Автоэквидистантальное роторно-поршневое устройство

Область применения: двигатели, компрессоры, насосы. Прототип: двигатель Ванкеля. Устройство включает неподвижный статор с внутренней рабочей поверхностью, плоскоподвижный ротор с внешними автоэквидистантными рабочими контурами, механизм герметизирующего уплотнения между ротором и статором, и механизм позиционирования ротора относительно статора. Позиционирование осуществляется обкатыванием несущим ободом ротора опорных катков, свободно вращающихся на неподвижных осях. Герметизирующее уплотнение включает систему пластин в пазах на радиальной рабочей поверхности статора и на торцовых плоскостях ротора. Устройство осуществляет синтез двух рабочих полостей с циклически синхронно переменными объемами при постоянном суммарном объеме. Технический результат - повышение надежности и снижение контактных давлений радиальных пластин уплотнения, исключение вредных нагрузок на опорные элементы конструкции, увеличение крутящего момента ротора. Независимых пп.формулы 1, графических иллюстраций 10.

Изобретение предназначено для применения в двигателях (например, в двигателях внутреннего сгорания), в компрессорах, в насосах.

Техническая задача, решаемая с помощью предлагаемого устройства, - кинематический синтез замкнутой рабочей полости с циклическим непрерывным монотонным изменением рабочего объема. Известное решение этой задачи - устройство, включающее неподвижный корпус (цилиндр), подвижный поршень и механизм герметизирующего уплотнения между поршнем и корпусом, при этом изменение рабочего объема осуществляется путем позиционирования поршня относительно корпуса с помощью кинематически связанного с поршнем механизма, который обычно выполняет еще функции синхронизации рабочего процесса и отбора (в двигателе) или подвода (в компрессоре, насосе) мощности.

Известен рабочий цилиндр с возвратно-поступательным движением поршня, применяемый в поршневых двигателях внутреннего сгорания (В.П.Алексеев, В.Ф.Воронин и др.. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. М. Машиностроение. 1990., стр.5) и компрессорах.

Недостаток данного устройства - неравномерность возвратно-поступательного движения поршня: скорость поршня циклически изменяется от нуля в точке возврата до определенного максимума и, обратно, - до нуля в парной точке возврата. В результате возникают инерционные силы, также циклически (с частотой рабочего цикла) изменяющиеся по величине и направлению и генерирующие вынужденные упругие колебания, что приводит к проблеме динамического уравновешивания возвратно-поступательно движущихся масс и к проблеме профилактики разрушающих резонансных явлений. В конечном итоге эти проблемы компромиссно решаются за счет уменьшения номинальной мощности устройства.

Наиболее близко к предлагаемому автоэквидистантальному роторно-поршневому устройству стоит известное циклоидальное роторно-поршневое устройство (прототип), применяемое в двигателях внутреннего сгорания Ванкеля (В.П.Алексеев, В.Ф.Воронин и др.. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. М. Машиностроение. 1990., стр.253-260). Это устройство представляет собой плоский механизм, включающий корпус-статор, поршень-ротор, механизм герметизирующего уплотнения между ротором и статором и механизм позиционирования ротора относительно статора. Внешняя рабочая поверхность ротора имеет вид прямой правильной призмы с криволинейными цилиндрическими гранями и ребрами-образующими, перпендикулярными плоскости движения; рабочий контур (линия пересечения рабочей поверхности с плоскостью движения) ротора имеет вид правильного многоугольника с криволинейными сторонами. Ротор движется планетарно: геометрическая ось ротора вращается вокруг центральной геометрической оси устройства (перпендикулярно плоскости движения) и, синхронно, сам ротор вращается вокруг своей геометрической оси. Внутренняя рабочая поверхность статора включает радиальную цилиндрическую поверхность с образующими, перпендикулярными плоскости движения, и две закрывающие плоские торцовые рабочие поверхности, параллельные плоскости движения. Кинематическая огибающая вершин рабочего контура ротора является эпитрохоидой (укороченная эпициклоида). Рабочий контур ротора определяется как кинематическая огибающая этой эпитрохоиды, а рабочий контур статора - как замкнутая кривая, эквидистантная (вовне, на величину технологического допуска) той же эпитрохоиде. Механизм герметизирующего уплотнения включает радиальные и торцовые пластины, устанавливаемые на плоских пружинах (эспандерах) в пазах на рабочей поверхности ротора: радиальные - по образующим-ребрам, а торцовые - по периметру торцовых плоскостей ротора.

Так, в данном устройстве, осуществляется синтез рабочих полостей с непрерывно циклически монотонно изменяющимся объемом, каждая из которых ограничена: с одной стороны рабочей поверхностью статора, а с другой - гранью рабочей поверхности ротора. В процессе работы эти рабочие полости перемещаются по рабочей поверхности статора вместе с замыкающими рабочими гранями ротора. Механизм позиционирования включает эксцентриковый вал, соосный с центральной геометрической осью устройства и обеспечивающий планетарное движение ротора, и механизм синхронизации в виде двух сцепленных круглых зубчатых колес, одно из которых, шестерня меньшего радиуса, с внешним зацеплением, установлена неподвижно в теле статора соосно с центральной осью устройства, а другое - большего радиуса, с внутренним зацеплением, жестко установлено в теле ротора соосно с осью вращения. В процессе движения большое колесо, обкатывая малую шестерню, обеспечивает поворот ротора, свободно посаженного на подшипнике в эксцентрике, на определенный угол, синхронно с поворотом эксцентрикового вала. При этом рабочие радиусы колес должны относиться как целые числа, отличающиеся на единицу.

Недостаток прототипа - неблагоприятные кинематика и динамика взаимодействия радиальных пластин уплотнения с радиальной рабочей поверхностью статора: в процессе планетарного движения ротора непрерывно циклически изменяется угол между плоскостью радиальной пластины уплотнения и радиальной рабочей поверхностью статора; поэтому контактные кромки радиальных пластин уплотнения скругляют и герметизирующий контакт возможен только по линии-образующей радиальной рабочей поверхности статора; при этом возникают значительные контактные давления, обусловленные переменными центробежными силами инерции ротора и приводящие к быстрому износу радиальной рабочей поверхности статора и контактных кромок радиальных пластин уплотнения,

что предопределяет необходимость применения специальных износостойких материалов и ограничивает номинальное максимальное давление в рабочих полостях и, как следствие, номинальную мощность устройства.

Другой недостаток прототипа - неблагоприятная динамика взаимодействия ротора с механизмом позиционирования и отбора мощности в двигателе Ванкеля: в начальный период такта расширения, когда рабочий объем рабочей полости близок к минимуму, а давление рабочего тела быстро нарастает до максимума, угол между линией действия результирующей силы давления рабочего тела на рабочую поверхность ротора и линией, проходящей через ось эксцентрикового вала и ось эксцентрика, близок к нулю, что приводит к вредным ударным нагрузкам на опорные подшипники эксцентрикового вала и ротора на эксцентрике.

Предлагаемое автоэквидистантальное роторно-поршневое устройство аналогично прототипу представляет собой плоский механизм, обеспечивающий кинематический синтез замкнутых рабочих полостей с циклически непрерывно монотонно изменяемым рабочим объемом и включающий корпус-статор, поршень-ротор, механизм герметизирующего уплотнения между статором и ротором и механизм позиционирования ротора относительно статора.

Технический результат предлагаемого изобретения:

1. повышение надежности и снижение избыточных контактных давлений радиальных пластин герметизирующего уплотнения между рабочими поверхностями статора и ротора;

2. исключение вредных нагрузок на опорные элементы устройства от сил давления рабочего тела в рабочих полостях;

3. компенсирующее противодействие центробежным силам инерции ротора;

4. увеличение крутящею момента, создаваемого ротором в процессе работы устройства.

Этот результат достигается тем, что:

1. используется ротор с радиальной рабочей поверхностью, пересечение которой с любой плоскостью движения (рабочий контур) является овалом постоянной ширины (Шикин Е.В., Франк-Каменецкий М.М., Кривые на плоскости и в пространстве, М., ФАЗИС, 1997, стр.50, 51);

2. механизм позиционирования ротора относительно статора включает несущий обод ротора с опорными дорожками и опорные катки, свободно вращающиеся на неподвижных осях; опорные дорожки располагаются на внутренней поверхности несущего обода, рабочие контуры опорных дорожек в любом сечении плоскостью движения эквидистантны (Шикин Е.В., Франк-Каменецкий М.М., Кривые на плоскости и в пространстве, М., ФАЗИС, 1997, стр.53) вовнутрь рабочему контуру ротора в этой же плоскости; опорные катки устанавливаются попарно в распор изнутри обода ротора касательно сопряженно опорным дорожкам; неподвижные оси вращения катков располагаются в диаметральной плоскости, проходящей через центральную ось устройства перпендикулярно плоскости движения; позиционирование ротора относительно статора осуществляется путем обкатывания опорных катков опорными дорожками несущего обода;

3. радиальная рабочая поверхность статора эквидистантна вовне, на величину технологического допуска, кинематической огибающей радиальной поверхности ротора;

4. механизм герметизирующего уплотнения между рабочими поверхностями ротора и статора включает радиальные и торцовые пластины уплотнения, устанавливаемые в пазах на рабочих поверхностях ротора и статора; радиальные пластины уплотнения располагаются на статоре перпендикулярно плоскости движения ротора, вокруг диаметральной плоскости, проходящей через оси парных опорных катков; торцовые пластины уплотнения располагаются на торцовых плоскостях ротора эквидистантно периметрам радиальной рабочей поверхности ротора;

5. рабочие поверхности статора и ротора обеспечивают синтез двух рабочих полостей с циклическим синхронным непрерывным монотонным изменением рабочих объемов при постоянном суммарном объеме;

Для корректности вышеописанной конструкции радиусы окружностей-рабочих контуров опорных катков должны быть меньше наименьшего радиуса кривизны сопряженного рабочего контура опорной дорожки.

Принципиальные схемы предлагаемого автоэквидистантального устройства представлены на фиг.1, 2.

Описание иллюстраций к изобретению.

Фиг.1, 2: принципиальные схемы предлагаемого устройства,

фиг.1 - с треугольным ротором, фиг.2 - с пятиугольным ротором;

1 - ротор, несущий обод ротора; 2 - статор; 3 - опорные катки;

4 - опорная дорожка; 5 - радиальные уплотнения; 6 - рабочие полости;

7 - траектория движения геометрического центра ротора.

Фиг.3-5: синтез правильных автоэквидистант с непрерывной кривизной; исходная эволюта - гипоциклоида (Шикин Е.В., Франк-Каменецкий М.М., Кривые на плоскости и в пространстве, М., ФАЗИС, 1997, стр.81-83) с отношением производящих радиусов 3/1 (фиг.1, 2) и 5/2 (фиг.3); фиг.3 - один (первый) шаг построения, d - длина ветви эволюты-гипоциклоиды, длина развертывающего отрезка D=r+d+r,r>О, 1, 2 - результат эвольвентной развертки ветви гипоциклоиды; фиг.4, 5: правильные («гипоциклоидные») автоэквидистанты (фиг.4 - треугольная, фиг.6, 7 - пятиугольная), результаты построения.

Фиг.6-9: синтез правильных полиокружностей;

фиг.6, 7 - треугольная, фиг.8, 9 - пятиугольная правильные полиокружности; фиг.6, 8: один (первый) шаг построения, d - длина длинной диагонали в правильном многоугольнике центров кривизны, r(>0)HR=d+r- малый и большой производящие радиусы; 1, 2 - пара дуг окружностей - результат эвольвентной развертки центра кривизны правильной полиокружности; фиг.7, 9: правильные полиокружности - результаты построения.

Фиг.10: к анализу кинематики и динамики предлагаемого устройства;

О - мгновенный центр вращения, М - геометрический центр правильной полиокружности-рабочего контура ротора,

- угол поворота ротора;

UV - диаметр рабочего контура ротора, соединяющий точки контакта с радиальными пластинами уплотнения,

АВ - положение диаметра UV в результате поворота ротора;

V и p - текущие объем и давление рабочего тела в рабочей полости,

F_p - результирующая сил давления p на радиальную рабочую поверхность ротора по периметру AVB (линия действия проходит через точку М перпендикулярно диаметру АВ, направление действия - от М к АВ),

F_B - результирующая сил давления p на радиальную рабочую поверхность ротора по периметрам UA и VB (линия действия проходит через точку О по биссектрисе секторов AOU и VOB, направление действия - от О к VB),

N - точка пересечения линий действия сил F _p и F_B,

F_O , F_T - радиальная (по линии NO) и тангенциальная (по линии из точки N перпендикулярно радиусу ON) составляющие разложения силы F_p.

Овалы постоянной ширины. Автоэквидистанты. Полиокружности. Правильные автоэквидистанты. Правильные полиокружности. Синтез правильных автоэквидистант.

1. По определению, овал - плоская простая замкнутая регулярная кривая, кривизна которой в каждой точке не равна нулю; ширина овала в точке - расстояние между параллельными касательными к овалу в данной и в противоположной точках овала (точка овала, противоположная данной точке овала, существует и однозначно определена).

В овале постоянной ширины отрезок прямой, соединяющий взаимно противоположные точки, (диаметральный отрезок) перпендикулярен параллельным касательным к овалу в этих точках, т.е. является частью общей нормали в данных точках. При этом длина диаметрального отрезка (диаметр овала), по определению, постоянна и равна ширине, одинаковой во всех точках, овала; центры кривизны, определенные для взаимно противоположных точек овала, совпадают, и общий центр кривизны располагается на соответствующем диаметральном отрезке, так что сумма радиусов кривизны, определенных для взаимно противоположных точек овала постоянной ширины, постоянна и равна диаметру овала.

Далее вместо термина овал постоянной ширины используется более короткий термин автоэквидистанта, трактуемый как плоская простая замкнутая регулярная выпуклая кривая, эквидистантная самой себе.

2. Автоэквидистанта, в общем случае, состоит из вершин, т.е. точек с локально экстремальным (минимальным или максимальным) радиусом кривизны, и дуг, соединяющих эти вершины. При этом возможны случаи, когда вершины объединяются в непрерывную дугу - протяженную вершину (термин автора). Составляющие такую дугу вершины имеют общий центр кривизны. Следовательно, протяженная вершина является дугой окружности (с центром в соответствующем центре кривизны). Автоэквидистанта может не иметь изолированных вершин. Такие автоэквидистанты, «составленные» только из протяженных вершин, далее именуются полиокружностями.

3. Автоэквидистанты с бесконечным числом вершин неконструктивны. Поэтому в последующем тексте изложения термин автоэквидистанта будет обозначать автоэквидистанту с конечным числом вершин. Существует множество форм и способов построения автоэквидистант. Выбор формы автоэквидистант для синтеза рабочей радиальной поверхности ротора предлагаемого устройства обусловлен вышеуказанной функцией изменения рабочего объема рабочих полостей; правильный выбор обеспечивают правильные (термин автора) автоэквидистанты.

Правильная автоэквидистанта имеет вид правильного многоугольника, в котором стороны и вершины заменены последовательно (касательно) сопряженными выпуклыми дугами; при этом фигура, получаемая в результате такой операции замены, должна быть конгруэнтно инвариантной при любой (в прямом и обратном порядке) последовательной перенумерации вершин исходного правильного многоугольника. Это значит, что при совмещении одноименных (с одним и тем же номером) вершин исходного многоугольника, с исходной последовательной нумерацией вершин, и (идентичного) экземпляра многоугольника, с последовательно перенумерованными вершинами, соответствующие экземпляры фигур-автоэквидистант также будут совмещены. При перенумерации в обратном порядке с исходной фигурой совмещается ее зеркальный образ.

3. Синтез правильных автоэквидистант осуществляется путем эвольвентной развертки заданной эволюты.

Эволюта правильной автоэквидистанты с непрерывной кривизной имеет вид правильной звезды с нечетным числом вершин, в которой каждая вершина соединена с двумя смежными противоположными вершинами, при этом форма соединяющих дуг (ветвей) обусловлена тремя факторами:

1) вогнутость дуг (к геометрическому центру звезды),

2) соприкасание дуг в точке схождения (точка возврата эволюты),

3) конгруэнтная инвариантность звезды при любой (в прямом и обратном порядке) последовательной перенумерации вершин.

Эвольвентную развертку производят, последовательно «обкатывая» ветви эволюты отрезком прямой с длиной, большей, чем длина ветви; при этом средняя точка отрезка в процессе «обкатки» должна пройти через («обкатать») среднюю точку ветви. Результат эвольвентной развертки одной ветви эволюты - две траектории концов развертывающего отрезка, обозначающие пару противоположных фрагментов синтезируемого объекта. Описанный способ проиллюстрирован на фиг.3-5.

Фиг.6-9 иллюстрируют способ синтеза правильных полиокружностей. Правильная полиокружность является вырожденной автоэквидистантой: эволюта вырождается в совокупность изолированных центров кривизны, составляющих множество вершин правильного многоугольника, число которых всегда нечетное; каждый центр кривизны является геометрическим центром соответствующей составляющей дуги окружности.

Способ синтеза правильной полиокружности аналогичен вышеописанному способу синтеза правильной автоэквидистанты с непрерывной функцией кривизны. Только в данном случае развертывающий отрезок, «обкатывая» изолированную точку эволюты, вращается в границах секторов, обозначенных двумя прямыми, проходящими через эту точку и две смежные противоположные, «дальние», вершины многоугольника эволюты.

Анализ кинематики и динамики автоэквидистантального роторно-поршневого устройства.

Ниже приведены основные расчетные характеристики устройства: функция мгновенного центра вращения ротора, функция рабочего объема, число рабочих тактов за один оборот ротора, функция результирующей силы давления рабочего тела в рабочей полости, функция крутящего момента. Данные характеристики рассчитаны для устройств с цилиндрической радиальной рабочей поверхностью ротора и с рабочими контурами - правильными полиокружностями.

Принятые обозначения: k - геометрический параметр (число центров кривизны) правильной полиокружности, r и R - производящие радиусы, D=R+r - диаметр ротора, d=R-r, Н - длина образующей цилиндра радиальной рабочей поверхности ротора, - угол поворота ротора, F (с нижними индексами) - вектор силы, - модуль силы, М - крутящий момент.

1. Поведение мгновенного центра (оси) вращения. На схеме, фиг.10, легко видно, что мгновенный центр вращения О, совпадающий в данный момент с одним из центров кривизны правильной полиокружности - рабочего контура, неподвижен в течение такта изменения рабочего объема и находится на диаметральной линии UV, соединяющей точки контакта ротора с радиальными пластинами уплотнения, на расстоянии производящего радиуса r от одной из этих точек контакта. Полный такт осуществляется при изменении угла поворота ротора от 0 до /k. При этом, рабочие объемы двух рабочих полостей непрерывно монотонно изменяются синхронно в противофазе: один, возрастая от V_min до V_max, другой, убывая от V_max до V _min, где V_min - фиксированный минимальный рабочий объем, обусловленный технологическим допуском и назначением устройства. В следующем такте характер изменения рабочих объемов в рабочих полостях меняется на противоположный.

В момент завершения такта мгновенный центр вращения ротора «скачком» перемещается в противоположную позицию (на диаметральной линии UV, на расстоянии производящего радиуса r от противоположной точки контакта ротора с радиальной пластиной уплотнения).

Такое скачкообразное изменение положения мгновенной оси вращения ротора характерно для предлагаемых устройств, в которых рабочие контуры ротора являются правильными полиокружностями; в устройствах с непрерывной кривизной рабочих контуров ротора мгновенная ось вращения ротора перемещается непрерывно между двумя противоположными позициями на диаметральной линии, соединяющей точки контакта ротора с радиальными пластинами уплотнения.

2. Рабочие объемы. Из схемы на фиг.10 видно, что приращение площади рабочего контура рабочей полости при повороте ротора на угол равно разности площадей секторов VOB и AOU. Отсюда следует

V₊=V_min+H·(R ²-r²)·/2, V_-=V_min +H·(R2-r²)·(/k-))/2,

где V₊, V _- - соответственно, возрастающая, убывающая функции рабочего объема в рабочих полостях, (р возрастает от 0 до к /k,

V_max=V_min +H·(R²-r²)·/(2·k)=V_min+H·D·d·/(2·k),

3. Число рабочих тактов за полный оборот ротора, определяется угловой длиной /k одного такта и числом 2 рабочих полостей:

j=4·k.

4. Динамика ротора при взаимодействии с рабочим телом. На схеме, фиг.10. видно, что результирующая F сил давления р газообразного рабочего тела на рабочую поверхность ротора равна результирующей силе F_p давления на цилиндрические поверхности секторов ротора по периметру AVB (линия действия проходит через геометрический центр М рабочего контура ротора перпендикулярно диаметру АВ, направление действия - от М к АВ) за вычетом результирующей силы F_B давления на цилиндрические поверхности секторов AOU и VOB (линия действия проходит через точку О мгновенного центра вращения по общей биссектрисе секторальных углов, направление действия - от О): F=F_p-F _B.

N - точка приложения результирующей F (на пересечении линий действия сил F_p и F _B). Интегрирование сил по контурам AVB, AOU и VOB дает:

|Fp|=p·H·D,

|F_B|=p·H·d·2·sin(/2),

0/k - угол поворота диаметра ротора из положения UV в положение АВ. Разложение силы F_p=F _O+F_T на радиальную F _O и тангенциальную F_T составляющие силы приводит к разложению F=F_R+F _T результирующей F на радиальную F_R =F_O-F_B и тангенциальную F_T составляющие силы, при этом

|F _Т|=p·H·D·cos(/2),

|F_O|=p·H·D·sin(/2),

|F_R|=|F _О|-|F_B|=р·Н·|D-2·d|·sin(/2)=р·Н·|3·r-R|·sin(/2).

Последнее означает, что радиальная составляющая fr результирующей F:

1) при R/r=3 всегда равна нулю;

2) при R/r<3 направлена к оси О вращения ротора и, следовательно, определенным образом компенсирует центробежные силы инерции ротора, создающие вредные нагрузки на опорные катки;

3) при R/r>3 направлена от оси О и, следовательно, усиливает вредные нагрузки на опорные катки;

В течение рабочего такта, при изменении от 0 до /k:

функция |F_T| непрерывно монотонно убывает

от |F_T| _max=p·H·D до |F_T| _min=p·H·D·cos(/(2·k)),

функция |F_R| непрерывно монотонно возрастает

от |F_R |_min=0 до |F_R| _mах=p·Н·|3·r-R|·sin(/(2·k));

при этом в начальный момент, когда рабочий объем минимален (V₊=V _min), движущая сила F_T максимальна (|F_T|=|F_T| _max), а сила F_R, нагружающая ось вращения (опорный каток), минимальна (|F_R |=0).

5. Крутящий момент ротора. На схеме, фиг.10. видно, что

М_О=|F_Т|·|ON|=p·H·D·cos(/2)·(d/(2·cos(/2))=p·H·D·d/2.

Отсюда следует, что в предлагаемом устройстве крутящий момент M_O не зависит от угла поворота ротора, а зависит только от геометрических параметров устройства (R, r и Н) и давления p в рабочей полости (в данный момент).

Из данной выше формулы максимального рабочего объема V_max:

Н·D·d=V_max·2·k/, где

V_max=V_max-V _min;

откуда:

М_O=p·V_max·k/.

В прототипе с такими же V_max и p максимальный крутящий момент, создаваемый движущей (ротор) силой давления рабочего тела в рабочей полости в процессе расширения:

M_П =p·V_max·(k_П -1)²/(2·k_П),

где k_П - геометрический параметр (число вершин рабочего контура) ротора (Бениович B.C., Гостев В.Б., К расчету кинематики и рабочих объемов ротопоршневого двигателя. «Тракторы и сельхозмашины». 1961. №11). Из предыдущего, при k _П=3 (треугольный ротор в двигателе Ванкеля), следует:

ВЫВОДЫ

по обозначенным выше пунктам технического результата изобретения:

1. надежность механизма герметизирующего уплотнения между ротором и статором в предлагаемом устройстве, при достаточно малой кривизне гладкой радиальной рабочей поверхности ротора, может быть повышена путем установки рядов радиальных пластин уплотнения в «полярных» областях радиальной рабочей поверхности статора (вокруг диаметральной плоскости, проходящей через оси опорных катков перпендикулярно плоскости движения ротора);

избыточные контактные давления радиальных пластин уплотнения, на которые, в отличие от прототипа, напрямую не воздействуют центробежные силы инерции ротора, в предлагаемом устройстве могут быть снижены путем применения либо эспандеров с расчетной предельной упругостью, либо автоматики, обеспечивающей минимально необходимое герметизирующее контактное давление пропорционально давлению рабочего тела в рабочей полости;

2., 3. вредные динамические нагрузки на опорные элементы предлагаемого устройства (опорные катки, статор), обусловленные силами давления рабочего тела в рабочих полостях и центробежными силами инерции ротора, могут быть существенно ослаблены путем оптимального выбора отношения производящих радиусов радиальной рабочей поверхности ротора (стр.13 выше);

4. величина крутящего момента ротора в предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, зависит только от геометрии ротора и давления рабочего тела в рабочей полости и значительно больше величины крутящего момента ротора в термодинамически эквивалентном прототипе (стр.14 выше).

Роторно-поршневое устройство, включающее неподвижный статор, плоско движущийся ротор, механизм герметизирующего уплотнения между статором и ротором и механизм позиционирования ротора относительно статора, отличающееся тем, что ротор, статор и механизм герметизирующего уплотнения обеспечивают кинематический синтез двух замкнутых рабочих полостей с синхронно циклически непрерывно монотонно измеряемыми рабочими объемами при постоянном суммарном объеме, при этом рабочие полости ограничены внутренней рабочей поверхностью статора и радиальной внешней рабочей поверхностью ротора, рабочая поверхность статора включает радиальную поверхность и две торцевые плоские поверхности, параллельные плоскости движения ротора, рабочие контуры ротора в любом сечении радиальной поверхности плоскостью движения являются овалами постоянной ширины, механизм позиционирования ротора относительно статора включает несущий обод ротора с опорными дорожками и опорные катки, свободно вращающиеся на неподвижных осях, опорные дорожки располагаются на внутренней поверхности обода, рабочие контуры опорных дорожек в любом сечении плоскостью движения эквидистантны вовнутрь рабочему контору ротора в этой же плоскости, опорные катки устанавливаются попарно в распор изнутри обода ротора касательно сопряженно опорным дорожкам, неподвижные оси вращения катков располагаются в диаметральной плоскости, проходящей через центральную ось устройства перпендикулярно плоскости движения, позиционирование ротора относительно статора в процессе движения осуществляется путем обкатывания опорных катков опорными дорожками несущего обода, при этом радиальная рабочая поверхность статора должна быть эквидистантна вовне на величину технологического допуска кинематической огибающей радиальной рабочей поверхности ротора, механизм герметизирующего уплотнения между рабочими поверхностями ротора и статора включает радиальные и торцевые пластины уплотнения, устанавливаемые в пазах на рабочих поверхностях ротора и статора, радиальные пластины уплотнения располагаются на статоре перпендикулярно плоскости движения ротора, вокруг диаметральной плоскости, проходящей через оси парных опорных катков, торцевые платины уплотнения располагаются на торцевых плоскостях ротора эквидистантно периметрам радиальной рабочей поверхности ротора.