Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

 

1. РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГА ТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержа щий корпус с окнами впуска и выпус ка, размещенный в корпусе роторпоршень , разделяющий рабочую полость корпуса на зоны всасьюания, сжатия и выпуска,- расположенные симметричнЬ относительно большой и малой осей симметрии полости, и аккумулирующую камеру с форсункой, установленную в корпусе и сообщённую сопловым каналом с рабочей полостью, о т л и -. чающийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности путем улучшения организации рабочего процесса, аккумулирующая камера расположена в зоне всасывания, вблизи большой оси симметрии, а сопловой канал выполнен наклоЙ1шм к образующей рабочей полости навстречу вращению ротора-поршня, так что выходное отверстие канала направлено, в сторону впускного окна.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3606821/25-06 (22) 15.04.83 (46) 07.12.84; Бюл. У 45 .(72) А.Ç.Филиппов и Н.Е.Атаманенко (71) Киевский автомобильно-дорожный институт им. 60-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (53). 621.437(088.8) (56) .1. Патент США N9 3587533, кл. 123-8.45; опублнк. 1972.

2. Патент ФРГ У 1776002, кл. F 02 В 53/10, опублик. 1975. (54)(57)1. .РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с окнами впуска и выпусI ка, размещенный в корпусе ротор/ поршень, разделяющий рабочую полость корпуса на зоны всасывания, сжатия и выпуска, расположенные симметрично относительно большой и малой осей симметрии полости, и аккумулирующую камеру с форсункой, установленную в корпусе и сообщенную сопловыи кана. .лом с рабочей полостью, о т л и — ч а ю шийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности путем улучшения организации рабочего процесса, аккумулирующая камера расположена в зоне всасывания, вблизи большей оси симметрии, а сопловой канал выполнен наклойным к образую-. щей рабочей полости навстречу вращению ротора-поршня, так что выходное отверстие какала направлено в сторону впускного окна.

У-0

1127984

2. Двигатель по п. 1, о т л и ч а- щена от большой осн ю шийся тем, что продоль - на угол 11 - 130 в ная ось аккумулирукицей камеры сме- впускного окна. симметрии сторону

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторнопоршневым двигателям внутреннего сгорания.

Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС).с пневматической системой впрыска топлива типа Ванкель, в котором при.подходе уплотнительно

ro элемента ротора-поршня к соединительному каналу газы под давлением аккумулируются в камере, объем которой может регулироваться.

После прохождения уплотнительным элементом ротора соединительного канала гаэы выбрасываются иэ камеры .по каналу, увлекая в рабочую полос:.ь двигателя топливо f!) ..

Недостатком системы является то что она не обеспечивает качественного смесеобразования из-за отсутствия дробления струи топлива, а также то, что ось соединительного канала направлена в сторону движения воздуха в рабочей полости, что также ухудшает смесеобразование топлива с находящимся в рабочей полости двигателя воздухом(в условиях прямо.тока газов эффект передачи тепловой и механической энергии снижается) .

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания типа Ванкель, содер жащий корпус с окнами впуска и выпуска, размещенный в корпусе роторпоршень, разделяющий рабочую полость корпуса на зоны всасывания, сжатия и выпуска, расположенные симметрично относительно большой и малой осей симметрии полости, и вихрекамеру .в виде усеченного конуса, закрытую резьбовой пробкой, в которой устанавливается топливная форсунка.

При этом ось вихрекамеры аккумулирую щей камеры совпадает с большой осью, а по тангенциально направленному каналу подводится под давлением из полости расширения газ, создающий интенсивный вихревой поток. Образую щаяся смесь через соединительный канал большего диаметра выбрасывается в полость всасывания (2) .

Недостатком известного устройства

5 является то, что ось вихрекамеры сов падает с большой осью полости, что не позволяет по причине высокого противодавления в зоне сжатия обеспечить качественное распыливание топлива при использовании устройств с низким давлением впрыска, чтобы получить большую экономию топлива.

Цель изобретения — повышение топливной экономичности двигателя

15 путем улучшения организации процес- са смесеобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в роторно-поршневом двигателе, содержащем корпус к окнами

20 впуска и выпуска, размещенный в корпусе ротор-поршень, разделяющий рабочую полость корпуса на зоны всасывания, сжатия и выпуска, распо. ложенные симметрично относительно

25 большой и малой осей симметрии полости, и аккумулирующую камеру с форсункой, установленную в корпусе и сообщенную сопловым каналом с рабочей полостью, аккумулирующая камера расположена в зоне всасывания вблизи. большой оси симметрии, а сопловой канал выполнен наклонным к образующей рабочей полости навстре. чу вращению ротора-поршня, так что выходное отверстие канала направленс . в сторону впускного окна.

При этом. продольная ось аккумулирующей камеры смещена от большой осн симметрии на угол 11-13 в сторо40 ну впускного окна.

На чертеже показан предлагаемый роторно-nopwHeaog двигатель внутреннего сгорания.

Двигатель содержит корпус 1 с впускным окном 2, ротор-поршень 3, размещенный в полости корпуса 1 с возможностью обкатывания граней 4

3 11П ротора-поршня 3 по внутренней поверх ности 5 корпуса l. Грани 4, снабженные уплотнениями, разделяют рабочую полость корпуса 1 на зоны 6 и 7 всасывания и сжатия соответственно и зону расширения(не показана).

Рабочая полость корпуса 1 образована овальной кривой, например трохоидальной, с двумя осями 8 и 9 симметрии, из которых ось 8 — большая ось сим-.

10 метрии, а ось 9 — малая ось симметрии. Аккумулирующая камера 10 имеет форсунку ll и сообщена сопловым каналом 12 с рабочей полостью корпуса 1.

Аккумулирующая камера 10 расположена в зоне 6 всасывания вблизи большой оси 8 симметрии, а сопловой канал

12 наклонен к образующей рабочей поверхности навстречу вращению ротора-поршня 3, так что выходное отверстие 13 направлено в сторону

20 впускного окна 2. Продольная ось

14 аккумулирующей камеры 10 смещена от большой оси 8 симметрии относи тельно геометрического центра полос

Ъ о 25 ти корпуса 1 на 11-13 в сторону впускного окна 2.

Двигатель работает следующим образом.

При движении ротора-поршня 3 по часовой стрелке часть воздуха, 30 находящаяся между гранью роторапоршня 3 и корпусом 1, нагнетается в аккумулирующую камеру 10 через сопловой канал 12. В момент прохождения гранью ротора-поршня 3 соплового 35 канала 12 в находящийся в аккумулирующей камере 10 сжатый воздух впрыскивается топливо.

Противодавление в этот момент в аккумулирующей камере 10 достигает ® значения, приблизительно равного

2,5 кг/см . Происходит первоначальное интенсивное дробление струи топлива. В последующий момент, когда ротор-поршень 3 резко перемещается вправо вниз, происходит . интенсивное перетекание богатой топливовоэдушной смеси нз аккумулирующей камеры 10 во всасывающую зону 6 двигателя. При этом вытекаю- 50 щая с большей скоростью топливовоз- . душная смесь направляется навстречу поступающему через впускное окнб

2 свежему воздуху. Происходит дальнейшее интенсивное перемешиванне 55 топлива с основной массой воздуха в ус/ ловияхпротивотока.Процесс смесеобра зования качественно улучшается., 984 4

Необходимым условием, обеспечиваю щим качество описанного процесса смесеобразования, является строгое соблюдение начала момента подачи топлива.

Если впрыскивать топливо в аккумулирующую камеру слишком рано, т.е. до прихода уплонительного элемента ротора-поршня к сопловому . каналу, топливо впрыскивается в среду с более низким давлением.

При этом возможно дробление цикловой подачи вершиной ротора.

При позднем впрыске давление в аккумулирующей камере также меньшее и скорость истечения топливовоэдушной смеси через сопловой канал уменьшается. Это приводит к ухудшению качества распыла и смесеобразования. i

Благодаря предлагаемому выполнению роторно-поршневого двигателя (РПД)улучшается процесс семесеобразо вания. Давление в рабочей полости

РПД составляет: при наклоне аккумулирующей камеры(АК) на 11 — 2 кг/см а при наклоне АК на 13 - 2,5 кг/см

Это дает возможность использовать в качестве дозаторов топлива элек-, тромагнитные форсунки с давлением впрыска до 2,5 кг/см . Отклонение оси АК от рекомендуемых углов в сторону уменьшения ухудшает распыл вытекающей из АК топливовоздушной смеси с соответствующим снижением топливной экономичности.

Отклонение оси АК от рекомендуемых углов в сторону увеличения приводит к росту противодавления в

АК до величины; превышающей допустимое давление впрыска для электромагнитных форсунок.

Угол наклона АК определяется из условия сж 1 р1 где Р - давление в зоне сжатия РПД;

Яр - допустимое давление, которое может воспринимать. форсунка-дозатор и обеспе-. чить ее функционирование.

Этому давлению (Р,р) =2—

2,5.кг/см соответствует объем сжато.—

2 го воздуха, определяемый(для двухсекционного РПЦ со степенью сжатия

Я =9,4) из- соотношения

Y) Г 1"

I 127984

Составитель Г.Смирнова

Редактор О.Юрковецкая Техред С.Легеза Корректор С.Черни

Заказ 9005/23 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений. и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э где Ч», — объем полости сжатия РПД;

»» — показатель политропы сжатия;

P» — давление впуска;, Угол поворота ротора соответствует объему Vg, т.е. функция (р(Ч) . для указанного типа двигателя составляет

11-13 до большой оси РПД.