Роторнолопастной паровой, воздушный двигатель

Область техники. Изобретение относиться к механическим двигателям внутреннего сгорания, паровым, воздушным двигателям.

Предшествующий уровень техники. Современные двигатели внутреннего сгорания поршневые с кривошипно-шатунным механизмом с клапанным газораспределением уходят своими корнями к конструкции, усовершенствованной еще Джеймсом Уаттом. Несмотря на многие минусы, эта конструкция по-прежнему остается самой распространенной в технике.

Так же существует роторный двигатель конструкции Феликса Ванкеля. Несмотря на простую конструкцию, небольшой вес, хорошие характеристики, такой двигатель не нашел широкого применения в двигателестроении так как имеет ряд минусов главный из которых низкий ресурс трущихся элементов. Так же существуют другие конструкции роторных двигателей пока не нашедшие применения.

Сущность изобретения двигателя. Двигатель имеет простую, технологичную роторно-лопастную конструкцию, с двумя подвижными клапанами-заслонками газораспределения, управляемыми в зависимости от выбранной конструкции посредством электроприводов, пневмоприводов, гидроприводов управляемых электроникой, или механически с помощью распределительных валов приводимых цепью или ремнем. Двигатель имеет небольшие размеры, вес, хорошие характеристики по мощности и крутящего момента, хороший ресурс. Может быть с искровым воспламенением или же воспламенением от сжатия, дизельным.

Аналогичную конструкцию имеет роторнолопастной паровой, воздушный двигатель за исключением отсутствия управляемых клапанов-заслонок.

Описание чертежей

стр. 1 фиг. 1 показан поперечный разрез роторно-лопастного двигателя

внутреннего сгорания

стр. 2 фиг. 2 показано, из каких главных деталей состоит двигатель

стр. 3 фиг. 3 и 4 показано как работает двигатель

фиг. 5 как работает система смазки

фиг. 6 как работает система охлаждения ротора.

стр.4 фиг. 7 паровой или воздушный двигатель

Подробное описание изобретения. Фиг. 1 и 2. Двигатель состоит из двух главных деталей ротора 2, вращающегося в цилиндре - статоре 1. Форма ротора и внутренняя полость статора выбрана такой, что при вращении клапаны - заслонки 4 и лопасти ротора 11 автоматически под действием профиля входят в свои пазы вровень с формой, не препятствуя вращению ротора. Главными элементами управления двигателя являются подвижные клапаны - заслонки 4, задача которых регулировать потоки топливной смеси в камере сгорания. Управление клапанами - заслонками 4 осуществляется электроприводами 3, это выбрано, потому что при такой схеме можно управлять циклами в широких пределах, допустим, пропускать циклы для экономии топлива, как в поршневых двигателях отключают часть цилиндров, повышая экономичность. Хотя технически можно сделать управление клапанами-заслонками с помощью распределительных валов как на обычных поршневых двигателях. Такая схема получиться более сложной и не такой гибкой по управлению. Конструктивно внутренняя форма статора и форма ротора может быть не такой как изображено на рисунках. Возможны разные варианты, но у них должны быть обязательно два управляемых клапана-заслонки.

На стр. 3 фиг. 3, 4 показана схема работы роторнодопастного двигателя внутреннего сгорания.

1 Фаза впуска: 1 лопасть ротора, пройдя впускное окно, создает за собой разрежение, из-за чего во впускной канал всасываться топливовоздушная смесь и продолжается до прихода к впускному окну 2 лопасти ротора. При этом 1 лопасть ротора свободно проходит клапан-заслонку А.

2 Фаза сжатия: 2 лопасть ротора, пройдя и закрыв впускное окно, сжимает топливо - воздушную смесь до прихода к клапану-заслонке А. Клапан-заслонка А при этом закрыта не давая топливу пройти дальше, так как в камере сгорания происходит цикл горения. Примерно за десять градусов до подхода 2 лопасти ротора до клапана- заслонки А, и окончания горения в камере сгорания топливной смеси и открытия выпускного окна, клапан-заслонка А поднимается и топливовоздушная смесь начинает переходить в камеру сгорания попутно выталкивая продукты сгорания от предыдущего цикла и тут же запирается вторым клапаном-заслонкой В блокируя смесь в камере сгорания.

3 Фаза рабочего хода: 2 лопасть ротора проходит заслонку-клапан В и смесь воспламеняется от свечи зажигания или если это дизельный вариант от впрыска топлива в камеру сгорания и ротор получает мощный импульс вращения, клапан В при этом остается в поднятом положении до окончания рабочего хода. Расширение продолжается до подхода 2 лопасти ротора к выпускному окну.

4 Фаза выпуска: выпускное окно открывается, и выхлопные газы устремляются в выхлопное окно, следующая по ходу лопасть окончательно выталкивает выхлопные газы в выхлопное окно. Цикл завершается.

На фиг. 5 показано как происходит смазка двигателя. Масло подводится непосредственно к трущимся деталям, клапанам-заслонкам и лопастям ротора по тонким каналам непосредственно в зону трения, избегая разбрызгивания. Так как его не надо разбрызгивать обеспечивается очень экономное расходование. Так же снижаются требования к маслу, так как ему не надо выдерживать многократные циклы работы в двигателе от замены до замены. Фактически масло нужно одноразовое как на двухтактных двигателях, но в отличие от двухтактных двигателей здесь масло не разбрызгивается, за счет чего обеспечивается экономия и чистота выхлопа.

На фиг. 6 показано как происходит охлаждение ротора. Так как при работе ротор будет нагреваться его нужно охлаждать. Для этого внутри ротора по каналам прокачивается охлаждающая жидкость, проходящая через ось вращения ротора. Остальная часть двигателя охлаждается так же прокачкой охладителя по каналам, на схеме не показано.

На стр. 4 фиг. 7 показан поперечный разрез роторно-лопастного парового воздушного двигателя и схема его работы. Пар или воздух под давлением поступает по трубкам 7 в полость двигателя, заставляя вращаться ротор 2, Заслонка 4 разделяет секции. Лопасть ротора 3, пройдя окно выхода пара 6, открывает его и пар выталкивается под действием следующей лопасти 3, цикл повторяется. Пружины 5 поджимают заслонку 4 и лопасть 3. Такой двигатель получается намного проще, и дешевле в производстве, так как он лишен клапанов. Под цифрами на фиг. 1 и 2 указаны детали двигателя

1 цилиндр статор двигателя

2 ротор двигателя

3 электропривод клапана - заслонки состоящий из втягивающего реле

4 перепускные клапаны - заслонки газораспределения

5 якорь реле

6 пружина сжатия клапана - заслонки

7 свеча зажигания

8 камера сгорания

9 уплотнительное полукольцо ротора

10 пружина сжатия лопасти ротора

11 лопасть ротора

12 впускной коллектор

13 пружина заслонки разделяющей полость впуска от полости выпуска

14 заслонка разделяющая полость впуска топливной смеси от полости

выпуска отработавших газов

15 впускной канал

16 выпускной канал

17 выпускной коллектор

18 передняя крышка двигателя

19 задняя крышка двигателя

20 болты, стягивающие обе крышки

На фигурах не показаны такие системы как электростартер, генератор, система охлаждения, питания, зажигания, так как они имеют традиционную конструкцию и не требуют иллюстрации.

Использование изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, получается очень компактным, легким, эффективным по характеристикам, может использоваться в промьшшенности, в любом виде техники.

Паровой или воздушный двигатель намного проще и дешевле паровой турбины, может использоваться в любой технике в генераторах, различных пневматических инструментах, пневматических приводах.

3

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)