Поршень роторного двигателя
Поршень роторного двигателя используется для преобразования энергии сгоревшего топлива в механическую энергию в роторном двигателе внутреннего сгорания. Форма Поршня получена путем соединения трех сегментов кругов разного диаметра. Поршень имеет центр вращения. По все длине рабочей поверхности могут быть нанесены мелкие зубья. Основу геометрии поршня составляют три части окружностей имеющих следующие параметры: Сегмент «а». Радиус 47,5 h; длина 149,23 h. Сегмент «b». Радиус 29,88 h; длина77,25 h. Сегмент «с». Радиус 109.1 h; длина 77.25 h. h - любые единицы измерения. При изменении величины поршня, размеры сегментов увеличиваются или уменьшаются пропорционально. Толщина поршня зависит от задаваемого объема двигателя. Поршень может быть выполнен из материалов с очень низкой теплопроводностью например керамика либо тугоплавкие сплавы.
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к конструкции поршня для роторного двигателя внутреннего сгорания.
Уровень техники
Представленная полезная модель поршня роторного двигателя выполняет те же функции что и поршень 4-х тактного двигателя внутреннего сгорания. Поршень передает энергию сгоревшего топлива посредствам кривошипно-шатунного механизма в крутящий момент коленчатого вала. Среди преимуществ роторного двигателя, в целом, над 4-х тактным двигателем можно выделить:
низкий уровень вибраций, отсутствие возвратно-поступательных движений, высокая удельная мощность (КПД), относительно не большие массогабаритные параметры, меньшее число используемых деталей (отсутствует коленчатый вал, шатуны).
В качестве аналога полезной модели можно назвать несколько модификаций поршней роторного двигателя.
Роторно-поршневой двигатель Ванкеля (источник информации интернет-сайт: http://ru.wikipedia.org). Конструкция поршня позволяет передавать энергию сгоревшего топлива непосредственно в крутящий момент вала с которым входит в зацепление поршень. Сама модель роторного двигателя позволяет исключить возвратно поступательные движения, которые присущи 4-х тактным двигателям и тем самым избавиться от ряда недостатков 4-х тактных двигателей. Поршень роторного двигателя Ванкеля отличается от представленной полезной модели геометрически, однако выполняет те же функции передачи энергии сгоревшего топлива. Полезная модель отличается от поршня роторного двигателя Ванкеля более простым исполнением. Трехгранный ротор, применяемый в роторно-поршневом двигателе Ванкеля может быть заменен на описываемый поршень роторного двигателя.
В качестве наиболее близкого аналога полезной модели можно назвать поршень объемной зубчатой машины (авторы Оглобин М.П., Рево В.Д., Стасевич М.Н., Шальянов В.И., авторское свидетельство SU 340788 A1, F04C 17/12, 1972 (1)).
Раскрытие полезной модели.
В результате применения данной полезной модели и соответственно всех ее признаков в совокупности, достигается определенный технический результат, который за счет энергии сгоревшего топлива создает крутящий момент вала, на котором закреплен сам поршень, обеспечивающий работу двигателя, основанного на данном виде поршня. Поршень, имеющий форму трех сегментов в виде объединенных кругов разного диаметра закрепляется непосредственно на вал, по центру вращения что позволяет исключить дополнительные приспособления (кривошипно-шатунного механизма) для передачи энергии непосредственно валу. По всей поверхности поршня могут быть нанесены мелкие зубья, которые помогают избежать эффекта трения и преждевременного износа поршня. Эффект от применения поршня роторного типа достигается в случае выполнения у поршня «лопасти». В данной полезной модели функцию «лопасти» выполняет сегмент «b» на который приходится основное давление газов при сгорании топлива в камере сгорания двигателя, в результате чего достигается эффект преобразования энергии сгоревшего топлива в крутящий момент вращения вала. Энергия сгоревшего топлива, толкая поршень, вращает вал, на котором закреплен сам поршень. Особенностью описываемого поршня является то, что сегмент «а» является самым большим из обозначенных сегментов и превышает длину сегментов «b» и «с», а сегменты «b» и «с» в свою очередь должны быть равными между собой по длине, независимо от объема двигателя. Параметры сегментов «а» и «с» подобранны таким образом, чтобы исключить заклинивание между другими элементами двигателя при вращении поршня. Именно такая форма сегментов (фиг.3) позволяет за счет энергии сгоревшего топлива достичь последовательное вращение вала, на котором закреплен сам поршень для создания крутящего момента и передать энергию сгоревшего топлива на вал, запускающий в действие двигатель, основанный на данном виде поршня. Для увеличения или уменьшения рабочего объема камеры сгорания двигателя основанного на данной полезной модели необходимо либо увеличить, либо уменьшить толщину поршня. Величина поршня так же может быть изменена путем увеличения или уменьшения сегментов самого поршня. Еще одной особенностью данной полезной модели является то, что поршень может быть выполнен из материалов с очень низкой теплопроводностью, например керамики или тугоплавких сплавов, что поможет продлить срок эксплуатации поршня.
Соотношение основных параметров (радиусов окружностей и длин сегментов, из которых состоит поршень) позволяет наиболее эффективно обеспечить использование энергии сгоревшего топлива.
Параметры поршня:
| Сегмент «а». | Сегмент «b». | Сегмент «с». |
| Радиус 47,5 h; | Радиус 29,88 h; | Радиус 109.1 h; |
| длина 149,23 h. | длина 77,25 h. | длина 77.25 h. |
Где h - любые единицы измерения.
Признаки поршня роторного двигателя:
1. Форма поршня получена путем соединения трех сегментов-кругов разного диаметра;
2. Поршень имеет центр вращения;
3. По всей длине рабочей поверхности могут быть нанесены мелкие зубья;
4. За основу взяты параметры сегментов «а», «b», «с», при изменении величины поршня, размеры сегментов-кругов разного диаметра увеличиваются или уменьшаются пропорционально;
5. Толщина поршня зависит от задаваемого рабочего объема камеры сгорания двигателя, основанного на данном виде поршня;
6. Поршень может быть выполнен из материалов с очень низкой теплопроводностью, например керамики либо тугоплавких сплавов.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 представлен внешний вид поршня. На фиг.2 представлен вид сверху на поршень, выполненный с зубьями на рабочей поверхности. На фиг.3 представлен вид сверху на поршень с обозначенными параметрами сегментов.
Осуществление полезной модели.
В результате оценки возможности работы двигателя внутреннего сгорания, основанного на описываемом типе поршня, получен вывод о том, что технический результат работы поршня достижим и подтверждается это нижеследующим.
Данная конфигурация поршня позволяет исключить кривошипно-шатунный механизма при передаче энергии сгоревшего топлива непосредственно валу, на котором закреплен сам поршень. Поршень вращается вместе с валом по оси вращения. Сегмент «b» в данной полезной модели выполняет функцию «лопасти». На данный сегмент приходится основное давление газов при сгорании топлива в камере сгорания двигателя.
Признаки поршня роторного двигателя:
1. Форма поршня получена путем соединения трех сегментов-кругов разного диаметра;
2. Поршень имеет центр вращения;
3. По всей длине рабочей поверхности могут быть нанесены мелкие зубья;
4. При изменении величины поршня, размеры сегментов-кругов разного диаметра увеличиваются или уменьшаются пропорционально;
5. Толщина поршня зависит от задаваемого рабочего объема камеры сгорания двигателя, основанного на данном виде поршня;
6. Поршень может быть выполнен из материалов с очень низкой теплопроводностью, например керамики либо тугоплавких сплавов.
Данная полезная модель применима к роторному двигателю, имеющему ряд особенностей камеры сгорания в которой вращается поршень. Наиболее близким аналогом полезной модели можно считать поршень объемной зубчатой машины (авторы Оглобин М.П., Рево В.Д., Стасевич М.Н., Шальянов В.И., авторское свидетельство SU 340788 Al, F04C 17/12, 1972 (1)). Данная полезная модель может использоваться в роторных двигателях внутреннего сгорания конструктивно схожих с указанной объемной зубчатой машиной, описанной по а.с. (1). Применяемый в объемной зубчатой машине ротор по а.с. (1) может быть заменен на описываемый поршень роторного двигателя и за счет энергии сгоревшего топлива, которая толкает поршень, достигается эффект вращения вала на котором закреплен поршень.
Источники информации, принятые во внимание:
1. Оглобин М.П., Рево В.Д., Стасевич М.Н., Шальянов В.И., авторское свидетельство SU 340788 A1, F04C 17/12, 1972 (1);
2. «Роторно-поршневой двигатель Ванкеля» - интернет-сайт: http://ru.wikipedia.org
1. Поршень роторного двигателя, отличающийся тем, что форма поршня получена путем соединения трех сегментов кругов разного диаметра и при изменении величины поршня размеры сегментов увеличиваются или уменьшаются пропорционально.
2. Поршень роторного двигателя по п.1, отличающийся тем, что поршень имеет центр вращения.
3. Поршень роторного двигателя по п.1, отличающийся тем, что толщина поршня зависит от задаваемого объема двигателя.
4. Поршень роторного двигателя по п.1, отличающийся тем, что по всей длине рабочей поверхности могут быть нанесены мелкие зубья.
5. Поршень роторного двигателя по п.1, отличающийся тем, что поршень может быть выполнен из материалов с очень низкой теплопроводностью, например керамики, либо тугоплавких сплавов.
