Роторно-лопастной двигатель г.п.краюшкина

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к области двигателестроения и может найти применение при проектировании и производстве двигателей внутреннего сгорания. Сущность полезной модели заключается в том, что в предлагаемом роторно-лопастном двигателе, содержащем корпус, имеющий радиальные перегородки, установленный в корпусе с возможностью вращения вокруг своей оси ротор с радиальными лопастями, взаимодействующими с внутренней кольцевой поверхностью корпуса и с радиальными перегородками, а также уплотнения для герметизации зон контакта лопастей ротора с внутренней кольцевой поверхностью корпуса, радиальные перегородки выполнены в виде выдвижных створок, установленных в пазах, выполненных в теле корпуса, при этом внутренний объем корпуса разделен створками на две рабочие зоны - воздушную и топливную, а последние разделены лопастями на полости всасывания и сжатия воздуха и полости рабочего хода и выхлопа соответственно, причем каждая из указанных полостей снабжена впускным (выпускным) окном, а полость рабочего хода соединена упомянутым окном с предкамерой сгорания, которая выполнена в корпусе и снабжена системой синхронизации момента подачи воздуха в предкамеру сгорания с положением лопастей ротора и системой подготовки топливной смеси. Система синхронизации подачи воздуха в предкамеру сгорания содержит форсунку воздуха, соединенную с предкамерой сгорания, перепускной клапан и насос высокого давления, шток которого кинематически связан с эксцентриком на валу ведомой шестерни, которая связана цепной передачей с передаточным числом 1/2 с ведущей шестерней на валу двигателя. Ротор имеет поперечный фигурный разрез для компенсации износа торцевых стенок цилиндра и лопастей вала и для герметизации зон контакта торцевых стенок цилиндра с лопастями. Ротор

выполнен с внутренней полостью для охлаждающего масла. Створки снабжены системой подачи давления рабочей смеси для обеспечения прижима створок к лопастям давлением рабочих газов из полости рабочего хода, включающей в себя канал от полости рабочего хода до полостей у торцов створок, шток с проточкой, управляемый кулачком на ведомой шестерне, и насос для отделения топливных газов от воздуха, подаваемого на торцы створок. Предлагаемый роторно-лопастной двигатель обладает более высокой удельной мощностью и к.п.д. по сравнению с известными. Двигатель прост в эксплуатации и не требует дорогостоящей топливной аппаратуры благодаря примененной системе подготовки топливной смеси. Благодаря небольшим габаритам предлагаемый двигатель может найти применение в автомобилестроении, судостроении, мототранспорте, сельскохозяйственной технике, в передвижных электростанциях. 15 фиг., 5 з.л.ф.

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к области двигателестроения и может найти применение при проектировании и производстве двигателей внутреннего сгорания.

Известен роторный двигатель, содержащий корпус с рабочей полостью, двухвершинный ротор с большой и малой осями симметрии, установленный на эксцентриковом валу, уплотнительные элементы, расположенные в вершинах ротора и выполненные в виде пластин, шестеренную синхронизирующую передачу, неподвижная шестерня которой установлена на подшипнике эксцентрикового вала соосно с ним и сопряжена с шестерней внутреннего зацепления ротора, при этом диаметр неподвижной шестерни равен половине диаметра шестерни внутреннего зацепления, эксцентриситет эксцентрика вала составляет половину диаметра неподвижной шестерни, контур рабочей поверхности полости корпуса выполнен по конхоиде окружности, а окна впуска и выпуска расположены на боковой стенке корпуса и смещены от его плоскости симметрии в направлении вращения эксцентрикового вала, при этом уплотнительные элементы, выполненные в виде подпружиненных пластин, установлены в вершинах ротора с наклоном в сторону вращения, а торцевые части пластин в теле ротора соединены каналами с рабочими полостями, причем пластина, скользящая по набегающей кривой, соединена каналом с камерой большего объема, а пластина, скользящая по убегающей кривой, - с камерой меньшего объема, при этом в гранях ротора выполнены выемки, имеющие большее объемное смещение в сторону вращения ротора, а ребро выемки смещено на 10-15° относительно свечи накаливания в сторону вращения при нахождении ротора в верхней мертвой точке (патент РФ №2070969, кл. F 01 С 1/00, F 02 В 53/00, опубл. 27.12.97 г., бюл. №36).

Недостатком известного двигателя является его сложность и недостаточно высокая удельная мощность, возможность вибрации и то, что ротор работает в высоком температурном режиме, из-за чего резко падает срок его службы.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, имеющий радиальные перегородки, установленный в корпусе с возможностью колебательного движения вокруг своей оси ротор с радиальными лопастями, взаимодействующими с внутренней кольцевой поверхностью корпуса в зонах между его радиальными перегородками, при этом двигатель снабжен внутренним поясом радиальных уплотнений для герметизации кольцевой поверхности ротора в зонах между его радиальными лопастями относительно радиальных перегородок корпуса и внешним поясом радиальных уплотнений для герметизации кольцевых поверхностей радиальных лопастей ротора относительно внутренней кольцевой поверхности корпуса, а уплотнения внешнего пояса выполнены в виде установленных в продольных канавках внутренней кольцевой поверхности корпуса уплотнительных устройств, взаимодействующих с радиальными лопастями ротора, причем уплотнения внутреннего пояса выполнены в виде уплотнительных устройств, установленных в продольных канавках радиальных перегородок для взаимодействия с кольцевой поверхностью зон ротора между его радиальными лопастями (патент РФ №2107173, кл. F 02 В 53/00, опубл. 20.03.98 г., бюл. №8). Каждое уплотнительное устройство внутреннего и внешнего пояса образовано размещенной на днище соответствующей канавки пластинчатой пружиной и опирающейся на нее уплотняющей пластиной.

Недостатком известного двигателя является то, что удельная мощность двигателя известной конструкции будет невысокой из-за небольшого рабочего объема, а также невысокий к.п.д.

Задачей полезной модели является повышение удельной мощности двигателя и его к. п.д.

Поставленная задача решается в предлагаемом роторно-лопастном двигателе, содержащем корпус, имеющий радиальные перегородки, установленный в корпусе с возможностью вращения вокруг своей оси ротор с радиальными лопастями, взаимодействующими с внутренней кольцевой поверхностью корпуса и с радиальными перегородками, а также уплотнения для герметизации зон контакта лопастей ротора с внутренней кольцевой поверхностью корпуса, в котором радиальные перегородки выполнены в виде выдвижных створок, установленных в пазах, выполненных в теле корпуса, при этом внутренний объем корпуса разделен створками на две рабочие зоны: воздушную и топливную, а последние разделены лопастями на полости всасывания и сжатия воздуха и полости рабочего хода и выхлопа соответственно, причем каждая из указанных полостей снабжена впускным (выпускным) окном, а полость рабочего хода соединена упомянутым окном с предкамерой сгорания, которая выполнена в теле двигателя и снабжена системой синхронизации момента подачи воздуха в предкамеру сгорания с положением лопастей ротора и системой подготовки топливной смеси. Система синхронизации подачи воздуха в предкамеру сгорания содержит форсунку воздуха, соединенную с предкамерой сгорания, перепускной клапан и насос высокого давления, шток которого кинематически связан с эксцентриком на валу ведомой шестерни, которая связана цепной передачей с передаточным числом 1/2 с ведущей шестерней на валу двигателя. Ротор имеет поперечный фигурный разрез для компенсации износа торцевых стенок цилиндра и лопастей вала и для герметизации зон контакта торцевых стенок цилиндра с лопастями. Ротор выполнен с внутренней полостью для масляного охлаждения. Створки снабжены системой подачи давления рабочей смеси для обеспечения прижима створок к лопастям давлением рабочих газов из полости рабочего хода, включающей в себя канал от

полости рабочего хода до полостей у торцов створок, шток с проточкой, управляемый кулачком на ведомой шестерне, и насос для отделения топливных газов от воздуха, подаваемого на торцы створок.

Предлагаемая конструкция двигателя иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемого роторно-лопастного двигателя.

На фиг.2 - вид вала с торца.

На фиг.3 - сечение А-А вала на фиг.2.

На фиг.4 - сечение П-П вала на фиг.2.

На фиг.5 - вид цилиндра сбоку.

На фиг.6 - вид цилиндра сверху.

На фиг.7 - ступенчатый разрез В-В двигателя на 4)иг.9.

На фиг.8 - фигурный разрез Б-Б двигателя на фиг.7.

На фиг.9 - сечение Г-Г двигателя на фиг.7.

На фиг.10 - вид двигателя в сборе с валом.

На фиг.11 - векторная диаграмма сил, приложенных к лопасти.

На фиг.12 - диаграмма суммы уровней моментов сил, действующих на вал в зависимости от угла поворота лопастей.

На фиг.13 - продольный разрез форсунки воздуха.

На фиг.14 - разрез узла штока переключения давления газов на створки.

На фиг.15 - кинематика привода поршня насоса высокого давления и штока переключения давления газов на торцы створок.

Роторно-лопастной двигатель состоит из ротора, включающего в себя вал 52 с лопастями 51 и 53 (фиг.1, 2, 3), корпуса 12 цилиндрической формы (фиг.5, 6, 7), закрытого с торцевых сторон торцевыми стенками 54, 55 (фиг.6), прикрепленными к корпусу 12 болтами 70 (фиг.10). Болты 70 проходят через отверстия 56 (фиг.5, 7) в торцевых стенках 54, 55 и в корпусах подшипников 57 (фиг.10). Во всю длину корпуса 12 установлены радиально две выдвижные створки 7, 24 (фиг.1, 7), проходящие через окна 67 (фиг.6) в

корпусе 12. Створки 7, 24 делят объем корпуса 12 на две равные части, так как они упираются торцами в лопасти 51, 53 вала 52 (фиг.1, 7). Выдвижные створки 7, 24 прижимаются к лопастям 51, 53 пружинами 1, 27. Лопасти 51, 53 вершинами касаются внутренней цилиндрической поверхности корпуса и, проходя створки во время вращения вала по часовой стрелке, образуют полости 19, 11, 37, 41. Полости 11 и 19 образуют воздушную зону, а полости 37 и 41 образуют топливную зону. Эти зоны отделены друг от друга створками 7 и 24. По бокам корпуса 12 около окон 67 с обеих сторон имеются впускные (выпускные) окна 20, 10, 35, 21 (фиг.1, 5, 7). В полость 19 через окно 20 и трубу 22 всасывания засасывается воздух - полость всасывания. Из полости 11 - полости сжатия - сжимаемый воздух вытесняется через окно 10 и перепускной клапан 8 в систему синхронизации подачи воздуха в предкамеру 9 сгорания. Система синхронизации подачи воздуха в предкамеру 9 сгорания топлива включает в себя клапан 32, насос 29 высокого давления, шток которого кинематически связан с эксцентриком 48 на валу ведомой шестерни 47, которая связана цепной передачей с передаточным числом 1/2 с ведущей шестерней 49 на валу 52 двигателя, и форсунку 31 воздуха (фиг.1, 13, 15). Система синхронизации обеспечивает подачу сжатого воздуха в предкамеру 9 сгорания, после того как лопасть закроет окно 35 корпуса 12. Из предкамеры 9 сгорания (фиг.1, 7, 8) расширяющиеся газы через окно 35 поступают в полость 37 - полость рабочего хода. Из полости 41 выхлопа, через окно 21 (фиг.1, 7) и выхлопную трубу 23 отработанные газы вытесняются лопастями наружу. Вал 52 и лопасти 51, 53 имеют внутреннюю полость 14 (фиг.2, 3, 4) для масляного охлаждения ротора. Масло для охлаждения подводится к патрубку 62 (фиг.10) через масляный канал 69, отверстие 63 на валу, через полость 14 вала 52 и лопастей 51, 53, а отводится через такой же патрубок 62 на другом конце вала. На вершинах лопастей имеются канавки 16 (фиг, 1, 3), в которые вставлены пластины 18 уплотнения с изогнутыми пружинящими пластинами 17 для герметизации

места контакта вершин лопастей 51, 53 с внутренней поверхностью корпуса 12. Лопасти с валом имеют фигурный поперечный разрез 64 соединения 66, выполненного в виде шлицевого по периметру (фиг.3, 4), чтобы не пропускать сжатые газы через соединение, а для прочного сцепления частей вала друг с другом на одной половине вала имеются два прямоугольных выступа 65 (фиг.2, 3, 4), вставляемые в ответные пазы на другой половине вала. Разрез 64 предусмотрен для компенсации износа торцевых стенок лопастей и торцевых стенок корпуса 12 и для плотного прижатия их друг к другу. С двух сторон на валу 52 установлены пружины 60 (фиг.10), создающие усилия, направленные на растяжение лопастей 51, 53 для плотного прижатия торцевых стенок лопастей к торцевым стенкам корпуса. Пружины 60 установлены между наружными стенками масляных каналов 62, которые жестко закреплены на корпусе двигателя, и между шестернями 49, 59, жестко сидящими на валу ротора. На торцевой стенке 55 корпуса 12 имеется отверстие 36, соединенное трубопроводом 42 (фиг.1, 5) с нижней камерой 39 насоса 38. Верхняя камера насоса 38 соединена каналом, включающим в себя трубопровод 40, трубопровод 45 (фиг.1), с полостями 6, 26 у торцов створок 7, 24. Система подачи давления рабочей смеси из полости 37 рабочего хода корпуса в полости 6, 26 у торцов створок 7 и 24 для плотного прижима их к лопастям 51, 53 включает в себя отверстие 36 на торцевой стенке корпуса 12, канал из трубопроводов 42 и 45, насос 38 для отделения топливных газов от воздуха, подаваемого на торцы створок, шток 43 с проточкой 75, коромысло 15 (фиг.1, 15), кулачек 13 на ведомой шестерне 47. Насос 38 (фиг.1) введен для отделения расширяющихся газов от воздуха, поступающего в полости 6, 26 по трубопроводу 45, чтобы не пропускать через трубопровод 45 рабочие газы, от которых может осесть нагар на стенках трубопровода. В трубопроводе 42 (фиг.1) имеется шток 43, который предусмотрен для перекрытия расширяющихся газов после поворота лопастей 51, 53 от створки 7 на 90" и снятия высокого давления с

торцов створок 7, 24 и отвода газов наружу двигателя через проточку 75 (фиг.14) в штоке 43 и трубопровод 44. Шток 43 (фиг.1, 14, 15) приводится в движение от кулачкового выступа 13, занимающего полуокружность зубчатого колеса 47 зубчатой передачи. Между торцами створок 7, 24 и пазами в теле двигателя, в которых перемещаются радиально створки 7, 24, скользя по лопастям 51, 53 вала 52 (фиг.1, 7), образованы полости 6, 26. Полости 5, 25 расположены симметрично полостям 6, 26 на другой стороне створок 7, 24 (фиг.1, 7) и изолированы от них (фиг.1, 7). Полость 5 соединена с полостью 25 трубопроводом 46 (фиг.1, 7, 8), полость 6 соединена с полостью 26 трубопроводом 45. Полость 11 - сжатия соединена с системой подготовки топливной смеси, включающей в себя перепускной клапан 8, насос 29 высокого давления, перепускной клапан 32, форсунку воздуха 31 и форсунку топлива 33. Окно 10 через перепускной клапан 8 соединено трубопроводом 3 с верхней камерой 28 насоса 29 высокого давления и с перепускным клапаном 32 (фиг.1, 7, 9). Нижняя камера 30 насоса 29 высокого давления соединена трубопроводом с форсункой 31 воздуха, и перепускным клапаном 32 (фиг.1, 8). К предкамере 9 сгорания присоединены форсунка 31 воздуха, перепускной клапан 34, топливная форсунка 33. Из топливной форсунки топливо распыляется и на распыленную струю направлена струя сильно сжатого воздуха, от чего распыленная струя бомбардируется этим воздухом и хорошо перемешивается с ним и еще больше распыляется. Предкамера 9 сгорания топливной смеси выходит через окно 35 в корпусе 12 в полость 37 (фиг.1, 7, 8) рабочего хода. Поршень насоса высокого давления приводится в движения от цепной передачи с передаточным числом Уз. Ведущая шестерня 49 цепной передачи (фиг.1, 10, 15) жестко сидит на валу 52. На ведомой шестерне 47 имеется эксцентрик 48, с которым соединен шток поршня насоса 29 высокого давления. Движение поршня вниз начинается в момент, когда лопасти 7, 24 не доходят до створок на 15-5°, это достигается перестановкой зубьев

шестерни 47 с установкой эксцентрика 48 в верхней мертвой точке. Поршень насоса 29 высокого давления сделает движение вниз и поднимется вверх за половину оборота вала 52. Воздух для заполнения увеличивающихся объемов полостей 5, 25 при движении створок 7, 24 внутрь корпуса поступает через патрубок 71, через перепускной клапан 2 и трубопровод 4 (фиг.1, 9). Сжимаемый в полостях 5, 25 воздух, при движении створок 7, 24 во время их вытеснения лопастями 51, 53 из корпуса, поступает через трубопровод 4, перепускной клапан 34 в предкамеру 9 сгорания топливной смеси для "продувки" отработанных газов из предкамеры (фиг.1, 8). Для распыления топлива в предкамере 9 сгорания, топливо подводится от топливной аппаратуры (на чертежах не показана) через топливную форсунку 33 (фиг.1, 7).

С двух сторон вала 52 установлены подшипники 57 скольжения с вкладышами 61 (фиг.10). Подшипники 57 крепятся к торцевым стенкам 54, 55 корпуса 12. Вода для охлаждения корпуса подводится к патрубку 58, и пройдя полость двигателя, отводится через патрубок 68 (фиг.7).

Масло для смазки штоков насоса 29 высокого давления, клапанов 2, 8, 32, 34, форсунки 31 воздуха заливается через патрубок 50 (фиг.7). Перепускной клапан 8 открывается тогда, когда давление сжимаемого воздуха в полости 11 корпуса 12 превысит натяжение пружины перепускного клапана и подается это давление с торца клапана. Аналогично устроены и перепускные клапаны 2, 32, 34, но давление для открытия клапанов подводится сбоку клапанов (фиг, 1, 8, 9). Форсунка 31 воздуха (фиг.8) открывается тогда, когда давление воздуха для открытия подводится сбоку и превысит натяжение ее пружины, и, пройдя форсунку, выходит с ее торца, разделяясь на несколько струй. Регулировка усилия натяжения пружин для открытия клапанов и форсунки воздуха производится изготовителем.

Для регулирования натяжения пружины форсунки 31 воздуха имеются гайки 73,74, которые навинчиваются на шток форсунки воздуха (фиг.13). Для уплотнения створок 7, 24 со стенками пазов двигателя, по которым перемещаются створки, имеются канавки 72 в теле двигателя и в створках 7, 24 (фиг.7), в которые вставлены пластины уплотнения с пружинящими изогнутыми пластинами, аналогичными по устройству установленным в канавках 16 на вершинах лопастей пластинам 17,18 (фиг.3).

Предлагаемый роторно-лопастной двигатель работает следующим образом. При вращении лопастей 51, 53 вала 52 в корпусе 12 за половину их оборота одновременно идет всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп. За другую половину оборота вала цикл повторяется и достигается это тем, что объем цилиндрического корпуса 12 разделен на две зоны, образованные двумя створками 7, 24, перемещающимися радиально, скользя по поверхностям лопастей 51, 53. При движении лопастей от одной створки до другой по часовой стрелке образуются полости в корпусе 12. Полость 19 всасывания, начиная с нуля, увеличивается до максимального значения -половины всего объема цилиндра, там идет всасывание воздуха через окно 20 в корпусе 12. Полость 11, соответственно, уменьшается до нуля, там идет сжатие воздуха, который вытесняется из полости через окно 10 корпуса 12 в систему синхронизации подачи воздуха в предкамеру 9 через два перепускных клапана 8, 32, насос высокого давления 29 и форсунку 31 воздуха. Полость 37 рабочего хода увеличивается при повороте лопастей с нуля до максимального значения - половины объема всего цилиндра, там идет рабочий ход, т. к. через окно 35 из предкамеры 9 сгорания расширяющиеся газы поступают в полость 37, давят на лопасть 51 и вращают вал. Полость 41, соответственно, уменьшается до нуля, там идет выхлоп отработанных газов через окно 21 в корпусе 12.

При движении лопасти 53, начиная от створки 24, одновременно начинает движение вниз и поршень насоса 29 высокого давления и до

момента, когда продольная ось лопастей составит угол 90 градусов с продольной осью створок, сжимаемый воздух из полости 11 вытесняется через окно 10 и поступает через перепускной клапан 8 по трубопроводу 3 в верхнюю увеличивающуюся в объеме камеру 28 насоса 29 высокого давления. Сжимаемый воздух может поступать и в нижнюю камеру 30 насоса 29 высокого давления через клапан 32, но клапан 32 в это время закрыт, т.к. поршень насоса 29, двигаясь вниз, уменьшает объем камеры 30 и повышает давление в ней от того значения, что создалось ранее от сжатия воздуха в полости 11 корпуса 12. При повороте лопастей на угол от 90° до 180° поршень насоса 29 начнет подниматься вверх, сжимаемый воздух из полости 11 корпуса 12 будет поступать в нижнюю камеру 30, т.к. в нижней камере 30 создается разрежение воздуха, при этом клапан 32 открывается и воздух начинает поступать через клапан 32 в нижнюю камеру 30. Из верхней камеры 28 насоса высокого давления воздух будет также переходить в нижнюю камеру 30 по трубопроводу 3, через клапан 32. После того, как лопасть 53 дойдет до створки 7, сжатый воздух из полости 11 полностью вытеснится в нижнюю камеру 30 насоса 29 и воздух из верхней камеры 28 тоже перейдет в нижнюю. Давление в камере 30 будет максимальное, какое может создать лопасть при движении за время сжатия воздуха в полости 11. В момент, когда лопасть 51 дойдет до створки 7, а поршень насоса 29 начнет движение вниз, закроется клапан 32 и будет происходить дальнейшее повышение давления в камере 30. Это давление преодолеет натяжение пружины в форсунке 31 воздуха и, открыв ее клапан, сильно сжатый воздух будет поступать в предкамеру 9 сгорания до тех пор, пока поршень насоса 29 не дойдет до нижней мертвой точки и не выдавит весь сжимаемый воздух из камеры 30. Форсунка 31 воздуха открывается в тот момент, когда лопасть только что перекроет окно 35 корпуса 12. Для этого поршень насоса 29 должен начать движение вниз в момент, когда лопасть 51 на 15-5° не дойдет до створки 7, чтобы создать давление в камере 30 насосом 29 высокого

давления для открытия клапана форсунки 31 воздуха, за это время лопасть 51 дойдет до створки и закроет окно 35. Синхронизация моментов закрытия окна 35 и открытия клапана форсунки 31 воздуха достигается перестановкой зубьев шестерни 47 цепной передачи. Для этого нужно установить вал, не доходя лопастью 51 до створки 7 на 15-5°, эксцентрик 48 шестерни 47 цепной передачи нужно установить в верхней мертвой точке перестановкой зубьев на цепной передаче. Вывернуть форсунку 33 топлива и вместо нее ввернуть манометр. Ослабить натяжение пружины форсунки 31 воздуха выворачиванием гайки 74 на несколько оборотов и, вращая вал ротора, добиться появления наибольшего импульсного значения высокого давления в предкамере 9 сгорания, завинчиванием гайки 74 на штоке форсунки 31 воздуха. Законтрить гайку 74 гайкой 73. Когда лопасть 51 после перекрытия окна 35 повернется еще на 3-5°, подается топливо через топливную форсунку 33 в предкамеру 9 сгорания. Топливо распыляется форсункой 33 топлива, и на образованную струю поступает струя сильно сжатого воздуха из форсунки 31 воздуха, этот сжатый воздух, бомбардируя распыленную форсункой топлива струю, еще больше распыляет ее и интенсивно смешивает с воздухом.

Полученная топливная смесь воспламенится и горит. Время горения смеси увеличивается, т.к. еще продолжается поступление сжатого воздуха, поэтому топливо сгорает полностью в предкамере 9 сгорания. Расширяющиеся рабочие газы поступают в рабочую полость 37 и давят на лопасть. При разложении сил из векторной диаграммы (фиг.11, 12) видно, что в момент взрыва три вектора сил F1, F2, F3 из четырех направлены на лопасть. Вектора -F1, -F2, -F3 противоположного направления давят на створку 7 и корпус цилиндра 12. От взаимодействия лопасти со створкой и корпусом цилиндра 12 создается вращающийся момент лопасти, который является и вращающимся моментом вала 52. Этот момент совершает работу в направлении А (фиг.11). Из векторов сил (фиг.11) видно, что нет

сил, направленных на ось ротора и корпус цилиндра по одной линии, а это значит, что во время воспламенения топлива не возникнут ударные нагрузки на вал двигателя, и не будет большого трения в подшипниках вала.. Момент сил при давлении на лопасть начинается с большого рычага и увеличивается с открытием створкой 7 площади лопасти, на которую давят расширяющиеся газы. Сумма моментов сил, близкая к максимальной, начинается с 10-20 градусов угла поворота лопастей и продолжается до 160-170 градусов угла поворота лопастей. Сумма моментов сил в зависимости от угла поворота лопастей показана на графике (фиг.12). После поворота лопастей на угол 120 градусов створкой 7 открывается другая лопасть, момент приложенных на нее сил будет отрицателен моменту вращения вала, от чего сумма моментов сил на вращение будет падать до 180°. Из графика приложенных моментов сил видно, что КПД двигателя составляет 70-80%. Лопасть 51, дойдя до створки 24, откроет окно 21. Давление в полости 37 сбросится. Сбросится высокое давление и в предкамере 9 сгорания, т.к. окно 21 корпуса 12 шире других окон 10, 20, 35 корпуса. Вершины лопастей 51, 53, находясь на линии створок 7, 24, не перекроют одновременно окна 21 и 35, значит, сбрасывается высокое давление и в предкамере 9 сгорания. От сброшенного давления в предкамере 9 создается условие для открытия клапана 34, так как створки 7, 24. находясь в выдавленном положении, торцами сжали воздух в полостях 5, 25. который вытесняется и по трубопроводу 4 через открывшийся клапан 34 поступает в предкамеру 9 сгорания для продувки отработанных газов из предкамеры 9. Другая лопасть, прошедшая створку 7, начнет выталкивать отработанные газы из полости 41 через окно 21 и выхлопную трубу 23 с одной стороны лопасти, а с другой стороны лопасти также начнется рабочий ход следующего цикла.

При большой скорости вращения лопастей створки 7, 24 могут быть "выбиты" по инерции или отстать с прижатием к лопастям во время отхода лопасти от створок и этим нарушится работа двигателя из-за перехода газов

из одной полости цилиндра в другую. Чтобы этого не произошло, предусмотрена система подачи давления рабочей смеси для обеспечения прижима створок к лопастям давлением рабочих газов из полости рабочего хода на торцы створок 7, 24. Лопасть 51, пройдя окно 35, откроет отверстие 36 на торцевой стенке 55 корпуса 12, и газы из предкамеры 9 сгорания будут поступать через отверстие 36, трубопровод 42, в нижнюю камеру 39 насоса 38 и сильно надавят на поршень 38. Из верхней камеры насоса 38 сильно сжатый воздух выйдет через трубопроводы 40, 45 и поступит в полости 6, 26, сильно надавит на торцы створок 7, 24, которые прижмутся к лопастям, тем самым створки будут постоянно прижиматься к ним и не отстанут от них с прижатием при прохождении лопастей с большой скоростью. Чтобы снять высокое давление во время вытеснения створок лопастями из цилиндра 12 после 90° вращения вала, на ведомом зубчатом колесе подойдет кулачковый выступ 13, занимающий полуокружность колеса 47, и коромысло 15 передвинет шток 43, который перекроет трубопровод 42. Рабочие газы из полости 37 через отверстие 36 не будут поступать к поршню 38 насоса. Нижняя камера 39 насоса будет соединена с трубопроводом 44 через проточку 75 в штоке 43 и воздух выйдет наружу, вытесняясь поршнем 38 от действующей пружины насоса и выходящим воздухом из уменьшающихся полостей 6, 26, вытесняемым створками 7, 24 при вращении лопастей.

Створки 7, 24 будут прижиматься к лопастям пружинами 1, 27, а чтобы не "выбило" створки из корпуса, проточка 75 в штоке 43 выполняется такого сечения, чтобы выдавливаемый воздух при большой скорости вращения вала не успевал выходить из нижней камеры насоса 38, при этом будет создаваться высокое давление в конце вытеснения створок из корпуса, которое будет работать как "амортизатор", от чего створки не "выбьет" из корпуса. Воздух, сжимаемый в полостях 5, 25 торцами створок 7, 24, вытесняемых лопастями 51, 53, для продувки предкамеры 9 сгорания, также

будет являться амортизатором для створок во время их вытеснения лопастями из корпуса 12, так как этот сжатый воздух выйдет из полостей 5, 25 через клапан 34 только тогда, когда створки и лопасти будут на одной осевой линии и когда сбросится давление в полости рабочего хода для продувки предкамеры сгорания, т.е. когда движение створок на вытеснение прекратится.

Предлагаемый роторно-лопастной двигатель обладает более высокой удельной мощностью и к.п.д. по сравнению с известными. Двигатель прост в эксплуатации и не требует дорогостоящей топливной аппаратуры благодаря примененной системе подготовки топливной смеси. Благодаря небольшим габаритам предлагаемый двигатель может найти применение в автомобилестроении, судостроении, мототранспорте, сельскохозяйственной технике, в передвижных электростанциях.

1. Роторно-лопастной двигатель, содержащий корпус, имеющий радиальные перегородки, установленный в корпусе с возможностью вращения вокруг своей оси ротор с радиальными лопастями, взаимодействующими с внутренней кольцевой поверхностью корпуса и с радиальными перегородками, а также уплотнения для герметизации зон контакта лопастей ротора с внутренней кольцевой поверхностью корпуса, отличающийся тем, что радиальные перегородки выполнены в виде выдвижных створок, установленных в пазах, выполненных в теле корпуса, при этом внутренний объем корпуса разделен створками на две рабочие зоны: воздушную, состоящую из полостей всасывания и сжатия воздуха, и топливную, состоящую из полостей рабочего хода и выхлопа, причем каждая из указанных полостей снабжена впускным (выпускным) окном, а полость рабочего хода соединена упомянутым окном с предкамерой сгорания, которая выполнена в теле двигателя и снабжена системой синхронизации момента подачи воздуха в предкамеру сгорания с положением лопастей ротора и системой подготовки топливной смеси.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что система синхронизации подачи воздуха в предкамеру сгорания содержит форсунку воздуха, соединенную с предкамерой сгорания, перепускной клапан и насос высокого давления, шток которого кинематически связан с эксцентриком на валу ведомой шестерни, которая связана цепной передачей с передаточным числом 1/2 с ведущей шестерней на валу двигателя.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что ротор имеет поперечный фигурный разрез для компенсации износа торцевых стенок цилиндра и лопастей вала и для герметизации зон контакта торцевых стенок цилиндра с лопастями.

4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что ротор выполнен с внутренней полостью для масляного охлаждения.

5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что створки снабжены системой подачи давления рабочей смеси для обеспечения прижима створок к лопастям давлением рабочих газов из полости рабочего хода, включающей в себя канал от полости рабочего хода до полостей у торцов створок, шток с проточкой, управляемый кулачком на ведомой шестерне, и насос для отделения топливных газов от воздуха, подаваемого на торцы створок.

6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что система подготовки топливной смеси содержит два перепускных клапана, насос высокого давления, форсунку воздуха и топливную форсунку.