Двухвинтовой роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

Основными недостатками роторного двигателя внутреннего сгорания (патент US N 3693601 A) являются:
- потеря тепла в окружающую среду за счет охлаждения корпуса двигателя;
- часть механической энергии, выработанной в камерах расширения расходуется на работу сжатия воздуха в блоках компрессора.

Задачей изобретения является увеличение КПД и экологичности двигателя. Технический результат достигается тем, что двухвинтовой роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с двумя цилиндрическими расточками, охлаждающую рубашку с патрубками подвода воздуха и отвода отработанных газов, свечами зажигания и форсунками впрыска топлива и размещены в нем два винтовых ротора со взаимным сопряжением, имеющие замкнутые объемы впадин между витками винтовых зубьев и стенками корпуса, образованных путем перекрытия спирали винтовой впадины ротора винтовой спиралью зуба другого ротора и при синхронном вращении роторов в разные стороны эти замкнутые объемы имеют поступательное движение и служат для подачи горючей смеси (или воздуха) в последний замкнутый виток впадины каждого ротора, которые используются в двигателе в качестве камер сгорания; винтовой зуб последнего витка спирали развернут в сторону оси ротора и выполнен полуокружным выступом, используемый в двигателе в качестве ротор-поршня, полуокружную замкнутую впадину - в камеру расширения газов продуктов сгорания топлива.

Конструкцией двигателя предусматривается охлаждение роторов и корпуса для нагрева воздуха, участвующего в процессе сгорания топлива в двигателе, что уменьшает потерю тепла двигателем в окружающую среду и увеличивает его КПД.

Впрыск топлива через форсунку в воздуховод горячего воздуха ускоряет процесс испарения топлива и пары его с воздухом образуют горючую смесь перед входом в замкнутые объемы впадин, что обеспечивает полное сгорание топлива в двигателе.

Двухвинтовой роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания представлен фиг. 1 - 7.

горизонтальный разрез общего вида двигателя с двумя винтовыми роторами в корпусе, установленных в подшипниках торцевых крышек, форсунками подачи топлива в камеры сгорания и разрезов Б-Б и В-В.

На фиг. 1 дан горизонтальный разрез общего вида двигателя с двумя винтовыми роторами в корпусе, установленных в подшипниках торцевых крышек, форсунками подачи топлива в камеры сгорания и разрезов Б-Б и В-В.

поперечный разрез двигателя по Б-Б с размещением роторов в корпусе двигателя, камерами расширения, роторными поршнями, форсунками подачи топлива в камеры сгорания и свечами зажигания, выходным патрубком горячего воздуха и сборной камерой отработанных газов и указанием продольного вертикального разреза по А-А.

На фиг. 2 показан поперечный разрез двигателя по Б-Б с размещением роторов в корпусе двигателя, камерами расширения, роторными поршнями, форсунками подачи топлива в камеры сгорания и свечами зажигания, выходным патрубком горячего воздуха и сборной камерой отработанных газов и указанием продольного вертикального разреза по А-А.

вид по А-А продольного разреза корпуса и ротора с патрубками подвода воздуха для охлаждения корпуса и ротора двигателя, форсункой подачи топлива на воздуховоде горячего воздуха.

На фиг. 3 дан вид по А-А продольного разреза корпуса и ротора с патрубками подвода воздуха для охлаждения корпуса и ротора двигателя, форсункой подачи топлива на воздуховоде горячего воздуха.

поперечный разрез по В-В, на котором показано сопряжение винтового зуба одного ротора с винтовой впадиной другого ротора в корпусе двигателя, охлаждающая полость роторов и отверстия для выхода воздуха.

На фиг. 4 дан поперечный разрез по В-В, на котором показано сопряжение винтового зуба одного ротора с винтовой впадиной другого ротора в корпусе двигателя, охлаждающая полость роторов и отверстия для выхода воздуха.

На фиг. 5, 6, 7 показана последовательность расположений камеры сгорания и камеры расширения при вращении ротора и сопряжение его со вторым ротором двигателя.

Двигатель имеет корпус 1 без горизонтального разъема с двумя цилиндрическими расточками и размещены в них два винтовых ротора 2 со взаимным сопряжением наружных элементов, см. фиг. 1, 2, 4. Корпус закрыт торцевыми крышками 3, в которых установлены подшипники 4 валов роторов 2. Каждый ротор 2 содержит две части: первую винтовую с П-образным винтовым зубом 5 и винтовой впадиной 6 и вторую - с полуокружным выступом - роторным поршнем 7 и полуокружной впадиной 8, при этом в качестве камеры сгорания 22 используется объем последнего замкнутого витка впадины первой части ротора, а в качестве камер расширения 9 используется полуокружная впадина второй части каждого ротора.

Один из роторов 2 имеет правую винтовую нарезку, другой ротор 2 - левую. На каждом валу ротора 2 насажены шестерни 10, обеспечивающие взаимное сопряжение выступов 5 и 7 с впадинами 6 и 8. Один из валов ротора 2 имеет удлинение со шпонкой 11 для соединения с передаточным валом съема мощности двигателя.

Корпус 1 имеет с нижней стороны опорные лапы 12 с отверстиями для крепления к опорной конструкции автомобиля.

Корпус 1 и каждый ротор 2 имеют воздушное охлаждение сжатым воздухом, подаваемым в двигатель для сжигания топлива. Корпус 1 имеет охлаждающую рубашку 13, состоящую из ребристой поверхности 14, приваренной обечайки 15 с патрубком 16 подвода сжатого воздуха и воздуховода 17 горячего воздуха. Каждый ротор 2 имеет охлаждающую полость 18 с подводящим отверстием 19 в валу и выходными отверстиями 20 в торце ротора.

Охлаждающий воздух к ротору 2 подводится по трубопроводу 21 от патрубка 16 к отверстию 19 в валу ротора 2.

Камерой сгорания 22 каждого ротора является объем последнего замкнутого витка впадины 6, примыкающей к камере расширения 9. В корпусе 1, в зоне нахождения камер сгорания 22, установлены форсунки 23 и свечи зажигания 24, см. фиг. 1, 2.

На воздуховоде горячего воздуха 17 установлена форсунка впрыска топлива 25, см.фиг. 3.

Отработанные газы из камер расширения 9 поступают в сборную камеру 26 и из нее отводятся по трубопроводу 27 к турбоприводу компрессора.

Охлажденный сжатый воздух от компрессора подводится к входному патрубку 16 охлаждающей рубашки 13 корпуса двигателя 1, а по трубопроводам 21 - на охлаждение роторов 2. В воздуховод горячего воздуха 17 через форсунку 25 производится подача топлива и происходит его испарение. Горючая смесь заполняется в винтовые полости впадин 6 и при вращении роторов 2 порциями, объемом каждого замкнутого витка впадины 6, подается в камеры сгорания 22, где производится дополнительный вспрыск топлива через форсунки 23, образуя тем самым богатую горючую смесь у свечи зажигания 24, и под воздействием электрической искры происходит воспламенение всей горючей смеси в камере сгорания 22, повышение давления газов продуктов топлива и расширение их в камере 9, воздействуя на ротор-поршень 7, вращая его, см. фиг. 5, 6, 7. При вращении роторов 2 камеры расширения соединяются со сборной камерой 26 и отработанные газы через нее вытесняются в трубопровод 27 подачи их к турбине компрессора.

Формула изобретения

1. Двухвинтовой роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с охлаждающей рубашкой и с патрубками подвода воздуха и отвода отработанных газов, два ротора, камеры сгорания, в зонах которых в корпусе размещены свечи зажигания и форсунки впрыска топлива, камеры расширения, отличающийся тем, что каждый ротор содержит две части: первую винтовую с П-образным винтовым зубом и винтовой впадиной и вторую с полуокружным выступом - роторным поршнем и полуокружной впадиной, при этом в качестве камеры сгорания используется объем последнего замкнутого витка впадины первой части ротора, а в качестве камер расширения используется полуокружная впадина второй части каждого ротора.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что содержит воздуховод горячего воздуха.

3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что на воздуховоде горячего воздуха установлена форсунка впрыска топлива.

Имя изобретателя: Мезенин Георгий Степанович
Имя патентообладателя: Мезенин Георгий Степанович
Почтовый адрес для переписки: 620219, г.Екатеринбург, пр-т Ленина, 41, ОАО "Уралдревпроект", гл. инженеру Ю.К. Шарапову
Дата начала отсчета действия патента: 22.03.1999

Разместил статью: admin
Дата публикации:  7-01-2003, 16:06

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Фомин Дмитрий Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!