Роторная машина

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использовано в транспортном двигателестроении при решении проблемы снижения удельной массы, габаритов и удельного расхода топлива силовых установок. Роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, соосно установленное в корпусе статорное кольцо, эксцентрично установленный в корпусе ротор, разделительные пластины, имеющие возможность образования в статорном кольце рабочих камер, при этом корпус выполнен из семи секций, с отверстиями для системы охлаждения, соединенных шпильками, статорное кольцо выполнено неподвижным, в виде гильзы, и установлено в четвертой секции корпуса, ротор выполнен из двух секций, каждая из секций содержит отверстия для установки полых пальцев с прорезями, в которые вставлены одним концом пластины с проушинами на противоположном конце, для установки независимо друг от друга на вал, расположенный соосно оси статорного кольца, пластины на торцевых поверхностях содержат прямоугольные уплотнения, а на верхней и нижней поверхностях содержат подпружиненные уплотнения. В прорези пальцев установлены уплотнительные элементы. Подпружиненные уплотнения соединены с пластиной по типу «выступ-паз». Данная конструкция роторной машины позволяет значительно повысить коэффициент полезного действия, за счет снижения потерь на трение, уменьшения удельного расхода топлива. 2 з.п.ф., 2 ил.

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использовано в транспортном двигателестроении при решении проблемы снижения удельной массы, габаритов и удельного расхода топлива силовых установок.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с цилиндрической расточкой, и эксцентрично установленный ротор с диаметральными профилированными пазами и размещенными в них разделительными пластинами, имеющими возможность радиального перемещения в пазах ротора и образования в корпусе рабочих камер, и газообменные окна, выполненные на противоположных торцевых крышках корпуса в зоне наибольшего объема рабочих камер (DE, заявка 4117936, Кл. F01C 1/39, 1992).

Недостатком этого двигателя являются потери на трение пластин о корпус и ротор, большие утечки рабочей среды по гребням пластин из-за их линейного контакта с корпусом, большая удельная масса и радиальные габариты, диктуемые необходимостью ограничивать вылет пластин из пазов ротора по условиям заклинивания, а также большая масса и габариты системы охлаждения из-за необходимости утилизировать тепло выделившееся в результате высоких механических потерь.

Известна роторная машина Курочкина (патент RU №2082903, F04C 2/344, 1997 г.), содержащая корпус с цилиндрической расточкой и каналами подвода и отвода рабочей среды, соосно установленное в корпусе статорное кольцо, эксцентрично установленный в корпусе ротор с диаметральными профилированными пазами и размещенными в них стержнями с разделительными пластинами на концах, имеющими возможность радиального перемещения в пазах ротора и образования в статорном кольце рабочих камер, при этом оба конца каждого стержня жестко соединены с прилегающими пластинами, а внутренняя поверхность статорного кольца выполнена в виде соосного с его внешней поверхностью многогранника с числом рабочих граней, равным количеству пластин, при этом длина граней выполнена с условием

L>2E+T

где L - длина рабочей грани многогранника;

Е - эксцентриситет установки ротора относительно статорного кольца;

Т - ширина контактной поверхности радиального конца пластины.

Контактная поверхность радиального конца пластины выполнена под прямым углом к оси стержня. Ширина контактной поверхности радиального ого конца пластины больше толщины пластины.

В центральной части каждой контактной поверхности пластины выполнен продольный паз, в которой установлен упругий уплотнительный элемент, имеющий форму пластины, изогнутый в поперченном сечении, например по дуге окружности.

Ротор и статорное кольцо кинематически соединены зубчатой передачей с передаточным отношением 1:1.

Недостатком прототипа являются высокие потери на трение пластин о статорное кольцо, и утечки рабочей среды, а также большая удельная масса и габариты диктуемые тем, что в роторе выполнены сквозные диаметральные профильные пазы, в которых пропущены стержни, концы которых жестко соединены с прилегающими пластинами.

Задачей полезной модели является повышение коэффициента полезного действия роторной машины.

Техническим эффектом заявляемого решения является уменьшение действующих в кинематическом механизме сил, компактное размещение систем и узлов двигателя, что обеспечит уменьшение удельной массы и габаритов двигателя и снижение удельного расхода топлива.

Технический результат достигается тем, что роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, соосно установленное в корпусе статорное кольцо, эксцентрично установленный в корпусе ротор, разделительные пластины, имеющие возможность образования в статорном кольце рабочих камер, при этом корпус выполнен из семи секций, с отверстиями для системы охлаждения, соединенных шпильками, статорное кольцо выполнено неподвижным, в виде гильзы, и установлено в четвертой секции корпуса, ротор выполнен из двух секций, каждая из секций содержит отверстия для установки полых пальцев с прорезями, в которые вставлены одним концом пластины с проушинами на противоположном конце, для установки независимо друг от друга на вал, расположенный соосно оси статорного кольца, пластины на торцевых поверхностях содержат прямоугольные уплотнения, а на верхней и нижней поверхностях содержат подпружиненные уплотнения.

В прорези пальцев установлены уплотнительные элементы. Подпружиненные уплотнения соединены с пластиной по типу «выступ-паз».

В этой конструкции четыре пластины в виде лопастей вращаются по своей траектории, независимо от положения ротора, так как установлены на валу расположенным эксцентрично валу ротора. При вращении изменяется угол между пластинами, изменяя в статорном кольце объем рабочих камер. Предлагаемая

конструкция исключает заклинивание пластин, расположение пластин на самостоятельном валу позволяет уменьшить высоту пластин и диаметр ротора, а за счет этого и диаметральный размер всего кинематического механизма.

На фиг.1 изображена роторная машина, поперечный разрез.

На фиг.2 - сечение по Б-Б.

Роторная машина содержит корпус 1. состоящий из семи секций («а», «б», «в», «г», «д», «ж», «з») установленное в нем статорное кольцо 2 в виде гильзы, эксцентрично-размещенный в кольце 2, ротор 3, полые пальцы 4 с прорезями, пластины 5 с уплотнениями, вал 6 для установки пластин, отверстие 7 для установки свечи, канал 8 для выпуска смеси отработанных газов, канал 9 для всасывания горючей смеси, отверстия 10 для болтов, отверстия 11 для охлаждения, шестерню 12 отбора мощности ротора, радиальные подшипники 13 ротора, турбину 14 наддува горючей смеси, боковые крышки 15 корпуса, карбюратор 16, подшипники 17 вала пластин.

I камера - начало рабочего хода

II камера - рабочий ход

III камера - всасывания

IV камера сжатия

От вала отбора мощности через зубчатое соединение вращение передается ротору, происходит запуск двигателя.

В камере I от свечи происходит зажигание, что является началом рабочего хода. В камере II продолжение рабочего хода, при повороте пластины на 180°, торцевым уплотнения пластины открывается выхлопное окно. Через канал 9 горючая смесь поступает в камеру III, в камере IV происходит сжатие рабочей смеси. Цикл повторяется.

Предлагаемая конструкция роторной машины может быть использована в качестве компрессора, насоса.

Данная конструкция роторной машины позволяет значительно повысить коэффициент полезного действия, за счет снижения потерь на трение, уменьшения удельного расхода топлива.

1. Роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, соосно установленное в корпусе статорное кольцо, эксцентрично установленный в корпусе ротор, разделительные пластины, имеющие возможность образования в статорном кольце рабочих камер, отличающаяся тем, что корпус выполнен из семи секций, с отверстиями для системы охлаждения, соединенных шпильками, статорное кольцо выполнено неподвижным, в виде гильзы, и установлено в четвертой секции корпуса, ротор выполнен из двух секций, каждая из секций содержит отверстия для установки полых пальцев с прорезями, в которые вставлены одним концом пластины с проушинами на противоположном конце, для установки независимо друг от друга на вал, расположенный соосно оси статорного кольца, пластины на торцевых поверхностях содержат прямоугольные уплотнения, а на верхней и нижней поверхностях содержат подпружиненные уплотнения.

2. Роторная машина по п.1, отличающаяся тем, что в прорези пальцев установлены уплотнительные элементы.

3. Роторная машина по п.1, отличающаяся тем, что подпружиненные уплотнения соединены с пластиной по типу «выступ-паз».