Шестеренчатый двигатель внутреннего сгорания

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(73) Патентообладатели Коничев Алексей Викторович,Толмачев Вячеслав Иванович(57) Шестеренчатый двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены ведущая шестерня, находящаяся во внешнем зацеплении с ведомой шестерней, которые жестко закреплены ведущим и ведомым валами, отличающийся тем, что выполнен двумя или более секциями, снабженными общим приводным валом, на котором жестко закреплены приводные шестерни, причем ведущая шестерня секции впускасжатия горючей смеси соединена с ведомой шестерней секции рабочего хода-выпуска отработанных газов и жестко закреплена на ведущем валу, и выполняет функции ведущей шестерни, а ведомые шестерни этих секций установлены по отношению осей ведущих шестерен и приводного вала под углом 115 градусов, причем корпуса секций жестко соединены между собой, также под углом 115 градусов при установке на приводном валу большего количества секций порядок их установки повторяется, причем секции установлены так, чтобы выпускное окно секции впуска-сжатия жестко и герметично соединено с впускным окном секции рабочего хода-выпуска, пространство, заключенное между этими окнами и секциями, выполняет функции камеры сгорания шестерни изготовлены с увеличенной шириной и высотой зубьев, в которых по длине и боковых частей зубьев выполнены пазы, в которые установлены Г-образные подпружиненные уплотнения, расположенные Г-образными сторонами в противоположные стороны и установлены через один или несколько зубьев, а два или более зуба, расположенные противоположно в каждой шестерне, установлены в пазах, выполненных в шестернях на всю длину зубьев, и снабжены подпружиненными элементами и отверстиями в центральной части зубьев, служащими для поджима этих зубьев к корпусу усилием давления топливной смеси и расширяющихся газов, с обоих сторон шестерен установлены диски, жестко закрепленные с ними. 518 Полезная модель относится к двигателестроению к конструкциям роторных двигателей, гидродвигателей,пневмодвигателей, компрессоров и насосов. Известен роторный двигатель 1, содержащий корпус с двумя цилиндрическими проточками, расположенными симметрично по горизонтальной оси. Внутри корпуса размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми расположен механизм газораспределения, приводимой при вращении 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 близкой к предлагаемому решению является регулируемая гидромашина 2, которая содержит корпус, в цилиндрических расточках которого размещены подпружиненная ведущая шестерня, ведомый зубчатый элемент в виде шестерен разного диаметра, зубья ведущей шестерни сопряжены с зубчатым венцом внутреннего зацепления дополнительной ведущей шестерни, а ведомая шестерня меньшего диаметра сопряжена с дополнительной ведущей шестерней, конструкция гидромашины в режиме двигателя аналогична шестеренчатому гидродвигателю. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение конструктивной герметичности и КПД двигателя за счет выполнения двигателя шестеренчатым 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. Шестеренчатый двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены ведущая шестерня, находящаяся во внешнем зацеплении с ведомой шестерней, которые жестко закреплены с ведущим и ведомым валами, отличается в следующих существенных признаках в основе шестеренчатого двигателя применен принцип шестеренчатого гидродвигателя. Новым в конструкции является то, что выполнен двигатель двумя или более секциями, снабженными одним общим приводным валом, с которым жестко закреплены приводные шестерни, находящиеся в наружном зацеплении с ведомыми шестернями аналогичной конструкции, каждая пара этих шестерен установлена в цилиндрических расточках корпуса и образует обособленную секцию, одна из которых выполняет функции впуска-сжигания горючей смеси, а другая рабочего хода-выпуска расширяющихся газов, которые жестко соединены между собой под углом 115, причем ведущие шестерни секций жестко закреплены на общем приводном валу, а ведомые шестерни секции симметрично расположены от оси приводного вала в противоположные стороны и расположены оси ведомых шестерен к осям приводных шестерен под углом 115. Причем секции установлены так, чтобы выпускное окно секции впускасжатия жестко и герметично соединены с впускным окном секции рабочего хода-выпуска расширяющихся газов, пространство выполненное между окнами секции выполняет функции камеры сгорания. При установке на приводном валу большего количества секций порядок их установки повторяется. С целью увеличения степени сжатия горючей смеси и КПД двигателя шестерни в двигателе изготовлены с увеличенной шириной и высотой зубьев, в корпусе которых по длине и ширине торцевой поверхности шестерен выполнены прямоугольные пазы с интервалом два или более зуба, в зубьях шестерен установлены Г-образные подпружиненные уплотнения, которые Г-образными сторонами установлены в противоположные стороны, в прямоугольные пазы шестерен установлены подпружиненные два или более зуба или в средней части подпружиненных зубьев выполнены отверстия,через них давление топливной смеси и расширяющихся газов воздействует на подошву элементов зубьев и поджимает их к цилиндрическим расточкам секций. С целью увеличения герметичности с обоих сторон шестерен установлены диски, жестко закрепленные с ними. На фиг. 1 изображен общий вид шестеренчатого роторного двигателя, на фиг. 2 - разрез по оси - на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез по оси - на фиг. 2, на фиг. 4 - разрез по оси Г-Г на фиг. 1, на фиг. 5 шестерни 5 и 6 выполнены с подпружиненными зубьями 10. Шестеренчатый роторный двигатель содержит корпус 1 с рубашкой охлаждения, секцию 2 впускасжатия горючей смеси, жестко соединенную с секцией 3 рабочего хода-выпуска газов, и расположены они под углом 115 по отношению оси приводного вала 4 к осям ведомых шестерен секции, ведущие шестерни 5,жестко соединенные с приводным валом 4 и дисками, жестко соединенными с шестернями 5, ведомые шестерни 6, жестко соединенные с дисками и ведомым валом, подшипники 7 с уплотнениями, ведомый вал 8, Гобразные уплотнения 9, подпружиненные зубья 10 шестерен 5 и 6, впускное окно 11 и выпускное окно 12,обе секции, герметично и жестко соединенные между собой, образуют камеру сгорания, рубашка охлаждения 13, насос 14 для смазки узлов двигателя, генератор и электронное зажигание 15, крыльчатка 16 вентилятора охлаждения, кожух 17, диски 18 и 19, отверстия 20 в центральной части зубьев, камера сгорания 21. 518 Шестеренчатый роторный двигатель работает следующим образом при вращении роторного вала 4 ведущая шестерня 5, жестко соединенная с валом 4, приводит во вращение ведомую шестерню 6 в секции 2 впуска-сжатия горючей смеси, горючая смесь через впускное окно 11 всасывается между зубьями шестерен 5 и 6 и корпусом 1 секции и через выпускное окно 12 нагнетается в камеру сгорания (на чертеже не показано), сжатая смесь в камере воспламеняется, открывается впускной клапан и расширяющиеся газы поступают во впускное окно 11 секции 3 рабочего хода-выпуска расширяющихся газов и проворачивают обе шестерни 5 и 6 на угол около 360, и через выпускное окно 12, глушитель и в атмосферу, а так как шестерни 5 жестко соединены с приводным валом 4, то вал поворачивается также на угол около 360, далее цикл повторяется. 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 увеличения диаметра или 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 народных автомобилей и других машин,в которых остро нуждается промышленность, сельское хозяйство и население Республики Беларусь. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.