Роторно-лопастной двигатель Роторно-лопастной двигатель Вигриянова — роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания. Особенность двигателя — применение вращающегося сложносоставного ротора, размещённого внутри цилиндра и состоящего из четырёх лопастей.
Роторно-лопастная схема двигателя была предложена ещё в 1910 году. Предлагалось только придумать к ней механизм, позволяющий двигаться лопастям по определённой закономерности. В шестидесятых годах прошлого века немецкая фирма Клёкнер-Хумбольд-Дойц (нем. Klöckner-Humboldt-Deutz) провела исследование этого двигателя с механизмом Кауэрца (нем. Eugen Kauertz). Результаты были отрицательными. Одним из отрицательных факторов была работа самого механизма преобразования движения лопастей.
В 1973 году была разработана идея нового механизма преобразования движения лопастей. Идея пришла одновременно О. М. Иванову (Томск) и группе людей из Бердска (Новосибирская область) независимо друг от друга. М. С. Вигриянов к этому не имел ни малейшего отношения.[источник не указан 2761 день][нейтральность?] Информацию о возможности изготовления роторно-лопастного двигателя он получил лишь в 1978 году, когда Иванов по приезде в Бердск изготовил первый макет этого двигателя.
Бердская группа не стала дальше работать над двигателем по причине внутренних разногласий. Иванов же создал группу из трёх человек: О. М. Иванов — автор идеи, М. С. Вигриянов — инженер-патентовед, В. А. Перемитин — слесарь.
На бердском опытно-механическом заводе (БОМЗ) был изготовлен рабочий образец, который не удалось запустить по простейшим причинам, которые стали понятны позже. За время работы с образцом стали видны некоторые недостатки этого механизма. Иванов предложил новый механизм преобразования движения, который можно было легко изготовить на доступном оборудовании. Двигатель с этим механизмом был изготовлен в Институте теплофизики СО РАН. Из бракованных деталей был собран макет, демонстрируемый Вигрияновым на фотографиях.[источник не указан 2761 день]
Разработкой интересовались в России и за рубежом: немцы, американцы, бразильцы. Предполагалось просто проверить на работоспособность данную схему, и если бы мотор проработал всего лишь пять минут, авторов схемы это вполне удовлетворило бы. Испытания показали, что в принципе мотор работоспособен, но требует больших доработок. Иванов предложил применить пластинчатые уплотнения вместо канальных в версии Вигриянова и выполнить их из графита. Нерешённой осталась схема уплотнений и смазки торцов валов.
Больше этот двигатель не изготавливался. Директор Института теплофизики СО РАН академик Владимир Накоряков создал акционерное общество для производства данного двигателя.[источник не указан 2761 день] Интересы Иванова в данном деле не присутствовали. Без автора мотор дальше дорабатывать было некому. Авторство Вигриянова в некоторой степени ставится под сомнение, так как по сути никаких кардинальных изменений в конструкции двигателя с его стороны не было,[нейтральность?] тем более не мог продолжить разработку.
На паре соосных валов установлены по две лопасти, разделяющие цилиндр на четыре рабочие камеры. Каждая камера за один оборот совершает четыре рабочих такта (набор рабочей смеси, сжатие, рабочий ход и выброс отработанных газов). Таким образом, в рамках данной конструкции возможно реализовать любой четырёхтактный цикл.
Роторно-лопастной двигатель, который изначально планировалось применять на Ё-мобиле Преимущества двигателя Иванова (Вигриянова) (роторного двигателя с неравномерным однонаправленным (пульсирующе-вращательным) движением главного рабочего элемента) характерны для любого роторного двигателя:
Недостатки этого типа роторных двигателей связаны с принципом организации рабочих процессов в конструкционной схеме процессов. Схема подразумевает снятие мощности с двух разных валов (каждый соединён со своим «коромыслом» с лопастями), движущихся неравномерно — то затормаживаясь, то ускоряясь, поочередными импульсами (при этом как бы то догоняя, то останавливая друг друга). Снятие мощности с таких «пульсирующих» валов было крайне затруднительно. Требуется также согласование их движения друг относительно друга. Согласование выполняется крайне сложным и громоздким механизмом синхронизации и схемой движения-вращения с двух валов. На фотографии этот механизм виден на задней части корпуса — его диаметр и ширина больше, чем сам диск рабочей камеры, где происходят рабочие циклы. Именно эта неравномерность вращения двух рабочих валов, их неравномерное, пульсирующее движение и определяют все трудности создания работоспособных типов этого подкласса роторных двигателей. В созданных прототипах этих двигателей огромные инерционные нагрузки быстро разрушали применяемые механизмы согласования вращения двух валов и связанных с ними роторных лопастей. По этой причине реально и эффективно работающих моделей этого типа до сих пор не создано.
К недостаткам можно, в частности, отнести высокую тепловую напряженность ротора, особенно его лопастей. Для мощных РЛДВС обязательна эффективная принудительная система охлаждения ротора.
В работе двигатель Иванова (Вигриянова) равнозначен восьмицилиндровому поршневому двигателю, поскольку за один оборот реализует четыре рабочих цикла.
 | Сообщаю заверительно, что тема роторно-лопастной машины объёмного вытеснения мною хорошо изучена, найдены все решения, необходимые и достаточные для реализации РЛДВС, но окончательный вариант конструкции РЛДВС получается слишком усложнённым, и я принимаю решение не продолжать дальше работу над РЛДВС. Правда, есть другая, и, пожалуй, основная причина – нахождение другого варианта двигателя, отличающегося от РЛДВС простотой и вдвое большим КПД.[1]. |  |
В 2002 году в СМИ появилась статья[2] о том, что проблема механизма преобразования попеременного движения лопастей в постоянное движение вала якобы была решена: упоминается, что решение достигнуто с помощью некого "дифференциального механизма". Однако, в приведённой статье какие-либо строгие подтверждения этого факта отсутствуют, но при этом указано, что изготовить двигатель не удалось, по словам автора, из-за отсутствия финансов.
wikiredia.ru
Роторно-лопастной двигатель  | Проверить нейтральность. На странице обсуждения должны быть подробности. |
Роторно-лопастной двигатель Вигриянова — роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания.
Особенность двигателя — применение вращающегося сложносоставного ротора размещённого внутри цилиндра и состоящего из четырех лопастей.Роторно-лопастная схема двигателя была предложена ещё в 1910 году. Предлагалось только придумать к ней механизм, позволяющий двигаться лопастям по определённой закономерности. В шестидесятых годах прошлого века немецкая фирма Клёкнер-Хумбольд-Дойц (нем. Klockner-Humboldt-Deutz (KHD)) провела исследование этого двигателя с механизмом Кауэрца (нем. Eugen Kauertz). Результаты были отрицательными. Одним из отрицательных факторов была работа самого механизма преобразования движения лопастей.
В 1973 году была разработана идея нового механизма преобразования движения лопастей. Идея пришла одновременно О. М. Иванову (Томск) и группе людей из Бердска (Новосибирская область) независимо друг от друга. М. С. Вигриянов к этому не имел ни малейшего отношения.[источник не указан 735 дней][нейтральность?] Информацию о возможности изготовления роторно-лопастного двигателя он получил лишь в 1978 году, когда Иванов по приезде в Бердск изготовил первый макет этого двигателя.
Бердская группа не стала дальше работать над двигателем по причине внутренних разногласий. Иванов же создал группу из трёх человек: О. М. Иванов — автор идеи, М. С. Вигриянов — инженер-патентовед, В. А. Перемитин — слесарь.
На бердском опытно-механическом заводе (БОМЗ) был изготовлен рабочий образец, который не удалось запустить по простейшим причинам, которые стали понятны позже. За время работы с образцом стали видны некоторые недостатки этого механизма. Иванов предложил новый механизм преобразования движения, который можно было легко изготовить на доступном оборудовании. Двигатель с этим механизмом был изготовлен в Институте теплофизики СО РАН. Из бракованных деталей был собран макет, демонстрируемый Вигрияновым на фотографиях.[источник не указан 735 дней]
Разработкой интересовались в России и за рубежом: немцы, американцы, бразильцы. Предполагалось просто проверить на работоспособность данную схему, и если бы мотор проработал всего лишь пять минут, авторов схемы это вполне удовлетворило бы. Испытания показали, что в принципе мотор работоспособен, но требует больших доработок. Иванов предложил применить пластинчатые уплотнения вместо канальных в версии Вигриянова и выполнить их из графита. Нерешённой осталась схема уплотнений и смазки торцов валов.
Больше этот двигатель не изготавливался. Директор Института теплофизики СО РАН академик Владимир Накоряков создал акционерное общество для производства данного двигателя.[источник не указан 735 дней] Интересы Иванова в данном деле не присутствовали. Без автора мотор дальше дорабатывать было некому. Авторство Вигриянова в некоторой степени ставится под сомнение, так как по сути никаких кардинальных изменений в конструкции двигателя с его стороны не было,[нейтральность?] тем более не мог продолжить разработку.
Роторно-лопастной двигатель: цикл работы На паре соосных валов установлены по две лопасти, разделяющие цилиндр на четыре рабочие камеры. Каждая камера за один оборот совершает четыре рабочих такта (набор рабочей смеси, сжатие, рабочий ход и выброс отработанных газов). Таким образом, в рамках данной конструкции возможно реализовать любой четырехтактный цикл.
Роторно-лопастной двигатель применяемый на Ё-мобиле Преимущества двигателя Иванова (Вигриянова) (роторного двигателя с неравномерным однонаправленным (пульсирующе-вращательным) движением главного рабочего элемента) характерны для любого роторного двигателя:
Недостатки этого типа роторных двигателей связаны с принципом организации рабочих процессов в конструкционной схеме процессов. Схема подразумевает снятие мощности с двух разных валов (каждый соединен со своим «коромыслом» с лопастями), движущихся неравномерно — то затормаживаясь, то ускоряясь, поочередными импульсами (при этом как бы то догоняя, то останавливая друг друга). Снятие мощности с таких «пульсирующих» было крайне затруднительно. Требуется также согласование их движения друг относительно друга. Согласование выполняется крайне сложным и громоздким механизмом синхронизации и схемой движения-вращения с двух валов. На фотографии этот механизм виден на задней части корпуса — его диаметр и ширина больше, чем сам диск рабочей камеры, где происходят рабочие циклы. Именно эта неравномерность вращения двух рабочих валов, их неравномерное, пульсирующее движение и определяют все трудности создания работоспособных типов этого подкласса роторных двигателей. В созданных прототипах этих двигателей огромные инерционные нагрузки быстро разрушали применяемые механизмы согласования вращения двух валов и связанных с ними роторных лопастей. По этой причине реально и эффективно работающих моделей этого типа до сих пор не создано.
К недостаткам можно, в частности, отнести высокую тепловую напряженность ротора, особенно его лопастей. Для мощных РЛДВС обязательна эффективная принудительная система охлаждения ротора.
В работе двигатель Иванова (Вигриянова) равнозначен восьмицилиндровому поршневому двигателю, поскольку за один оборот реализует четыре рабочих цикла.
 | Сообщаю заверительно, что тема роторно-лопастной машины объёмного вытеснения мною хорошо изучена, найдены все решения, необходимые и достаточные для реализации РЛДВС, но окончательный вариант конструкции РЛДВС получается слишком усложнённым, и я принимаю решение не продолжать дальше работу над РЛДВС. Правда, есть другая, и, пожалуй, основная причина – нахождение другого варианта двигателя, отличающегося от РЛДВС простотой и вдвое большим КПД.[1]. |  |
biograf.academic.ru
Роторно-лопастной двигатель Роторно-лопастной двигатель Вигриянова — роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания. Особенность двигателя — применение вращающегося сложносоставного ротора, размещённого внутри цилиндра и состоящего из четырёх лопастей.
Роторно-лопастная схема двигателя была предложена ещё в 1910 году. Предлагалось только придумать к ней механизм, позволяющий двигаться лопастям по определённой закономерности. В шестидесятых годах прошлого века немецкая фирма Клёкнер-Хумбольд-Дойц (нем. Klöckner-Humboldt-Deutz) провела исследование этого двигателя с механизмом Кауэрца (нем. Eugen Kauertz). Результаты были отрицательными. Одним из отрицательных факторов была работа самого механизма преобразования движения лопастей.
В 1973 году была разработана идея нового механизма преобразования движения лопастей. Идея пришла одновременно О. М. Иванову (Томск) и группе людей из Бердска (Новосибирская область) независимо друг от друга. М. С. Вигриянов к этому не имел ни малейшего отношения.[источник не указан 2442 дня][нейтральность?] Информацию о возможности изготовления роторно-лопастного двигателя он получил лишь в 1978 году, когда Иванов по приезде в Бердск изготовил первый макет этого двигателя.
Бердская группа не стала дальше работать над двигателем по причине внутренних разногласий. Иванов же создал группу из трёх человек: О. М. Иванов — автор идеи, М. С. Вигриянов — инженер-патентовед, В. А. Перемитин — слесарь.
На бердском опытно-механическом заводе (БОМЗ) был изготовлен рабочий образец, который не удалось запустить по простейшим причинам, которые стали понятны позже. За время работы с образцом стали видны некоторые недостатки этого механизма. Иванов предложил новый механизм преобразования движения, который можно было легко изготовить на доступном оборудовании. Двигатель с этим механизмом был изготовлен в Институте теплофизики СО РАН. Из бракованных деталей был собран макет, демонстрируемый Вигрияновым на фотографиях.[источник не указан 2442 дня]
Разработкой интересовались в России и за рубежом: немцы, американцы, бразильцы. Предполагалось просто проверить на работоспособность данную схему, и если бы мотор проработал всего лишь пять минут, авторов схемы это вполне удовлетворило бы. Испытания показали, что в принципе мотор работоспособен, но требует больших доработок. Иванов предложил применить пластинчатые уплотнения вместо канальных в версии Вигриянова и выполнить их из графита. Нерешённой осталась схема уплотнений и смазки торцов валов.
Больше этот двигатель не изготавливался. Директор Института теплофизики СО РАН академик Владимир Накоряков создал акционерное общество для производства данного двигателя.[источник не указан 2442 дня] Интересы Иванова в данном деле не присутствовали. Без автора мотор дальше дорабатывать было некому. Авторство Вигриянова в некоторой степени ставится под сомнение, так как по сути никаких кардинальных изменений в конструкции двигателя с его стороны не было,[нейтральность?] тем более не мог продолжить разработку.
Роторно-лопастной двигатель: цикл работы На паре соосных валов установлены по две лопасти, разделяющие цилиндр на четыре рабочие камеры. Каждая камера за один оборот совершает четыре рабочих такта (набор рабочей смеси, сжатие, рабочий ход и выброс отработанных газов). Таким образом, в рамках данной конструкции возможно реализовать любой четырёхтактный цикл.
Роторно-лопастной двигатель, который изначально планировалось применять на Ё-мобиле Преимущества двигателя Иванова (Вигриянова) (роторного двигателя с неравномерным однонаправленным (пульсирующе-вращательным) движением главного рабочего элемента) характерны для любого роторного двигателя:
Недостатки этого типа роторных двигателей связаны с принципом организации рабочих процессов в конструкционной схеме процессов. Схема подразумевает снятие мощности с двух разных валов (каждый соединён со своим «коромыслом» с лопастями), движущихся неравномерно — то затормаживаясь, то ускоряясь, поочередными импульсами (при этом как бы то догоняя, то останавливая друг друга). Снятие мощности с таких «пульсирующих» валов было крайне затруднительно. Требуется также согласование их движения друг относительно друга. Согласование выполняется крайне сложным и громоздким механизмом синхронизации и схемой движения-вращения с двух валов. На фотографии этот механизм виден на задней части корпуса — его диаметр и ширина больше, чем сам диск рабочей камеры, где происходят рабочие циклы. Именно эта неравномерность вращения двух рабочих валов, их неравномерное, пульсирующее движение и определяют все трудности создания работоспособных типов этого подкласса роторных двигателей. В созданных прототипах этих двигателей огромные инерционные нагрузки быстро разрушали применяемые механизмы согласования вращения двух валов и связанных с ними роторных лопастей. По этой причине реально и эффективно работающих моделей этого типа до сих пор не создано.
К недостаткам можно, в частности, отнести высокую тепловую напряженность ротора, особенно его лопастей. Для мощных РЛДВС обязательна эффективная принудительная система охлаждения ротора.
В работе двигатель Иванова (Вигриянова) равнозначен восьмицилиндровому поршневому двигателю, поскольку за один оборот реализует четыре рабочих цикла.
| Сообщаю заверительно, что тема роторно-лопастной машины объёмного вытеснения мною хорошо изучена, найдены все решения, необходимые и достаточные для реализации РЛДВС, но окончательный вариант конструкции РЛДВС получается слишком усложнённым, и я принимаю решение не продолжать дальше работу над РЛДВС. Правда, есть другая, и, пожалуй, основная причина – нахождение другого варианта двигателя, отличающегося от РЛДВС простотой и вдвое большим КПД.[1]. | |
В 2002 году в СМИ появилась статья[2] о том, что проблема механизма преобразования попеременного движения лопастей в постоянное движение вала якобы была решена: упоминается, что решение достигнуто с помощью некого "дифференциального механизма". Однако, в приведённой статье какие-либо строгие подтверждения этого факта отсутствуют, но при этом указано, что изготовить двигатель не удалось, по словам автора, из-за отсутствия финансов.
encyclopaedia.bid
. СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. История создания 4
2. Устройство 7
3. Принцип работы двигателя 8
4. Достоинства и недостатки роторно-лопастного двигателя 9
5. Область применения 11
Заключение 14
Литература 16
Введение
В настоящее время проблеме экологии автомобильного транспорта уделяется огромное внимание большинства автомобильных фирм. Доля вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработанными газами автомобильных двигателей, составляет до 63% от общего загрязнения окружающей среды. Разработки и выставленные образцы на международных салонах позволяют определить достижения ведущих фирм, а так же проследить тенденции развития этих фирм на пути создания экологического двигателя.
Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания (РЛ ДВС) – двигатель, в котором давление расширяющихся газов воспринимают вращающиеся на валу лопасти. Заманчивая идея позволяет избавиться от недостатков поршневого двигателя, связанных с преобразованием поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.
1 История создания
Двигатель Вигрия́нова — роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, конструкция которого разработана в 1973 году инженером Михаилом Степановичем Вигрияновым. Особенность двигателя — применение вращающегося сложносоставного ротора размещённого внутри цилиндра и состоящего из четырех лопастей.
Рисунок 1 –двигатель Вигриянова
Данный роторный двигатель относится ко второй классификационной группе возможных вариантов роторных моторов, из 7 возможных групп конструктивной компоновки. Эта схема компоновки двигателя отличается тем, что главный рабочий элемент двигателя, воспринимающий на себя давление рабочих газов состоит из двух частей. Каждая часть представляет собой "коромысло", центр которого расположен на главном валу мотора, а на концах - расположены "поршни-лопасти". Два этих коромысла с лопастями движутся согласованно друг относительно друга и между их поршневыми лопастями то уменьшается, то увеличивается объем. В этих рабочих объемах-камерах и совершаются рабочие такты 4-х такного цикла - "всасывание", "сжатие", "сгорание-расширение" и "выхлоп". При всей очевидности и наглядности осуществления 4-х тактного цикла в этом типе роторных двигателей, они имеют ряд существенных технологических и конструктивных недостатков, которые и не позволили до сих пор создать эффективно действующей модели этого типа роторных двигателей.
Роторно–лопастная схема двигателя была предложена ещё в 1910 году. Предлагалось только придумать к ней механизм, позволяющий двигаться лопастям по определённой закономерности. В шестидесятых годах прошлого века немецкая фирма Клёкнер-Хумбольд-Дойц (нем. Klockner-Humboldt-Deutz (KHD)) провела исследование этого двигателя с механизмом Коуэрца. Результаты были отрицательными. Одним из отрицательных факторов была работа самого механизма преобразования движения лопастей.
В 1973 году была разработана идея нового механизма преобразования движения лопастей. Идея пришла одновременно Иванову О. М. (Томск) и группе людей из Бердска (Новосибирская область) независимо друг от друга. М. С. Вигриянов к этому не имел ни малейшего отношения. Информацию о возможности изготовления роторно-лопастного двигателя он получил лишь в 1978 году, когда Иванов О. М., по приезде в Бердск изготовил первый макет этого двигателя.
Бердская группа не стала дальше работать над двигателем по причине внутренних разногласий. Иванов же создал группу из трёх человек: Иванов О. М. — автор идеи, Вигриянов М. С. — инженер патентовед, Перемитин В. А. — слесарь.
Был изготовлен рабочий образец, который не удалось запустить по простейшим причинам, которые стали понятны позже. За время работы с образцом стали видны некоторые недостатки этого механизма. Иванов предложил новый механизм преобразования движения, который можно было легко изготовить на простом доступном оборудовании. Двигатель с этим механизмом был изготовлен в Институте теплофизики СО РАН. Из бракованных деталей был собран макет, демонстрируемый Вигрияновым на фотографиях
Разработкой интересовались в России и за рубежом: немец, американцы, бразилец. Предполагалось просто проверить на работоспособность данную схему, и если бы мотор проработал всего лишь пять минут, авторов схемы это вполне удовлетворило бы. Испытания показали, что в принципе мотор работоспособен, но требует больших доработок. Уплотнения никакие не канальные, как рекламирует Вигриянов, а пластинчатые, могут быть графитовыми и не требовать смазки. А вот уплотнения и смазка торцов валов — серьёзная проблема.
Больше этот двигатель не изготавливался. Директор Института теплофизики СО РАН академик Накоряков В. Е. создал акционерное общество для производства данного двигателя. Интересы Иванова в данном деле не присутствовали. Без автора мотор дальше дорабатывать было некому. Авторство Вигриянова в некоторой степени ставится под сомнение, так как по сути никаких кардинальных изменений в конструкции двигателя с его стороны не было, тем более не мог продолжить разработку
2 Устройство
Устроен роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания следующим образом. В круговом цилиндре соосно расположен ротор, состоящий из двух частей. На каждой из них установлена пара лопастей (лопастей может быть и большее количество). Рабочие зазоры ротора устанавливаются подшипниками. На широких лопастях несложной конфигурации без особых проблем устанавливаются элементы уплотнений.
Рисунок 2 – Устройство роторно-лопастного двигателя
При вращении ротора в одном направлении лопасти совершают колебания друг относительно друга, создавая замкнутые внутри цилиндра объемы переменной величины. Движение лопастей друг относительно друга и относительно корпуса двигателя задается синхронизатором. Один из предложенных вариантов изображен на модели.
Это механизм на основе сателлитной шестерни и шатунно-рычажного узла. Конструкция была предложена более 80 лет назад и все равно продолжает патентоваться. Конструкций синхронизаторов и компоновок двигателя предложено довольно много, но большинство из них похожи, многократно запатентованы и отличаются лишь незначительными нюансами, которые не принципиальны.
3 Принцип работы двигателя
Как уже говорилось выше, при вращении ротора в одном направлении лопасти совершают колебания друг относительно друга, создавая замкнутые внутри цилиндра объемы переменной величины.
Рисунок 3 – принцип работы роторно-лопастного двигателя
На представленной схеме лопасти движутся против часовой стрелки неравномерно, то ускоряясь, то замедляясь. В результате в нижнем правом секторе происходит такт впуска, в верхнем правом секторе - такт сжатия, в "верхней мертвой точке" - воспламенение смеси, в верхнем левом секторе - рабочий ход, в левом нижнем секторе - такт выпуска.
Такая последовательность тактов повторяется за каждый полный оборот ротора. Таким образом, весь четырехтактный цикл выполняется за один оборот вала ротора. Этим роторно-лопастной двигатель существенно отличается от поршневого ДВС. У последнего четырехтактный цикл осуществляется за два оборота коленвала.
4 Достоинства и недостатки роторно-лопастного двигателя
Преимущества роторно-лопастного двигателя перед "классическим" тронковым двигателем внутреннего сгорания на первый взгляд очевидны и весьма значительны.
Рисунок 4 – общий вид двигателя «Ё-Мобиля»
Чем РЛДВС лучше современного поршневого двигателя?
-Эффективный КПД на 10-12% выше.
-На всех режимах работы расход топлива меньше, чем у поршневого двигателя.
-Малое количество деталей.
-Простота конструкции. Нет сложного механизма газораспределения. Более технологичен.
-Эффективный газообмен способствует лучшему сжиганию топлива и меньшей токсичности.
-Хорошая уравновешенность.
-В несколько раз лучше удельные массогабаритные показатели.
-Несравнимо малый расход смазочных материалов.
-Существенно ниже стоимость производства
-На паре соосных валов установлены по две лопасти, разделяющие цилиндр на четыре рабочие камеры. Каждая камера за один оборот совершает четыре рабочих такта (набор рабочей смеси, сжатие, рабочий ход и выброс отработанных газов). Таким образом, в рамках данной конструкции возможно реализовать любой четырехтактный цикл.
Недостатки этого типа роторных двигателей кроются в самом принципе организации рабочих процессов в их конструкционной схеме. А она заключается в том, что мощность снимается с двух разных валов, а эти валы (каждый соединен со своим "коромыслом" с лопастями) движутся неравномерно, как бы то догоняя, то останавливая друг друга- то затормаживаясь, то ускоряясь- поочередными импульсами. Естественно, снимать мощность с таких "пульсирующих" валов очень сложно, а еще надо согласовывать их движение друг относительно друга. Для этого служит очень сложный и громоздкий механизм синхронизации и схема движения-вращения с двух валов. На приведенной в статье фотографии этот механизм виден на задней части корпуса- его диаметр и ширина больше, чем сам диск рабочей камеры, где происходят рабочие циклы... Именно эта неравномерность вращения 2-х рабочих валов, их неравномерное, пульсирующее движение и определяют все трудности создания работоспособных типов этого подкласса роторных двигателй. В созданных прототипах этих двигателей огромные инерционные нагрузки быстро разрушали применяемые механизмы согласования вращения двух валов и связанных с ними роторных лопастей. Этим объясняется то, что реально и эффективно работающих моделей этого типа до сих пор не создано.
К недостаткам можно, в частности, отнести высокую тепловую напряженность ротора, особенно его лопастей. Для мощных РЛДВС обязательна эффективная принудительная система охлаждения ротора.
В работе двигатель Вигриянова эквивалентен восьмицилиндровому поршневому двигателю, так как за один оборот реализует четыре рабочих цикла.
5 Область применения
В январе 2010 года Группа ОНЭКСИМ и Холдинг «Яровит» объявили о запуске проекта производства ё-Мобиль - нового городского автомобиля.
Группа ОНЭКСИМ выступает в качестве стратегического и финансового партнера с долей участия равной 51% Холдинг «Яровит» отвечает за реализацию всех основных составляющих проекта владеет 49%.На презентации автомобилей: кросс-купе, микровен и фургон, была представлена и новая силовая установка, которая в перспективе будет состоять из тороидального роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания, работающего на 92-м бензине и метане, совмещённого с генератором. Преимущества такого ДВС (при прочих равных) заключается в относительно небольших размерах и более высоком (примерно на 10%) КПД. Таким образом, работающие на метане ё-мобили с запасом укладываются в нормы Евро-5.
Абсолютно новая концепция и бизнес-модель автопроизводства: инновационные составляющие в конструкции ё-Мобиль и производственной технологии, в маркетинге и эксплуатационной инфраструктуре.
Производство этого автомобиля предполагается максимально рационализировать и упростить — вместо шести тысяч деталей, как в обычном автомобиле, ё-Мобиль будет состоять из 400 комбинируемых между собой блоков. Такая схема позволит объединить в одном месте производство, сервисную станцию и магазин.
Силовая установка не крутит колёса, а питает тяговые электромоторы и подзаряжает суперконденсаторы (конденсаторы большой ёмкости, в данном случае около 4,8 фарад). Ёмкость и работоспособность суперконденсаторов мало зависит от температуры. Они неприхотливы, имеют больший срок службы, чем литиево-ионные аккумуляторы, обладают меньшим внутренним сопротивлением, а значит быстрее набирают и отдают заряд.
В обычном четырехтактном двигателе с одним цилиндром за 2 оборота коленчатого вала происходит один рабочий ход. В роторно-лопастном двигателе – за 2 оборота 8 рабочих ходов. Из этого следует, что роторно-лопастной двигатель работает как восьмицилиндровый двигатель. При этом он имеет меньшие габариты и массу. Благодаря полностью симметричной конструкции двигатель хорошо уравновешен и создает минимальные уровни вибрации.
stud24.ru
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания с переменной скоростью вращения рабочих элементов. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит корпус с цилиндрической рабочей полостью, два соосных рабочих вала один в другом, к одним торцам которых присоединены диски с диаметрально расположенными секторными лопастями, вращающимися в рабочей полости корпуса, а ко вторым торцам рабочих валов присоединены ведущие шестерни дифференциала с выходным валом двигателя. Согласно изобретению он содержит сдвоенный мальтийский механизм, причем один крест механизма повернут относительно другого на половину угла мальтийского креста, а дифференциал преобразует вращательно-прерывистое движение рабочих валов во вращение выходного вала двигателя с постоянной угловой скоростью. 2 ил.
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в областях техники, где при эксплуатации не ожидается резких изменений внешних нагрузок, рывков (авиация, морской флот).
Целью создания роторных двигателей является устранение из конструкции поршня, коленчатого вала, шатуна, не участвующих непосредственно во вращении, а преобразующих возвратно-поступательное движение поршня во вращение выходного вала с затратой соответствующего количества энергии на это преобразование. Основная трудность заключается в создании рабочего объема, в котором газы при горении и расширении через лопасть могли бы передавать крутящий момент рабочему валу, соединенному с этой лопастью. Это можно осуществить, если газы, расширяясь, будут опираться на неподвижную, застопоренную лопасть, поворачивая при этом подвижную в данный момент другую лопасть. Вторая трудность - преобразование движений частей двигателя во вращение выходного вала двигателя с постоянной угловой скоростью. Решение названной задачи описано в а.с. СССР N 847937, кл. F 02 В 55/00, пр. 02.04.71 г. Представлен роторный двигатель внутреннего сгорания, имеющий корпус с кольцевой рабочей камерой, лопасти на соосных валах, неравномерно вращающиеся и кинематически связанные с выходным валом, который вращается с постоянной угловой скоростью. Лопасти периодически, попеременно изменяют угловую скорость вращения, создавая между собой изменяющиеся рабочие объемы, что недостаточно эффективно с точки зрения степени сжатия рабочего тела. Двигатель сложен по конструкции, отличается сложной схемой преобразования движений. Известна роторная машина, заявленная в а.с. СССР 1244356, кл. F 01 C 1/063, пр. 10.11.74 г. Машина имеет цилиндрический корпус, два ротора в нем, выполненные в виде торцевых дисков с пустотелыми лопастями, закрепленные на коаксиальных валах и связанные механизмом преобразования и выходной вал, соединенный с внутренним коаксильным валом. В этой машине рабочие объемы также создаются неравномерно вращающимися лопастями, что, учитывая высокую сложность кинематики, малоэффективно при регулировке степени сжатия горючей смеси в рабочих объемах. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому роторно-лопастному двигателю является роторный двигатель, созданный по а.с. СССР 1318704, пр. 03.04.85 г., содержащий цилиндрическую полость с размещенными в ней секторными лопастями, установленными на соосных валах, и механизм преобразования движений лопастей, выполненный в виде пары рычагов, соединенных с валами лопастей, и кулисы, установленной на выходном валу и взаимодействующей с роликами рычагов, при этом кулиса присоединена к выходному валу шарнирами и имеет кольцевой копир с двумя участками профилей различной высоты обеспечения качания кулисы в плоскости рычагов. Механизм преобразования эффективно создает рабочие объемы для работы двигателя и создания постоянной угловой скорости выходного вала. Достигается это сложностью механизма, а также сложностью кинематики всех составных частей. Кроме этого, применение возвратно-поступательного движения все же используется, хоть и для решения иных задач. Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности работы двигателя. Она достигается тем, что в двигателе, имеющем корпус с цилиндрической рабочей полостью, два соосных вала (один в другом, внешний и внутренний), к одному торцу которых присоединены диски с диаметрально расположенными секторными лопастями, вращающимися в полости корпуса, создавая рабочие объемы между собой; сдвоенный мальтийский механизм, взаимодействующий с дисками, причем один крест механизма повернут относительно другого на половину угла креста; на вторых торцах соосных валов закреплены ведущие шестерни дифференциала с выходным валом на водиле, впускной и выпускной патрубки, свечу зажигания, подшипники; рабочие объемы создаются вращением одной пары лопастей при застопоренной в это время другой паре. Таких рабочих объемов - четыре и во всех одновременно происходят рабочие циклы двигателя. Сущность изобретения представлена на чертежах: фиг.1 и фиг.2. На фиг.1 изображен принципиальный вид предлагаемого роторно-лопастного двигателя, где обозначено: 1 - корпус с цилиндрической полостью, 2 - диск с лопастью на торце внутреннего из соосных рабочих валов (вторую лопасть не видно), 3 - диск с лопастью на торце внешнего рабочего вала, 4 - сдвоенный мальтийский механизм, 5 - ведущая шестерня дифференциала на внешнем рабочем валу, 6 - водило дифференциала с шестеренчатыми колесами и выходным валом 8, 7 - ведущая шестерня на внутреннем рабочем валу, 9 - подшипники, на которых вращаются валы, дифференциал со своими колесами, сдвоенный мальтийский крест, 10 - впускной патрубок, 11 - выпускной патрубок (их место обозначено пунктиром). На фиг.2 представлены сечения цилиндрической полости корпуса - 1 с различными положениями лопастей. Незаштрихованными обозначены лопасти внутреннего вала, заштрихованные лопасти соединены с внешним рабочим валом (в рабочей полости его нет), "стопор" - условное обозначение действия мальтийского механизма. Показаны четыре взаимоположения лопастей, когда рабочие валы совершают повороты в 180 градусов. Положение - I соответствует изображенному на фиг.1. В этом положении лопасть 3 с внешним валом зафиксирована мальтийским крестом. Второй крест, сдвоенный с первым и сдвинутый по углу относительно него, дает возможность лопасти 2 с внутренним валом провернуться за счет "рабочего хода", происходящего в объеме между лопастями 0 и 1 (зона "В"). Ведущая шестерня 7 поворачивается вместе с внутренним валом, поворачивая сателлиты водила 6, которые, прокатываясь по застопоренной шестерне 5, поворачивают водило 6 с выходным валом двигателя 8. Во время поворота в зоне "А" между лопастями 3 и 2 происходит "впуск," в зоне "Б" происходит "сжатие" (объем между лопастями 0 и 2 уменьшается), в зоне "Г" - "выхлоп" (объем между лопастями 3 и 1 также уменьшается). В определенном положении лопасти 2, зависящем от степени сжатия и "опережении зажигания", искрой свечи поджигается горючая смесь в объеме 0-2. Мальтийский крест освобождает лопасти 3 и 0, и они начинают вращаться под действием горящих газов, а лопасти 1 и 2 занимают положение в рабочей полости корпуса 1, ранее занимаемое лопастями 3 и 0, и фиксируются вторым крестом мальтийского механизма, стопоря лопасть 1 (положение II). Лопасти 3 и 0 поворачиваются до 180o, пока лопасть 0 не зафиксируется первым крестом (положение III). В положении IV внутренний вал совершил пол-оборота. При этом дифференциал преобразует вращательно-прерывистое движение рабочих валов во вращение выходного вала двигателя с постоянной угловой скоростью. За полные обороты двух рабочих валов совершается шесть "рабочих ходов" двигателя. Обороты выходного вала двигателя зависят от передаточного отношения дифференциала.Формула изобретения
Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с цилиндрической рабочей полостью, два соосных рабочих вала один в другом, к одним торцам которых присоединены диски с диаметрально расположенными секторными лопастями, вращающимися в рабочей полости корпуса, ко вторым торцам рабочих валов присоединены ведущие шестерни дифференциала с выходным валом двигателя, и сдвоенный мальтийский механизм, взаимодействующий с дисками, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности за счет регулируемого создания рабочих объемов двигателя применен сдвоенный мальтийский механизм, причем один крест механизма повернут относительно другого на половину угла мальтийского креста, а дифференциал преобразует вращательно-прерывистое движение рабочих валов во вращение выходного вала двигателя с постоянной угловой скоростью.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2Похожие патенты:
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторных двигателях внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям с переменной скоростью вращения поршней
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторно-лопастных двигателях внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям с переменной скоростью вращения лопастей
Изобретение относится к машиностроению, а именно к роторным двигателям
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к роторным двигателям внутреннего сгорания
Изобретение относится к машиностроению, в частности к объемным роторным машинам, и может быть использовано в компрессорах, насосах и двигателях внутреннего сгорания
Изобретение относится к транспорту и, в частности к конструированию автомобилей
Изобретение относится к гидропневмомашиностроению и может быть использовано в качестве насоса, компрессора или двигателя
Изобретение относится к технике для изготовления героторных механизмов винтовых гидромашин, а именно к устройствам для ориентированной сборки модулей роторов и статоров этих механизмов
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторно-поршневых двигателях внутреннего сгорания
Изобретение относится к героторным гидромашинам для нефтяных и газовых скважин и может использоваться в гидромоторах общего назначения
Изобретение относится к героторным механизмам винтовых забойных двигателей для бурения нефтяных и газовых скважин, к винтовым насосам для добычи нефти и перекачивания жидкостей, а также к винтовым гидромоторам общего назначения
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для сервисного обслуживания гидравлических забойных двигателей (ГЗД), и предназначено для обкатки и проведения испытаний как новых ГЗД, так и после проведения ремонта
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в двигателестроении для транспортных средств и стационарных энергетических установок
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для сервисного обслуживания винтовых забойных двигателей (ВЗД) и предназначено для нанесения смазочных материалов (консервации) на трущиеся поверхности внутренних деталей и узлов ВЗД после проведения испытаний как новых, так и прошедших капитальный ремонт ВЗД
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания с переменной скоростью вращения рабочих элементов
www.findpatent.ru
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторно-лопастным двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет получить более высокое соотношение мощности и крутящего момента к общей массе агрегата, а также повысить КПД. Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания содержит статор и ротор с подвижными лопастями. Статор имеет точку фрикционного контакта с ротором и разделительный ролик, разделяющие пространство между ротором и статором на объемные части, с отверстиями для поступления рабочей смеси и удаления отработанных газов, в которых происходят термодинамические процессы расширения и сжатия рабочей смеси. Подвижные лопасти синхронизированы между собой посредством шестеренчатого зацепления непосредственно или через промежуточные шестерни. На внутренней поверхности торцевых крышек статора выполнены замкнутые желоба-канавки, обеспечивающие прилегание кромки лопасти к поверхности статора и положение лопастей в зависимости от положения ротора при вращении. Тело ротора располагается на оси вращения (на валу). Лопасти ротора при прохождении точки фрикционного контакта, вращаясь на оси ротора или передвигаясь по дуге из одного крайнего положения в другое, ограничивая двумя гранями сжатый объем газа между собой и телом статора, переносят его через точку фрикционного контакта из области сжатия в область сгорания и расширения. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторно-лопастным двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в качестве силового агрегата в автотранспорте и других передвижных и стационарных силовых установках.
Известен классический поршневой двигатель внутреннего сгорания, состоящий из корпуса-картера с рабочими камерами (цилиндрами), поршней и кривошипно-шатунного механизма. В сравнении с предлагаемой конструкцией ДВС, основным недостатком поршневого двигателя с кривошипно-шатунным механизмом является наличие возвратно-поступательного движения поршня и шатуна при работе двигателя, что влечет за собой постоянное движение с ускорением данных деталей и, как следствие, значительные потери на трение и на саму динамику механизма в целом.
Известен также роторно-поршневой ДВС конструкции Ф.Ванкеля, состоящий из неподвижного статора-картера и трехгранного ротора-поршня, движущегося по эпитрохоиде и отсекающего при своем движении между статором и ротором полости переменного объема. Недостатком такой конструкции является неравномерность движения ротора, влекущая за собой быстрый износ деталей, в результате чего траектория ротора перестает соответствовать сложной кривой эпитрохоиде, нарушается герметичность отсекаемых объемов и пропадает компрессия.
Технической задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков, а именно недостатков кривошипно-шатунного механизма, в котором тепловая энергия сгорания топлива сначала преобразуется в прямолинейное движение поршня, а уже затем со значительными потерями во вращательное движение коленчатого вала. В предлагаемом устройстве энергия сгорания топлива сразу преобразуется во вращательную энергию вала ротора, благодаря чему достигается значительное снижение механических потерь, повышение надежности, устранение шума и вибрации. При работе двигателя в его рабочей полости происходят те же химические процессы, что и в рабочей полости цилиндра четырехтактного ДВС, так же присутствует процесс впуска, происходящий при разрежении относительно атмосферного давления, процесс сжатия рабочей смеси, вызывающий ее разогрев, процесс воспламенения от электрической искры и расширение с совершением работы и процесс выпуска отработанных газов путем их выталкивания из рабочей полости в выхлопную систему. Изобретение позволяет с помощью применения новой кинематической схемы и конструкции получить более высокое соотношение мощности и крутящего момента к общей массе агрегата, а также получить более высокий КПД.
Техническая задача достигается тем, что в роторно-лопастном двигателе внутреннего сгорания, содержащем статор и ротор с подвижными лопастями, согласно изобретению, статор имеет точку фрикционного контакта с ротором и разделительный ролик, разделяющие пространство между ротором и статором на объемные части, с отверстиями для поступления рабочей смеси и удаления отработанных газов, в которых происходят термодинамические процессы расширения и сжатия рабочей смеси. Подвижные лопасти синхронизированы между собой посредством шестеренчатого зацепления непосредственно или через промежуточные шестерни. На внутренней поверхности торцевых крышек статора выполнены замкнутые желоба-канавки, обеспечивающие прилегание кромки лопасти к поверхности статора и положение лопастей в зависимости от положения ротора при вращении. Тело ротора располагается на оси вращения (на валу), а лопасти ротора при прохождении точки фрикционного контакта, вращаясь на оси ротора или передвигаясь по дуге из одного крайнего положения в другое, ограничивая двумя гранями сжатый объем газа между собой и телом статора, переносят его через точку фрикционного контакта из области сжатия в область сгорания и расширения.
Чертежи, поясняющие изобретение:
фиг.1 - роторно-лопастной двигатель - поперечный разрез;
фиг.2, 3, 4, 5 - поперечные разрезы различных вариантов ротора двигателя;
фиг.6 - схема, поясняющая принцип работы двигателя;
фиг.7, 8, 9, 10 - роторно-лопастной двигатель при различных положениях ротора - поперечный разрез;
фиг.11 - второй вариант роторно-лопастного двигателя - поперечный и продольный осевой разрезы.
На фиг.1 изображена общая схема двигателя. Двигатель содержит корпус-картер (статор) 1, в цилиндрической усеченной полости которого располагается ротор 2 с осью вращения. В свою очередь ротор 2 содержит две серповидные плавающие в теле ротора лопасти 3, соединенные между собой посредством зубчатого зацепления, для синхронизации выполненного во внутренней части ротора. Двигатель имеет разделительный ролик 4, вал которого соединен с валом ротора внешними синхронизирующими шестернями с передаточным отношением 2/1. По обеим сторонам от разделительного ролика в статоре 1 выполнены отверстия 5, которые служат для подачи горючей смеси и выпуска отработанных газов соответственно. Двигатель центрально-симметричен, в верхней части имеется точка фрикционного контакта 6 между статором 1 и ротором 2, разделяющая пространство между ротором и статором на камеры 7 и 8 сверху, и разделительным роликом 4 снизу. При вращении ротора 2 по часовой стрелке камера 7 будет камерой сжатия, а камера 8 камерой сгорания. Цилиндрический ролик 4 без проскальзывания катится по телу ротора 2 и имеет два продольных паза 9, которые служат для пропуска лопастей ротора 3. На фиг.2 представлено осевое сечение внутренней части ротора 2. Серповидные лопасти 3, внутри ротора 2, катаются в симметричных дугообразных пазах 10 и в нижней своей части имеют между собой жесткое зубчатое зацепление 11, которое служит для синхронизации положения лопастей друг относительно друга. Таким образом, ротор представляет собой полый цилиндр, внутри которого находится механизм качения и шестеренчатого сопряжения лопастей ротора.
На фиг.3, 4 и 5 представлены другие варианты конструктивного выполнения ротора, или точнее роторно-лопастного механизма. На фиг.3 показан вариант ротора, у которого лопасти представляют собой два усеченных цилиндра, имеющих между собой зубчатое синхронизирующее зацепление 11 и проворачивающихся на осях 13 тела ротора 2. Лопасти-цилиндры ротора 2 с наружной стороны имеют продольные выточки в виде полумесяца в поперечном сечении, образуя в объеме выточки, камеру сгорания, а краем выточки образуя вершину лопасти. На фиг.4 показан вариант ротора 2 с вращающимися на осях тела ротора 2 цилиндрическими лопастями такой же формы, как и на фиг.3, зубчатое зацепление 11 которых выполнено через две промежуточные шестерни 12, благодаря чему удалось увеличить соотношение диаметра ротора 2 и диаметра цилиндрической лопасти 3. На фиг.5 представлено осевое сечение ротора 2, лопастями 3 которого служат прямоугольные пластины, которые при работе двигателя совершают возвратно-поступательные передвижения по желобам ротора 2. Для их синхронного перемещения служат цилиндрические шестерни 12. На оси ротора 2, в месте взаимного пересечения, прямоугольные лопасти 3 имеют центральные выточки, которая входит одна в другую.
На фиг.6 схематично показаны различные положения ротора во время работы. Особенностью и явным преимуществом данной конструкции по сравнению с другими ДВС является отсутствие какого бы то ни было газораспределительного механизма. Вся система газораспределения состоит из впускного отверстия и отверстия для выпуска отработанных газов в теле статора 1. Автор исходит из того, что для работы двигателя необходима такая же горючая смесь, как и для поршневых ДВС, поэтому система подготовки горючей смеси в данном описании не рассматривается. Внутренняя поверхность статора 1 по форме представляет собой усеченный сверху цилиндр. Внутренняя стенка статора выполнена из высоколегированной жаропрочной стали, обработана и отполирована с высокой точностью, чтобы при скольжении по ней кромки лопасти ротора обеспечить максимальное ее прилегание для получения наибольшей компрессии. На внутренней поверхности торцевых крышек статора 1 выполнены замкнутые желоба-канавки такой формы, при скольжении по которым направляющих штифтов 20 лопастей ротора обеспечивается прилегание кромки лопасти к поверхности статора и нужное положение лопастей в зависимости от положения ротора при вращении.
Двигатель работает следующим образом: на фиг.7 изображен момент, при котором рабочий объем двигателя разделен на четыре части. При движении ротора по часовой стрелке объемное пространство 14 между ротором и статором является расширяющимся и в него через отверстие 5 в статоре 1 поступает рабочая смесь. Объемное пространство 15, ограниченное ротором, статором, лопастью и точкой фрикционного контакта 6, уменьшается и в нем происходит сжатие рабочей смеси, которая поступила в рабочее пространство двигателя через впускное отверстие 5 при предварительном полуобороте ротора. Объем 16 расширяется и в нем при данном положении ротора происходит сгорание рабочей смеси или рабочий ход. Объем 17 является уменьшающимся и в нем происходит выброс отработанных газов через выпускное отверстие статора. Таким образом, двигатель является четырехтактным ДВС и работает за счет тех же химических процессов окисления топлива, что и классический поршневой ДВС.
На фиг.8 изображен момент, при котором ротор провернулся до положения, когда левая лопасть своей верхней контактной кромкой, которая при предварительном положении ротора находилась с ним на одном уровне, достигла точки фрикционного контакта 6, а нижней контактной кромкой достигла места, в котором внутренняя поверхность статора цилиндрической формы изменяется в месте усечения. При этом правая лопасть ротора выступающей контактной кромкой вошла в выточку ролика 4. Таким образом, горючая смесь объема 15 оказалась полностью сжатой и подготовленной для воспламенения и при данном положении ротора она вся сосредоточена в объеме камеры сгорания, образованной серповидной выемкой лопасти 3. Также при данном положении ротора, фиг.8, в объеме 16 закончилась фаза рабочего хода, и сгоревшая смесь при своем дальнейшем расширении устремилась в выхлопную систему двигателя через выхлопное отверстие 5 статора. В сравнении с фиг.7, на фиг.8 объем 17 перестал существовать, а в объеме 14 завершилась фаза наполнения свежей горючей смесью. Также важно отметить, что до момента, изображенного на фиг.8, серповидные лопасти 3 относительно ротора 2 были неподвижны и в момент времени, следующий за моментом, изображенным на фиг.8, они обе синхронно приходят в движение благодаря скольжению направляющих штифтов лопастей по замкнутым желобам-канавкам в торцевых крышках статора. Этот момент изображен на фиг.9. При этом рабочая смесь, подготовленная к воспламенению, продолжает находиться в объеме 15, а точка фрикционного контакта 6, на время прохождения через нее лопасти, перестает существовать. На фиг.10 изображен момент, при котором лопасти 3 прекратили свое движение относительно друг друга и ротора и оказались во втором своем крайнем положении, при этом контактная кромка верхней лопасти, которая при предварительном полуобороте ротора скользила по левой поверхности статора 1, достигла точки фрикционного контакта 6, и в следующий момент времени происходит ее отрыв от поверхности статора. При этом вторая кромка данной лопасти продолжает скользить и быть прижатой к правой части внутренней поверхности статора, а в точке фрикционного контакта 6 опять происходит скольжение тела ротора по телу статора. В момент времени, изображенный на фиг.10, в объеме 15 происходит воспламенение горючей смеси с помощью искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания, смесь воспламеняется, давление резко возрастает, газы давят на лопасть 3 ротора, заставляя его вращаться и совершать положительную работу. При этом объем 16 уменьшается и из двигателя происходит выброс отработанных газов в выхлопную систему. В объеме 14 начинает происходить сжатие предварительно наполненной рабочей смеси и подготовка ее к следующему такту. При дальнейшем повороте ротора он оказывается в положении, изображенном на фиг.7, и рабочий цикл роторно-лопастного двигателя оказывается завершенным. Таким образом, полный рабочий цикл двигателя совершается при повороте ротора на 180 градусов, и цикличность двигателя составляет пол-оборота.
На фиг.11 изображен вариант двигателя без разделительного ролика 4. Преимуществом данной схемы по сравнению с вариантами, изображенными на фиг.1-10, является еще большая компактность, меньшее количество движущихся деталей. В данной компоновке ротор и статор имеют две точки фрикционного контакта 6. Лопасти 3 ротора 2 в осевом сечении имеют форму центрально-симметричного четырехугольника, серповидные стороны которого представлены равными дугами. При работе двигателя лопасти 3 проворачиваются на валах 13 тела ротора 2. Отличие данной конструкции от описанных выше заключается в том, что по кинематической схеме двигатель симметричен и лопасти 2 проходят точки фрикционного контакта 6 симметрично, проворачиваясь при этом синхронно в разные стороны на 90 градусов. Для их синхронизации на роторе выполнен механизм с цилиндрическими шестернями 18 и 19. Шестерни 19 валов лопастей 13 соединены между собой через промежуточную шестерню 18, осью которой служит непосредственно вал ротора 2. На вершинах лопастей, на боковой поверхности, имеются выступы 20, которые при вращении скользят в направляющих желобах крышек статора 1, обеспечивая нужное положение лопасти в зависимости от положения ротора 2. Внутренняя поверхность статора 1, между боковой цилиндрической поверхностью и точками фрикционного контакта 6, имеет форму закругления такого вида, чтобы обеспечивалось контактное скольжение двух кромок лопастей одновременно при проходе лопасти через точку 6 и повороте ее в роторе. В конструкции, изображенной на фиг.11, целесообразно, для увеличения срока службы конструкции в местах фрикционного контакта 6 установить цилиндрические ролики, которые бы без проскальзывания катились по поверхности ротора 2. Также двигатель может иметь различные варианты механизма обеспечения положения и проворота лопастей, отличные от предложенной здесь конструкции с направляющими штифтами 20, скользящими в желобах торцевых крышек статора 1, что не отражается на общем принципе его работы.
Таким образом, в предложенном двигателе работа воспламененной, сгорающей горючей смеси направлена непосредственно на совершение простого вращательного движения, что позволяет уйти от таких негативных процессов, присутствующих в традиционных двигателях, как вибрация или ударные воздействия, что в конечном итоге значительно увеличивает срок их службы. Соотношение литровой мощности к массе и габаритам двигателя значительно более выгодное, чем у поршневых двигателей и роторных конструкций Ф.Ванкеля. Двигатель, по сравнению с традиционными поршневыми, имеет малое количество деталей, что снижает себестоимость его производства, упрощает эксплуатацию и ремонт.
1. Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий статор и ротор с подвижными лопастями, отличающийся тем, что статор имеет точку фрикционного контакта с ротором и разделительный ролик, разделяющие пространство между ротором и статором на объемные части, с отверстиями для поступления рабочей смеси и удаления отработанных газов, в которых происходят термодинамические процессы расширения и сжатия рабочей смеси, подвижные лопасти синхронизированы между собой посредством шестеренчатого зацепления непосредственно или через промежуточные шестерни, на внутренней поверхности торцевых крышек статора выполнены замкнутые желоба-канавки, обеспечивающие прилегание кромки лопасти к поверхности статора и положение лопастей в зависимости от положения ротора при вращении.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что тело ротора располагается на оси вращения (на валу), а лопасти ротора при прохождении точки фрикционного контакта, вращаясь на оси ротора или передвигаясь по дуге из одного крайнего положения в другое, ограничивая двумя гранями сжатый объем газа между собой и телом статора, переносят его через точку фрикционного контакта из области сжатия в область сгорания и расширения.
www.findpatent.ru
www.freepatent.ru
