Роторно-поршневой двигатель

 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторно-поршневым двигателям. Роторно-поршневой двигатель содержит корпус с цилиндрической полостью, два соосных ротора с лопастными поршнями, расположенными в полости корпуса и имеющими качательно-вращательное движение, и приводной механизм, включающий два одинаковых карданных шарнира и две пары шестерен, кинематически связывающий роторы с выходным валом. Приводной механизм размещен с одной стороны корпуса двигателя, а его карданные шарниры расположены параллельно друг другу. Один шарнир непосредственно связан с одним из роторов и с выходным валом, а второй шарнир связан с другим ротором через одну пару шестерен и с выходным валом через вторую пару шестерен. При этом кожух второй пары шестерен через шарнирную рамку и винтовой или другой механизм подвижно связан с корпусом двигателя. Винтовым механизмом можно осуществлять изгиб карданных шарниров, отчего будет изменяться угол качания лопастных поршней и минимальное пространство между ними. Задачей изобретения является обеспечение возможности изменять степень сжатия двигателя. 4 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно к роторно-поршневым двигателям.

Известны роторно-поршневые двигатели, содержащие корпус с цилиндрической полостью, два соосных ротора с лопастными поршнями, расположенными в полости корпуса и имеющими качательно-вращательное движение, и приводной механизм, соединяющий роторы с выходным валом.

Наиболее близким к заявленному двигателю является двигатель-прототип по патенту РФ N 2003818 кл. F 02 В 53/00, 1989 г., содержащий в приводном механизме два одинаковых по форме и размерам карданных шарнира неравных угловых скоростей и две пары шестерен.

Недостатком двигателя-прототипа является отсутствие у него изменяемой степени сжатия. Задача изобретения - устранить недостатки прототипа.

Недостаток устранен в заявленном двигателе, отличающемся от прототипа тем, что приводной механизм размещен с одной стороны корпуса двигателя, а его карданные шарниры расположены параллельно друг к другу. Один шарнир непосредственно связан с одним из роторов и с выходным валом, а второй шарнир связан с другим ротором через одну пару шестерен и с выходным валом через вторую пару шестерен. При этом кожух второй пары шестерен через шарнирную рамку и винтовой или другой механизм подвижно связан с корпусом двигателя.

Расположение приводного механизма с одной стороны корпуса двигателя, а его шарниров параллельно друг другу позволяет с помощью винтового или другого механизма изменять угол изгиба шарниров. При этом шарнирная рамка обеспечивает их изгиб только в одном направлении. При изменении угла изгиба шарниров изменяется угол качания лопастных поршней и минимальное пространство между ними, а следовательно, изменяется степень сжатия двигателя.

На фиг. 1 заявленный двигатель показан сбоку в разрезе, на фиг. 2 - сверху частично в разрезе и на фиг. 3 - спереди в разрезе, на фиг. 4 - график зависимости степени сжатия от угла изгиба карданных шарниров.

Двигатель содержит корпус 1 с цилиндрической полостью, два соосных ротора 2 с лопастными поршнями и приводной механизм, соединяющий роторы с выходным валом 3 и включающий в себя два одинаковых карданных шарнира 4 и две пары шестерен 5. Кожух 6 шестерен, расположенных у выходного вала, подвижно связан с корпусом двигателя посредством шарнирной рамки 7 и винтового или другого механизма 8. В корпусе двигателя имеются окна для впуска воздуха и для выпуска отработавших газов, а также установлены форсунка и свеча зажигания. Они также могут быть установлены в лопастных поршнях. В двигателе также могут использоваться карбюратор и смеситель газа.

При работе двигателя за один оборот роторов в каждой рабочей камере между поршнями проходят по 4 такта: впуск воздуха или рабочей смеси, их сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. При этом лопастные поршни имеют противоположное качание и одновременно вращение, а выходной вал вращения. Такое движение поршней и вала обеспечивается приводным механизмом, в котором карданные шарниры, являющиеся шарнирами неравных угловых скоростей, повернуты относительно друг друга вокруг своих осей на угол 90^o и изогнуты на угол около 60^o.

Изменение с помощью винтового или другого механизма угла изгиба карданных шарниров , отсюда изменение угла качания поршней и минимального угла между поршнями обеспечивает получение новой степени сжатия у двигателя. Зависимость степени сжатия от этих углов показана на графике (фиг. 4).

При этом принято: толщина поршней равна углу 42^o, проемы в поршнях для впрыска топлива равны объему угла 1,5^o. Изменение степени сжатия может обеспечивать следующие положительные качества: многотопливность, то-есть работу на разных марках бензина и сжиженном или сжатом газе или на разных марках дизтоплива; надежный запуск зимой на дизтопливе при увеличении ; устойчивую работу на дизтопливе в горных условиях путем увеличения ; повышение топливной экономичности при работе на бензине на частичных нагрузках путем увеличения ; устойчивую работу на дизтопливе при малых нагрузках и числах оборотов путем увеличения ; меньшие нагрузки и износы при наддуве и работе на бензине и дизтопливе путем снижения . По сравнению с известными поршневыми двигателями у заявленного роторно-поршневого двигателя изменение степени сжатия выполняется конструктивно значительно более просто.

Заявляемый двигатель по сравнению с поршневыми двигателями может также иметь следующие преимущества, более простую конструкцию при меньшем количестве деталей; значительно меньшие удельные показатели габаритного объема и массы; меньшие нагрузки, износы, механические, газовые и тепловые потери и, следовательно, лучшую топливную экономичность, большие надежность и срок службы.

В связи с преимуществами от изменения степени сжатия и другими указанными преимуществами заявленный двигатель по сравнению с известными поршневыми и роторно-поршневыми двигателями является наиболее эффективным и конкурентноспособным двигателем.

Формула изобретения

Роторно-поршневой двигатель, содержащий корпус с цилиндрической полостью, два соосных ротора с лопастными поршнями, расположенными в полости корпуса, и приводной механизм, включающий два одинаковых по форме и размерам карданных шарнира неравных угловых скоростей и две пары шестерен, кинематически связывающий роторы с выходным валом, отличающийся тем, что приводной механизм размещен с одной стороны корпуса двигателя, его карданные шарниры расположены параллельно друг другу, один шарнир непосредственно связан с одним из роторов и с выходным валом, второй связан с другим ротором через одну пару шестерен и с выходным валом через вторую пару шестерен, при этом кожух второй пары шестерен через шарнирную рамку и винтовой или другой механизм подвижно связан с корпусом двигателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4