводной вал 5 с жестко закрепленным на нем двухступенчатым ротором 6 цилиндрической формы меньшего и большего диаметра, в корпусе 1 по одной оси выполнены две расточки, представляющие фигуру половину окружности состыкованной с половиной эллипса, причем расточка меньшего диаметра эллипсной частью расположена в левой стороне корпуса 1 и пространство между этой расточкой и цилиндрической поверхностью ротора 6 образует камеру 7 впуска-сжатия горючей смеси, а расточка большего диаметра эллипсной частью расположена в правой стороне корпуса 1 (фигура 1), и пространство между ними образует камеру 8 рабочего хода-выпуска расширяющихся газов, на поверхности ротора 6 диаметрально противоположно выполнены две вращающиеся камеры сгорания 9, 10, соединенные с каналами 11, 12,служащими для подачи горючей смеси в камеры сгорания 9, 10. Со стороны задней стенки каналов 11, 12,при вращении по часовой стрелке, в корпусе ротора 6 диаметрально противоположно выполнены прямоугольные пазы 13, 14, в которые установлены шиберные поршни 15, 16, пружины 17, а со стороны передней стенки камер сгорания 9, 10 в корпусе ротора 6 диаметрально противоположно выполнены прямоугольные пазы 18, 19, в которых установлены шиберные поршни 20, 21 с пружинами 22, контактирующие с поверхностью 23 корпуса 1, с другой стороны каналов 11, 12 установлены подпружиненные уплотнения 24, с стороны камер сгорания 9, 10 установлены уплотнения 25 при переходе эллипсной поверхности корпуса 1 в цилиндрическую установлены уплотнения 26 с пластинчатыми пружинами 27 для герметичности, между корпусом 1 и ребордами 28 ротора 6, в каждой реборде установлены кольца 29, в начале камеры 8 установлены свечи зажигания 30, а в конце камеры выполнено выпускное окно 31, в начале камеры 7 выполнено впускное окно 32, подшипники 33, крышки 34, для герметичности между торцев ротора 6 и крышками 2, 3 в последних установлены подпружиненные уплотнительные кольца 35. Роторный двигатель работает следующим образом при вращении ротора 6 по часовой стрелке подпружиненные шиберные поршни 15 скользят по внутренней поверхности расточки корпуса 1 в камере впускасжатия 7, сжимают горючую смесь в камере 7 и одновременно через впускное окно 32 всасывается горючая смесь, а при подходе шиберных поршней 15 к парным уплотнениям 26 горючая смесь по каналам 11, 12 нагнетается в камеру сгорания 9 и сжимается до расчетной величины при выходе камеры сгорания 9 в начало камеры 8 одновременно через свечи зажигания 30 происходит воспламенение топливной смеси, газы из камеры сгорания 9 устремляются в сторону начала камеры, воздействия на заднюю стенку камеры сгорания 9 давлением газов и реактивной силой, а сила давления газов - на шиберные поршни 21 и вращает ротор при подходе к выпускному окну 31 расширяющиеся газы выбрасываются в атмосферу, ротор двигателя совершил рабочий ход и повернулся на 180 градусов, в это время шиберные поршни 16 закончили впуск-сжатие горючей смеси в камере сгорания 10, расширяющиеся газы воздействуют на поршни 20 и поворачивают ротор 6 еще на 180 градусов рабочий ход закончен. Цикл далее повторяется. Использование роторного двигателя в сравнении с известными имеет следующие преимущества повышение КПД двигателя за счет изготовления корпуса и ротора двухступенчатыми, что повышает степень сжатия в первой ступени и увеличивает момент вращения во второй ступени повышение герметичности ротора за счет установки подпружиненных уплотнений перед соединительными каналами и позади камер сгорания расширение области применения, т.к. может использоваться в качестве роторного дизеля, а также в двигателях от совершенно малой и большой мощности, т.к. конструкция двигателя позволяет производить увеличение мощности в два и более раз путем установки на одном валу двух и многоступенчатых роторов, а также уменьшение массы, габаритов и трудоемкости изготовления, следовательно, уменьшается количество материалов и себестоимость двигателя. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.