|
| Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |   |
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
Навигация: => | На главную/ Рынок технологий / Актуальные изобретения и модели / Назад / |
|
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2170836
РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
"РД-Т/3"
Имя заявителя: Денисов Владимир Никитович; Поташников Лев Михайлович; Ксеневич Вячеслав Антонович; Лутошин Александр Алексеевич
Имя изобретателя: Денисов Владимир Никитович
Имя патентообладателя: Денисов Владимир Никитович; Поташников Лев Михайлович; Ксеневич Вячеслав Антонович; Лутошин Александр Алексеевич
Адрес для переписки: 443093, г.Самара, ул.М.Тореза, 29, кв.43, пат.пов.Н.И.Максимову
Дата начала действия патента: 1999.11.03
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, имеющим корректирование вытеснителя в рабочей полости. Изобретение позволяет увеличить долговечность, снизить себестоимость, повысить компактность и экономичность двигателя. Роторный двигатель содержит корпус с боковыми крышками, выполненной в нем рабочей камерой, трехгранный вытеснитель, механизм привода с эксцентричным корректором и валом, бесклапанную систему газообмена, шестерни внутреннего и наружного зацепления. Вытеснитель подвешен на эксцентричном корректоре через опоры вращения, жестко соединен с траверсой и выходным валом и размещен в рабочей камере эллипсной формы. Опоры вращения взаимодействуют с эллипсными поверхностями рабочих камер. Эксцентричный корректор через опору вращения подвешен на коленвалу с возможностью противоположного вращения с передаточным отношением 1:1. Вытеснитель имеет вращение относительно коленвала с передаточным отношением 1: 3.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, имеющим корректирование вытеснителя в рабочей полости.
Известен роторно-поршневой ДВС,содержащий вращающийся на эксцентрике вала 3-х гранный вытеснитель, перемещающийся по эпитрохоидной траектории за счет синхронизирующих шестерней в нем с внутренним зацеплением и с одновременным выполнением ими функции масляного насоса (см. а.с. СССР 179118).
Известна роторно-поршневая машина с эпитрохоидной поверхностью для вытеснителя, имеющая конструктивный элемент ротора, контактирующий с равномерно закрепленными по окружности корпуса роликами (см. а.с. СССР N 1315624).
К основным недостаткам роторно-поршневых ДВС с многогранным ротором-вытеснителем и зубчатой передачей, обеспечивающей движение граней по растянутой эпитрохоиде, кроме низкой технологичности в процессе изготовления корпуса с полостью эпитрохоидной конфигурации относится отсутствие уплотнения между частями камеры сгорания, содержащими продукты горения смеси с более высоким давлением газов в той части камеры, которая удалена от выпуска, и с меньшим давлением их в прилегающей к выпуску части камеры сгорания. Неизбежный при этом перепуск газов из области повышенного давления в область пониженного и последующего выпуска их в атмосферу снижает эффективность преобразования сгорания топлива в работу и приводит к потере топлива вследствие преждевременного выпуска неотработавших продуктов сгорания. При этом сгорание перепускаемой в атмосферу части топлива создает более высокую температуру, что усиливает негативное воздействие уплотнения на поверхности эпитрохоиды, что связано с уменьшением ресурса роторно-поршневых ДВС.
Известен двигатель, содержащий корпус, имеющий овальную полость для трехгранного вытеснителя и позволяющий улучшить технологичность изготовления, но не оказывающий заметного влияния на другие, в данном случае присущие недостатки, не устраненные со времени изобретения двигателя (см. а.с. N 131592).
Наиболее близким по технической сути к заявленному решению устройству является роторный двигатель внутреннего сгорания, описанный в патенте РФ 2032809 и содержащий корпус с боковыми крышками, выполненной в нем рабочей камерой, трехгранный вытеснитель, механизм привода с эксцентричным корректором и валом, бесклапанную систему газообмена, шестерни внутреннего и наружного зацепления. Однако известный двигатель имеет высокие обороты по сравнению с поршневыми, что требует усложнения и увеличения коробки передач транспортных средств из-за небольшого передаточного отношения синхронизирующего механизма и необходимости снижения оборотов перед главной передачей. Кроме того, в известном решении усложнен отбор мощности на привод вспомогательных агрегатов и увеличен износ практически эпитрохоидной поверхности рабочей полости и больших скоростей перемещения контактирующих с ней уплотнений вытеснителя, работающих в условиях высокой термической напряженности. Это требует для изготовления двигателя более износостойких и дорогостоящих материалов.
Изобретение решает задачу увеличения долговечности, снижения себестоимости, повышения компактности и экономичности двигателя.
Выполнение двигателя обеспечивает получение заявленных эффектов за счетразмещения сильно нагруженных элементов конструкции вне зоны высокой термической нагрузки и снижение контактных напряжений контактирующих в полости вытеснителя элементов с исключением перепуска неотработавших продуктов сгорания и улучшением полноты сгорания смеси.
Задача решается за счет того, что в роторном двигателе, содержащем корпус с боковыми крышками, выполненной в нем рабочей камерой, трехгранный вытеснитель, механизм привода с эксцентричным корректором и валом, бесклапанную систему газообмена, шестерни внутреннего и наружного зацепления, вытеснитель подвешен на эксцентричном корректоре через опоры вращения, жестко соединен с траверсой и выходным валом и размещен в рабочей камере эллипсной формы, а опоры вращения взаимодействуют с эллипсными поверхностями рабочих камер.
Эксцентричный корректор через опору вращения может быть подвешен на коленвалу с возможностью противоположного вращения с передаточным отношением 1: 1.
Вытеснитель может иметь вращение относительно коленвала с передаточным отношением 1:3.
Фиг. 1 показан общий вид двигателя, продольный разрез
Фиг. 2 - сечение плоскостью А-А на фиг. 1
Фиг. 3, 4 - схема
газообмена и положений вытеснителя в
эллипсной рабочей полости
через 30oповорота вытеснителя
 |  |
Фиг. 5-6 - кинематические схемы устройства двигателя
Роторный двигатель на фиг. 1 состоит из корпуса с эллипсной поверхностью 2, в которой стенки окружная 3 и диаметральная 4, имеющие каналы 5, образуют рабочую полость 6 вытеснителя 7, который установлен на шейке 8 коленвала посредством эксцентриковой втулки 9.
Эта втулка установлена на шейке 8 в положении, обеспечивающем ее вращение в направлении, противоположном направлению вращения коленвала 10, и имеет шестерню 11 внешнего зацепления. Эта шестерня взаимодействует с шестерней 12 блока шестерен, шестерня 13 которого обкатывается по шестерне 14, жестко закрепленной на коленвалу 10 и имеющей зацепление с промежуточной шестерней 15 (см. схему на фиг. 5), с вытеснителем 7 жестко соединена траверса 16 с роликами 17, контактирующими с эллипсной поверхностью 18 рабочей полости. Другой торец траверсы 16 соединен через компенсирующую муфту 19 с выходным валом 20, а в отверстии 21 установлен с возможностью вращения второй конец коленвала. На конце вала 20 установлен противовес 22.
РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
В изображенном на фиг. 2 положении вытеснителя в секторах к, л, м, образованных гранями вытеснителя и соответствующим участком эллипсной поверхности 2, одновременно осуществляется известные газодинамические процессы: в секторе к - воспламенение и рабочий ход, в секторе л - выпуск продуктов сгорания и продувка сектора, а в секторе м - впуск горючей смеси и сжатие ее.
После поворота грани БД вытеснителя до перекрытия вершиной Б окна 23 объем сектора м уменьшается, смесь сжимается до прохождения вершиной Б нижней точки с эллипсной поверхности 2. В этом положении грани БД в сжатой смеси оказывается свеча зажигания, установленная в отверстии 24, смесь воспламеняется, возрастают давление, температура смеси с продуктами сгорания. Объем сектора к начинает увеличиваться при дальнейшем вращении вытеснителя, происходит расширение смеси продуктов сгорания и первый рабочий ход ротора до смещения вершины Д к отверстию 25, после чего оно открывается прошедшей его вершиной Д и отработавшие продукты сгорания выходят в атмосферу сначала вследствие давления их, а затем вытесняются приближающейся гранью БД, в том числе и из камер сгорания p, при полном исключении перепуска неотработавших продуктов сгорания. Вершина Д к этому моменту открывает окно 23 и повторяются операции цикла описанным образом. Цикл работы двигателя соответственно повторяется другими гранями вытеснителя. Промежуточные положения вытеснителя при этом показаны на фиг. 3, поз. I-IV, фиг, 4, поз. V-XII.
Охлаждающая жидкость в каналах 5 стенок 3, 4 снижает нагрев эллипсных поверхностей 2, 18, роликов 17 траверсы 16 и шестеренчатых передач корректора, а и термическую напряженность материала вытеснителя.
Заполнение полностью продутых секторов новым зарядом смеси без смешивания ее с остатками продуктов сгорания улучшает эффективность преобразования энергии топлива в механическую работу.
Противовес 22 улучшает плавность вращения ротора, как и в известных решениях.
На фиг. 6 чертежа изображена кинематическая схема частной формы выполнения заявленного решения с вращением второго конца коленвала 8, 10 в подшипнике корпуса (условно не показан).
Непоказанные на фиг. 5 позиции деталей эксентриково-шестеренчатого корректора аналогичны этим позициям фиг. 6
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
-
Роторный двигатель, содержащий корпус с боковыми крышками, выполненной в нем рабочей камерой, трехгранный вытеснитель, механизм привода с эксцентричным корректором и валом, бесклапанную систему газообмена, шестерни внутреннего и наружного зацепления, отличающийся тем, что вытеснитель подвешен на эксцентричном корректоре через опоры вращения, жестко соединен с траверсой и выходным валом и размещен в рабочей камере эллипсной формы, а опоры вращения взаимодействуют с эллипсными поверхностями рабочих камер.
-
Роторный двигатель по п.1, отличающийся тем, что эксцентричный корректор через опору вращения подвешен на коленвалу с возможностью противоположного вращения с передаточным отношением 1:1.
-
Роторный двигатель по п.1, отличающийся тем, что вытеснитель имеет вращение относительно коленвала с передаточным отношением 1:3.
Версия для печати
Дата публикации 24.12.2006гг
Created/Updated: 25.05.2018