[RU]

Изобретение относится к области машиностроения, предназначено для применения в качестве привода в машинах и устройствах широкого назначения. Технический результат достигается за счет улучшения технологичности и уменьшения трудоёмкости при изготовлении роторного двигателя, а также повышения его удельной мощности. Двигатель содержит корпус (13), включающий корпус (14) с цилиндрическим ротором (2) с вращающейся камерой сгорания (3) в виде двух оппозитно расположенных полусферических полостей, выполненных на цилиндрической поверхности ротора (2). В полости (15) статора (1) смонтирована турбина (5), снабженная лопатками (4), которые выполнены с возможностью взаимного углового смещения при вращении турбины (5). Ось (24) вращения лопаток (4) установлена соосно с центральной осью статора (1), а ось (25) вращения турбины (5) смещена относительно оси (24) вращения лопаток (4) на величину , где А - расстояние между осью (24) вращения лопаток (4) и осью (25) вращения турбины (5), D - внутренний диаметр полости (15) статора (1), d - наружный диаметр турбины (5). Ротор (2) с вращающейся камерой сгорания (3) и турбина (5) кинематически связаны устройством (19) посредством зубчатой передачей (6) для обеспечения синхронности их вращения. Корпус статора (14) с вращающимися камерами сгорания (3) снабжен отверстием с размещенным в нем калильным средством зажигания (12) - электрической свечей зажигания для поджига и воспламенения горючей смеси при совмещении полусферических полостей вращающейся камеры сгорания (3) со средством зажигания (12).

(57) Реферат / Формула:

Изобретение относится к области машиностроения, предназначено для применения в качестве привода в машинах и устройствах широкого назначения. Технический результат достигается за счет улучшения технологичности и уменьшения трудоёмкости при изготовлении роторного двигателя, а также повышения его удельной мощности. Двигатель содержит корпус (13), включающий корпус (14) с цилиндрическим ротором (2) с вращающейся камерой сгорания (3) в виде двух оппозитно расположенных полусферических полостей, выполненных на цилиндрической поверхности ротора (2). В полости (15) статора (1) смонтирована турбина (5), снабженная лопатками (4), которые выполнены с возможностью взаимного углового смещения при вращении турбины (5). Ось (24) вращения лопаток (4) установлена соосно с центральной осью статора (1), а ось (25) вращения турбины (5) смещена относительно оси (24) вращения лопаток (4) на величину , где А - расстояние между осью (24) вращения лопаток (4) и осью (25) вращения турбины (5), D - внутренний диаметр полости (15) статора (1), d - наружный диаметр турбины (5). Ротор (2) с вращающейся камерой сгорания (3) и турбина (5) кинематически связаны устройством (19) посредством зубчатой передачей (6) для обеспечения синхронности их вращения. Корпус статора (14) с вращающимися камерами сгорания (3) снабжен отверстием с размещенным в нем калильным средством зажигания (12) - электрической свечей зажигания для поджига и воспламенения горючей смеси при совмещении полусферических полостей вращающейся камеры сгорания (3) со средством зажигания (12).

---

Евразийское (21) 201600314 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2017.11.30
(22) Дата подачи заявки 2016.05.04
(51) Int. Cl.
F01C1/352 (2006.01) F02B 53/00 (2006.01) F02B 55/14 (2006.01)
(54) РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
(71)(72) Заявитель и изобретатель:
СМОРОДОВ АНАТОЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ (UA)
(74) Представитель:
Самцов В.П. (BY)
(57) Изобретение относится к области машиностроения, предназначено для применения в качестве привода в машинах и устройствах широкого назначения. Технический результат достигается за счет улучшения технологичности и уменьшения трудоёмкости при изготовлении роторного двигателя, а также повышения его удельной мощности. Двигатель содержит корпус (13), включающий корпус (14) с цилиндрическим ротором (2) с вращающейся камерой сгорания (3) в виде двух оппо-зитно расположенных полусферических полостей, выполненных на цилиндрической поверхности ротора (2). В полости (15) статора (1) смонтирована турбина (5), снабженная лопатками (4), которые выполнены с возможностью взаимного углового смещения при вращении турбины (5). Ось (24) вращения лопаток (4) установлена соосно с центральной осью статора (1), а ось (25) вращения турбины (5) смещена относительно оси (24) вращения лопа-
д -
ток (4) на величину ~~ г , где А - расстояние между осью (24) вращения лопаток (4) и осью (25) вращения турбины (5), D - внутренний диаметр полости (15) статора (1), d - наружный диаметр турбины (5). Ротор (2) с вращающейся камерой сгорания (3) и турбина (5) кинематически связаны устройством (19) посредством зубчатой передачей (6) для обеспечения синхронности их вращения. Корпус статора (14) с вращающимися камерами сгорания (3) снабжен отверстием с размещенным в нем калильным средством зажигания (12) - электрической свечей зажигания для поджига и воспламенения горючей смеси при совмещении полусферических полостей вращающейся камеры сгорания (3) со средством зажигания (12).
МПК: F02G 1/044
F 02В 53/04 F 02В 53/08 F 02В 55/14 F01C 1/22 FOiC 1/18 F01C 19/04
РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относиться к области машиностроения, предназначено для применения в качестве привода в машинах и устройствах широкого назначения.
Известны различные конструкции карбюраторных и дизельных двигатели внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным механизмом и механизмом газораспределительных клапанов, которые определяют большие габариты и массу двигателя. Так двигатель [1] содержит цилиндр с поршнем, карбюратор, имеющий дроссельную заслонку и смесительную камеру с диффузором, устройство для присадки воды, установленное перед карбюратором, снабженное регулируемой дозирующей системой с клапаном и дополнительным: диффузором с размещенным в нем распылителем воды.
Известен двигатель внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями [2]. Двигатель содержит блок цилиндров и коренной ват с наклонными шейками. Качающиеся шайбы установлены на наклонных шейках через подшипники качающихся шайб с двумя роликовыми подшипниками, связанные с качающимися шайбами. Подшипники качающихся шайб снабжены втулками скольжения, качающиеся шайбы выполнены неразъемными, а угол наклона шейки коренного вала к оси последнего составляет 15-20°.
К недостаткам известных двигателей с кривошипно-шатунным механизмом можно отнести:
- большие ударные и инерционные нагрузки на механизмы всле дствие возвратно-поступательного движение поршня и шатуна;
- значительные потери на трение в паре поршень-цилиндр;
- блок цилиндров и коленчатый вал не достаточно технологичны и трудоёмки в производстве;
- отсутствует возможность установки на коленчатый вал подшипников качения, а применение подшипников скольжения уменьшает ресурс и надёжность двигателя;
- имеют повышенный расход топлива вследствие необходимости полной очистки камеры сгорания от выхлопных газов и продувки камеры сгорания свежей горючей смесью в момент, когда одновременно открыты впускной и выпускной клапаны;
- питание свечей зажигания импульсным током.
Известен роторный двигатель [3]. Двигатель выполнен в виде корпуса, внутри которого установлен вращающийся ротор. В теле ротора в радиальном направлении установлены цилиндры с поршнями, пальцы которых шарнирно закреплены в профилированной канавке. Указанная канавка выполнена по периферии упора, выполненного в виде эллипса и установленного внутри ротора. Корпус снабжен отверстиями и канатами для подачи и сброса рабочего газа, запальной камерой со свечой зажигания.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания [4J. Двигатель содержит полый корпус с впускным и выпускным канатами и камерой сгорания. Камера сгорания снабжена перепускными каналами и источником воспламенения в виде форсунок; цилиндрический ротор с поршнями, переднюю, заднюю и разделительные заслонки и механизм управления ими. Каждый перепускной канал выполнен в виде отверстая, в котором
размещена форсунка. Разделительная заслонка выполнена полой в виде золотникового клапана, установленного с возможностью перекрытия впускного канала. Механизм управления заслонками снабжен толкателем и двумя двуплечими рычагами, кинематически связанными между собой и с заслонками. Толкатель установлен в полости корпуса с возможностью взаимодействия с поршнями.
Известны роторные двигатели конструкции Ванкеля [5]. Типичный двигатель Ванкеля содержат статор, ротор и систему уплотнительных элементов ротора. Двигатель характеризуется сложной кинематикой движения ротора и не достаточно надежной системой уплотнительных элементов ротора, а также малым крутящим моментом на приводном валу.
В качестве прототипа выбран роторный двигатель типа Ванкеля с воспламенением от сжатия [6]. Двигатель содержит, по меньшей пере, един ротор и соответствующий корпус (статор) ротора с впускным и выхлопным отверстиями, а также систему уплотнительных элементов роторов и двумя буферными уплотнениями, расположенными соответственно на двух концах малой оси корпуса ротора, ко торые деляг корпус ротора на иве полости. Первая полость представляет собой полость всасывания и сжатия. Вторая полость представляет собой полость расширения и выхлопа. Двигатель включает, по меньшей мере, одно регулирующее поток устройство с вращающейся камерой сгорания (РПКС), синхронизированное с ротором и предназначенное для перемещения сжатой текучей среды из первой полости через впускное отверстие РПКС для воспламенения и полного сжигания гопливовоздушной смеси до ее попадания в выпускное отверстие РПКС с обеспечением расширения продуктов сгорания во второй полости. РПКС обеспечивает управление степенью сжатия. Двигатель снабжен топливной форсункой для впрыска топлива в соответствующую РПКС. Ротор предназначен для создания давления с воспламенением от
сжатия и имеет коэффициент К (отношение радиуса ротора к эксцентриситету), равный 4, что не оказывает влияния на степень сжатия. Каждое из уплотнений вершин ротора контактирует с буферными уплотнениями с возможностью скольжения, которые установлены с возможностью постоянного контакта с контуром ротора.
Недостатком прототипа является сложная в изготовлении форма ротора и кинематика движения ротора, не достаточно эффективная система уплотнительных элементов ротора и малый крутящий момент на приводном валу;.
Цель изобретения является улучшение технических характеристик двигателя, в том числе уменьшение габаритов и массы, снижение удельного расхода топлива.
Техническим результатом изобретения является улучшение технологичности и уменьшение трудоёмкости изготовления двигателя и увеличение удельной мощности двигателя.
Технический результат достигается тем, что роторный двигатель, содержит корпус, включающий цилиндрический полый статор с впускным и выхлопным отверстия, топливную форсунку, средство зажигания и цилиндрический корпус с ротором с вращающейся камерой сгорания, согласно изобретению, вращающаяся камера сгорания выполнена в виде двух оппо-зитно расположенных полусферических полостей на цилиндрической поверхности ротора, а в полости статора смонтирована турбина, снабженная .лопатками, которые выполнены с возможностью взаимного углового смещения при вращении турбины, при этом ось вращения лопаток турбины установлена соосно с центральной осью статора и смещена относительно
оси вращения турбины на величину: А = где, А - расстояние между
осью вращения лопаток и осью вращения турбины; D - внутренний дна
метр полости статора; d - наружный диаметр турбины, а ротор с вращающейся камерой сгорания и турбина кинематически связаны между собой устройством посредством зубчатой передачи, обеспечивающей синхронность их вращения.
Цилиндрический корпус с ротором с вращающейся камерой сгорания содержит отверстие с размещенным в нем калильным средством зажигания с возможностью воспламенения горючей смеси при совмещении полусферических полостей камеры сгорания со средством зажигания.
Средство зажигания выполнено в виде электрической свечи зажигания.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фигурах i и 2. На фиг. 1 представлен схематичный продольный разрез двигателя. На фиг.2 - поперечный разрез двигателя.
Двигатель содержит корпус 13 с цилиндрическим полым статором 1 снабженным впускным и выхлопным отверстия соединенными соответственно с каналами впуска 7 и выпуска 9, топливную форсунку (на чертеже не показано), средство зажигания 12, цилиндрический корпус 14 с ротором 2 с вращающейся камерой сгорания 3; вращающуюся камеру сгорания 3 Е.ыполнена в виде двух оппозитно расположенных полусферических полостей на цилиндрической поверхности ротора 2; турбину 5, смонтированную в полости 15 статора 1, с лопатками 4, которые выполнены с возможностью взаимного углового смещения при вращении турбины 5; ось 24 вращения лопаток 4 установлена соосно с центральной осью статора 1 и смещена относительно оси 25 вращения турбины 5 на величину: А = -~,
где, А - расстояние между осью 24 вращения лопаток 4 и осью 25 вращения турбины 5;
D - внутренний диаметр полости 15 статора;
d - наружный диаметр корпуса турбины 5;
устройство 19 с зубчатой передачей 6, которая кинематически связывает между собой вал 26 ротора 2 с вращающейся камерой сгорания 3 и вал 22 турбина 5 и обеспечивает их синхронное вращение: впускное отверстие с каналом 9 в корпусе турбины 5, соединенное с карбюратором (на чертеже не показан) посредством нагнетающего канала 8, который соединяет внутреннюю полость 20 корпуса турбины 5 с полостями вращающейся камеры сгорания 3 ротора 2; канал впуска 7 в корпусе 13 связывает цилиндрическую полость 15 статора I с полостями вращающейся камеры сгорания 3 ротора 2 в цилиндрическом полом корпусе 14; выхлопное отверстие с каналом 10 в цилиндрическом полом корпусе 14 для удаления выхлопных газов из вращающейся камеры сгорания 3; систему уплотнительных элементов 16 лопаток 4 в прорези корпуса турбины 5; зоны расширения 17 и Е1Ыхлопа 18 соответственно связанные с каналом 11 для удаления выхлопных газов; калильное средство зажигания - свечу зажигания 12 с электродами в зоне поджига 21 горючей смеси.
Роторный двигатель работает следующим образом.
Горючая смесь из карбюратора (на чертеже не показано) или воздух, при непосредственном впрыске топлива в камеру сгорания 3. через впускное отверстие по каналу 9, выполненное в корпусе турбины 5. поступает во внутреннюю полость 20 корпуса турбины 5 и лопатками 4 нагнетается по каналу 8 в полости камеры сгорания 3. При вращении ротора 2, посредством зубчатой передачи 6 устройства 19, полости со сжатой горючей смесью вращающейся камеры сгорания 3 поочередно совмещается с зоной поджига 21, где посредством электрода свечи зажигания 12 сжатая горючая смесь воспламеняется. Далее, расширяющиеся газы по впускному ка
налу 7 поступают в зону расширения 17 полости 15 корпуса статоре. 1 и давят на лопатки 4 турбины 5 и создают крутящий момент М на приводном валу 22. Во время вращения корпуса турбины 5 лопатки 4 совершают перемещение вдоль прорези с уплотнениями 16 в корпусе турбины 5 за счет того, что ось 24 вращения лопаток 4 турбины 5 соосно установлена с центральной осью статора и смещена относительно оси 25 вращения турбины с эксцентриситетом А, величину которого задают соотношением:
А =- (tm)- где, А - расстояние между осью вращения лопаток и осью вращения турбины; D - внутренний диаметр полости статора; d - наружный диаметр турбины, при этом угол между лопатками изменяется. На фиг. 2 показано положение лопаток с углом между ними равным 180°. При последующем повороте вала 22 на 90°, угол между лопатками 4 уменьшается до 135°. Поворот лопаток 4 относительно друг друга обеспечивается тем, "то одна лопатка 4 закреплена жестко на приводном валу 22 посредством шпоночного соединения 23 (см. фиг. 2), а другая смонтирована на нем по ходовой посадке (на чертеже не показано) с возможностью поворота на заданный угол относительно второй лопатки 4. При дальнейшем вращении лопаток 4 турбины 5 отработавшие выхлопные газы попадают в зону выхлопа 18 и удаляются из полости 15 корпуса статора 1 по каналу 11, Одновременно, за счет синхронизации вращения ротора 2 и лопаток 4 турбины 5 устройством 19 посредством зубчатой передачи 6 регулируют подачу горючей смеси в полости камеры сгорания 3 и обеспечивают управление степенью сжатия. Остатки выхлопных газов из полостей вращающейся камеры сгорания 3 удаляют через выхлопное отверстие по каналу К) в цилиндрическом полом корпусе 14 и производят очистку камеры сгорания 3,
Роторный двигатель внутреннего сгорания включает оригинальные системы уплотнительных элементов 16 турбины 5, смазки и охлаждения (на чертежах не показано). Двигатель не содержит сложных нетехнологи
ческих деталей и узлов, оснащен простой системой калильного зажигания Двигатель также снабжен эффективной системой очистки камеры сгорания от остатков выхлопных газов. Разработанная конструкция роторного двигателя обеспечивает возможность кратного увеличения мощности при незначительном увеличении габаритов, что существенно отличает его от прототипа и известных аналогов.
Источники информации:
1. RU № 2092709 О, 10.10.1997.
2. RU № 2046968 С1, 27.10.1995.
3. RU№ 2044140 С1, 20.09.1995.
4. RU № 2008468 О, 28.02.1994.
5. К. Ю. Чириков "Необычные двигатели". Издание "Знание", 1976г.
6. RU № 2485335 С2,20.06.2013 (прототип).
Формула изобретения
1. Роторный двигатель, содержит корпус (13), включающий цилиндрический полый статор (1) с впускным и выхлопным отверстия, топливную форсунку, средство зажигания (12) и цилиндрический корпус (14) с ротором 2 с вращающейся камерой сгорания (3), отличающийся тем, что вращающаяся камера сгорания (3) выполнена в виде двух оппозитно расположенных полусферических полостей на цилиндрической поверхности ротора (2). а в полости (15) статора (1) смонтирована турбина (5), снабженная лопатками (4), которые выполнены с возможностью взаимного углового смещения при вращении турбины (5), при этом ось (24) вращения лопаток (4) турбины (5) установлена соосно с центральной осью статора (1) и смещена относительно
оси (25) вращения турбины (5) на величину: А = --- где, А -- расстояние
между осью (24) вращения лопаток (4) и осью (25) вращения турбины (5); D - внутренний диаметр полости (15) статора (1); d ~- наружный диаметр турбины (5), а ротор (2) с вращающейся камерой сгорания (3 ) и турбина (5) кинематически связаны между собой устройством (19) посредством зубчатой передачи (6), обеспечивающей синхронность их вращения.
2 Роторный двигатель по п.1, отличающийся тем, что цилиндрический корпус (14) с ротором (2) с вращающейся камерой сгорания (3) содержит отверстие с размещенным в нем калильным средством зажигания (12) с возможностью воспламенения горючей смеси при совмещении полусферических полостей камеры сгорания (3) со средством зажигания (12).
3, Роторный двигатель по п.2, отличающийся тем. что средство зажигания (12) выполнено в виде электрической свечи зажигания.
Фиг, 1
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ
(статья 15(3) ЕАПК и правило 42 Патентной инструкции к ЕАПК)
Номер евразийской заявки: 201600314
Дата подачи:
04 мая 2016 (04.05.2016) Дата испрашиваемого приоритета:
Название изобретения: Роторный двигатель
Заявитель:
СМОРОДОВ Анатолий Васильевич
1 1 Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа) 1 1 Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ: F01C1/352 (2006.01)
F02B 53/00 (2006.01) F02B 55/14 (2006.01)
Согласно Международной патентной классификации (МПК) или национальной классификации и МПК
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК) F01C 1/00, 1/30-1/46, F02B 53/00-53/14, 55/00-55/16, F02C 5/00, 5/12
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
JPS 56501 A (OKABE AK1HIRO) 07.01.1981, реферат, фиг. 3, 4
1-3
US 3782107 A (WILFRID Н. BENDALL) 01.01.1974, кол. 2, фиг. 1
1-3
US 2208177 A (BARRETT ELMER G) 16.07.1940, фиг. 2
1-3
RU 2422652 С2 (ХОЛОДНЫЙ ГЕННАДИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ) 27.06.2011, с. 6, строка 44, фиг. 2
DE 1601832 A (RUNGE DIPL.-KFM. FRANZ-JOACHIM) 27.11.1969
1-3
| [последующие документы указаны в продолжении графы В
| | данные о патентах-аналогах указаны в приложении
* бсобые категории ссылочных документов:
"А" документ, определяющий общий уровень техники
"Е" более ранний документ, но опубликованный на дату
подачи евразийской заявки или после нее "О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
"Т" более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения
"X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень, взятый в отдельности
"Y" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с другими документами той же категории
" &" документ, являющийся патентом-аналогом
"L" документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
02 августа 2016 (02.08.2016)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., д. ЗО-ГФакс: (495)531-63-18, телетайп: 114818 ПОДАЧА
Уполномоченное лицр :
/JL/ Л. В. Андреева Телефон № (499) 240-25-91
(19)
(19)
(19)