NO892012L - Rotasjonsmotor med indre forbrenning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører motorindustrien, og nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en rotasjonsmotor med innvendig forbrenning.

For tiden vil forurensning av miljøet fra kraftmaskiner kjørt på hydrokarbon-brensel gjøre det nødvendig å forbedre konstruksjonen til motorer med innvendig forbrenning for å forbedre de økologiske, økonomiske, teknologiske, vekt/ut-taksforholdet, utforming, ytelse og andre parametere til forbrenningsmotorer.

I dette henseendet har en rotasjonsmotor med innvendig forbrenning mange potensielle fordeler overfor en tradisjo-nell motor med innvendig forbrenning: Den er 1,5-2 ganger mindre, har halvparten så mange enheter og komponenter, er enkel å tilvirke, kan balanseres svært godt, har høyere mekanisk virkningsgrad og dens avgasser inneholder en mindre mengde nitrogenoksyder.

Imidlertid er tidligere kjente rotasjonsmotorer med innvendig forbrenning kjennetegnet ved høye varmetap på grunn av en utviklet overflate av forbrenningskammeret og gassekspan-sjonskanalen, og dette er en årsak til forholdsvis lav indikert virkningsgrad og et høyt brenselforbruk.

Kjent innenfor teknikken er en rotasjonsmotor med innvendig forbrenning (PL, B, 38112) som innbefatter et sylindrisk hus. Plassert i huset er et sylindrisk hulrom avgrenset av sylindriske vegger og av endevegger til sylinderen. En skiveformet rotor er montert på lageret inne i huset og koaksielt med den sylindriske vegg av huset. Hver endevegg av huset har sektorformede hulrom plassert Jevnt fordelt i en omkretsmessig retning. Hvert hulrom har en flat bunn parallelt med flate partier av endeveggen til huset og sammenført med disse gjennom tilformede flater. Anordnet mellom de sektorformede hulrom og endeveggen av huset er en tennanord-ning, som i dette tilfellet er i form av en tennplugg. Plassert mellom endeveggen av huset og endeveggen til rotoren er sektorformede kompresjons- og ekspansjonssoner og en forbrenningssone plassert kompresjonssonen i rotasjonsret-nlngen for rotoren. Endeflaten til rotoren har radielle gjennomgående slisser eller spalter som opptar platelignende stempler, som kan bevege seg fritt i aksialretningen. De platelignende stempler samvirker gjennom deres endevegger med endeveggene til huset og avdeler de sektorformede soner til kammeret med variabelt volum og isolert fra hverandre. For å redusere friksjonskreftene under bevegelsen av de platelignende stempler, er disse montert i kulelageret. Huset har midler for å tilføre minst en komponent av en forbrennbar blanding, der nevnte midler kommuniserer med kompresjonssonen; og andre midler som kommuniserer med ekspansjonssonen og benyttes til å fjerne avgassene. Motorhuset har kjøle-passasjer som kommuniserer med et forråd av et kjølemiddel.

Et karakteristisk trekk for den gitte motor er at dens sektorformede forbrenningskamre er slisselignende.

Under rotasjon av rotoren tilføres den forbrennbare blanding inn i kompresjonskammeret. Deretter føres blandingen til forbrenningssonen, der den antennes av tennpluggen og brenner ut. Gassene som beveger seg mot ekspansjonssonen virker på sideflatene av stemplene av platetypen som fremstikker fra rotoren og frembringer et moment som gjennom rotorakselen overføres til energikonsumenten.

Forbrenningen finner sted I et slisselignende forbrenningskammer kjennetegnet ved en forholdsvis stor varmeovergangs-flate av veggene og et forholdsvis lavt volum.

Derfor skjer ufullstendig forbrenning på grunn av stor varmeoverføring til endeveggene av huset og rotoren, og på grunn av den flate strømning av blandingen i kammeret, som ikke gir volumetrisk agitering og også på grunn av liten turbulens i blandingsstrømmen. Dette øker spesifikt brensel forbruk og innholdet av karbonmonoksyd, uforbrente hydro-karboner og andre toksiske produkter fra ufullstendig forbrenning, mens det medfører karbonisering og slitasje på stemplene av platetypen.

En slik motor er tilbøyelig til detonering eller ukontrollert forbrenning på grunn av mellomrommet mellom hovedpunktene for det slisselignende forbrenningskammer fra tennpluggen og på grunn av et jevnt temperaturfelt for veggene til rotoren og huset. Dette tildeler begrensninger på kompresjonsforholdet, reduserer den indikerte virkningsgrad og krever brensel med høyoktan. Ved detonerende drift faller motorens kraftutgang hurtig ned, mens den maksimale temperatur og det maksimale trykk stiger drastisk opp, og dette resulterer i skade på motorens stempler.

Utformingen eller konstruksjonen av den tidligere kjente motor kan knapt gjøre det mulig å realisere den effektive dieselsyklus eller en syklus med et blandet brensel på grunn av vanskeligheter tilknyttet forstøvning og agitering av den forbrennbare blanding med luft inne i hele volumet av det slisselignende forbrenningskammer hovedsakelig på grunn av den flate beskaffenhet av luftstrømmen i kammeret med et lite gap mellom endeveggene av huset og endeveggene av rotoren som er lik 0,4-0,8 mm.

I den tidligere kjente motor vil under prosessen av å forme et forbrenningskammer enkelte flater av stemplene av platetypen konstant stikke frem over endeflaten til rotoren og under forbrenningsprosessen påvirkes disse flater av forbrenningsproduktene med en temperatur på 2500-2700°K og et trykk på 3-10 MPa slik at intens avkjøling er nødvendig. I den motorkonstruksjon som er blitt beskrevet er imidlertid smøring og avkjøling av overflatene til stemplene av platetypen og rotoren ikke tilveiebragt og dette begrenser motorens levetid.

Videre øker installering av stemplene av platetypen i kulelageret massen av de bevegbare elementer, og øker derfor kontakttrykket av stemplene av platetypen mot husets endevegger som medfører deres hurtige slitasje.

Et formål med oppfinnelsen er å skape en rotasjonsmotor med innvendig forbrenning i hvilken en ny utforming eller konstruksjon av forbrenningssonen gir reduksjon av overflate-til-volum-forholdet av forbrenningssonen således øker motorens virkningsgrad.

Dette formål oppnås ved å tilveiebringe en rotasjonsmotor med innvendig forbrenning, innbefattende en skiveformet rotor montert på lageret i et hus med et sylindrisk kammer som omslutter den skiveformede rotor og avgrenset av en sylindrisk vegg og av endevegger, der det på hver av disse er tilvirket sektorformede hulrom plassert jevnt omkring i en omkretsmessig retning; hvert hulrom har en flat bunn parallelt med flate partier av endeveggen til huset og som korresponderer med disse gjennom tilformede flater, tenninnretninger plassert mellom de sektorformede hulrom på en av de flate partier av husets endevegg og som danner med endeflaten av rotoren sektorformede kompresjonssoner som kommuniserer med midler for injisering av minst en komponent av en forbrennbar blanding, og en ekspansjonssone som kommuniserer med midler for å fjerne avgassene, og en forbrenningssone plassert bak kompresjonssonen i rotasjonsretningen til rotoren med jevnt plasserte gjennomgående slisser, som opptar stempler av platetypen som er fritt bevegbare i aksialretningen, som samvirker via deres endeflater med endeveggene til huset og som avdeler de sektorformede soner i kammeret med variabelt volum; og i samsvar med oppfinnelsen er forsenkninger tilvirket på endeflatene til rotoren mellom stemplene av platetypen, mens tennings-innretningene er plassert inne i en ringformet sone konsentrisk med rotasjonsaksen til rotoren og avgrenset av den nedre kant av forsenkningen som vender mot rotasjonsaksen til rotoren og av den øvre kant av forsenkningen som vender mot rotorperiferlen; der sentralvlnkelen som omslutter forsenkningen er mindre enn sentralvlnkelen til de flate partier av husets endevegger.

Forsenkningene på endeflatene av rotoren tillater en for-minskning av de slisselignende gap mellom rotorens og husets endevegger, for å eliminere det slisselignende forbrenningskammer og for å overføre forbrenningsprosessen til nevnte forsenkninger slik at praktisk talt all blanding etter kompresjonen føres inn i disse forsenkninger der den antennes og brennes ut.

I dette tilfellet er overflate-til-volumforholdet av forsenkningen på rotorens endeflate som utfører funksjonen av et forbrenningskammer mye lavere enn det av det slisselignende forbrenningskammer, og dette gjør det mulig å betydelig redusere varmetapet, og intensivere turbulensen for den forbrennbare blanding i forsenkningen ved avslutningen av kompres jonssyklusen og dette gjør det i sin tur mulig å aksellerere blandingens forbrenningsprosess for å tilveiebringe dens fullstendige forbrenning, og som et resultat til å øke motorens virkningsgrad.

En liten avstand mellom forsenkningspunktene og tennsonen gir antennelse av blandingen i den sone med de varmeste vegger med påfølgende ubetydelig utvidelse av forbrenningsprosessen til de slisselignende gap med de "kalde" vegger. Dette eliminerer detonering, gjør det mulig å øke kompresjonsforholdet og således forøke motorens indikerte virkningsgrad.

Ved å lage forsenkningen innenfor sentralvlnkelen, som er mindre enn sentralvlnkelen til de flate partier av husets endevegger gjør det mulig å redusere det spesifikke brenselforbruk og å øke motorens indikerte virkningsgrad.

Rotoren blir fortrinnsvis installert med et minimumsgap på 0,03 til 0,3 mm med hensyn til husets endevegger.

Dette gjør det mulig å minimalisere volumet av de slisselignende gap mellom rotorens endevegger og husets endevegger og til å fullstendig eliminere forbrenning av blandingen i disse gap og således reduserer varmetapene gjennom rotorens og husets endevegger til kjølesystemet.

Minskningen av gapet mellom endeflatene til rotoren og de flate partier av endeveggene av huset til mindre enn 0,03 mm kan resultere i friksjon i disse flater på grunn av termiske og mekaniske deformasjoner av motorkomponentene, noe som alltid oppstår under drift av motoren og som kan resultere i dens ødeleggelse.

Når gapet overstiger 0,3 mm, legges volumet av forsenkningen til det av det slisselignende gap, i hvilket forbrenning av blandingen også kan finne sted.

De slisselignende gap har en stor varmeoverføringsflate. Derfor medfører de høye varmetap til rotorens endeflater, de flate partier av huset og fremstikkende deler av stemplene av platetypen, så vel som den flatformede strømning av blandingen i gapet, som ikke skaper volumetrisk agitering, og den lave turbulens av blandingsstrømmen i ufullstendig forbrenning av denne blanding. Dette øker det spesifikke brenselforbruk og fører til høyere utvikling av toksiske produkter i avgassene ved ufullstendig forbrenning, samt karbondannelse og slitasje på de platelignende stempler.

Det er fordelaktig at forsenkningens vegg er tildannet av minst en del av en omdreiningsflate.

En slik utforming av forsenkningen gjør det mulig å oppnå dens minimale overflate-til-volumforhold, og redusere varmetapene til kjølesystemet, og tilveiebringe god innstrøm- ming av blandingen i forsenkningen ved avslutningen av kompresjonssyklusen og god utstrømning av gasser ved begynnelsen av ekspansjonssyklusen. Dette gjør det også mulig å eliminere stagneringssonene som hindrer blandingsagitering og bevirker ufullstendig forbrenning.

Motoren bør innbefatte midler for å forhindre overstrømning av et gassmedium mellom kamrene med varierbart volum, hvilke midler er plassert mellom den sylindriske vegg av huset og rotoren, og er forbundet til den sistnevnte og kontakter husets endevegger.

Dette gjør det mulig å minimalisere overstrømning av gassmedium mellom kamrene og til å øke motorens virkningsgrad.

Midlene for å forhindre overstrømning av gassmedium mellom kamrene med variabelt volum kan innbefatte en ring anordnet på rotorens omkrets og stivt forbundet til denne. Ringens sideflate som vender mot husets sylinderflate har et antall spor og elementer anordnet konsentrisk med ringen, som er stivt forbundet til husets sylindriske vegg og danner med sporene en labyrinttetning.

En slik utforming av midlene for å forhindre overstrømning av gassmedium mellom kamrene av variabelt volum gjør det mulig å redusere tapet av arbeidsmedium ved å gi høy hydraulisk motstand mot gasstrømmen. Bygningspraksis av motorer har vist at en labyrintpakning kan tilvirkes med svært små, selv gap lik 0, ved å påføre et graf itt-aluminiumslag eller annet belegg på den stasjonære ring. Nærmere bestemt er gapet lik 0 mulig fordi laget som angitt ovenfor er mykt og labyrint-fremstikkene skjærer selv sporene. En slik tetning gir lavere friksjonsmotstand enn kontakt-tetninger.

Labyrinttetningen øker også motorens levetid. Installering av en ring stivt forbundet til rotoren langs dens omkrets forhindrer en kontakt av platestemplene med husets sylindr iske vegg, der omkretshastighetene og sentrifugalkreftene som virker på platestemplene er svært høy. Når ringen er installert utfører platestemplene frem- og tilbakegående bevegelse i aksialretningen og glir langs den indre overflate av ringen med en hastighet på 4 til 6 ganger lavere enn omkretshastig-heten langs den ytre diameter av rotoren, og dette reduserer drastisk slitasjen på sideflatene av platestemplene. Dette gjør det mulig å sentrere platestemplene ved sideflatene for å eliminere skråstilling og forkiling av platene. Tatt i betraktning at slitasjen på platestempler er høyere desto større deres diameter er på grunn av høye lineære hastig-heter, mens de ved en mindre diameter fortsatt kontakt endeflatene til huset, begynner den gass-hydrodynamiske tetning dannet i det lille gap å virke effektivt som også tjener som et lager og dette forøker platenes levetid.

Den ytre overflate av ringen er fortrinnsvis anordnet med en ringformet kollektor som kommuniserer gjennom passasjene tilvirket i ringen med radialkanaler tilvirket i rotoren, hvilke kanaler er forbundet til de radielle gjennomgående spalter og til aksialkanalen tilvirket i rotoren og som kommuniserer med en smøremiddelkilde forbundet til den ringformede kollektor via en dreneringskanal.

Dette gjør det mulig under driftsprosessen å kontinuerlig levere et smøremiddel til friksjonsflåtene, for å rengjøre disse flater for slitasjeprodukter, for å redusere friksjons-tapene og til betraktelig å redusere slitasjen på begge sider og endeflatene av platestemplene på grunn av intensiv avkjøling av de varmeste elementene I motoren; platestemplene og rotoren. Samtidig er det mulig å redusere overstrømningen av gassformig medium mellom kamrene med variabelt volum på grunn av den hydrodynamiske tetning. I tillegg eliminerer den ovenfor beskrevne konstruksjon av innretningene for å forhindre overstrømning av gassformig medium mellom kamrene med variabelt volum i kombinasjon med et system av kanaler i rotoren benyttet for smøring og avkjøling av platestemplene og rotoren behovet for en spesialpumpe for pumping av smøremiddel etter som rotoren med radialkanaler i dette tilfellet utfører funksjonen av en sentrifugalpumpe.

Oppfinnelsen er videre beskrevet gjennom et eksempel med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Figur 1 er et generelt riss av rotasjonsmotoren med innvendig forbrenning, Ifølge oppfinnelsen; Figur 2 er en avbildning i snitt tatt langs linjen II-II ifølge figur 1, i et utbrettet eller en utviklet avbildning; Figur 3 er en avbildnig i snitt tatt langs linjen III-III ifølge figur 1; Figur 4 er en aksonometrisk avbildning av husets endevegg; Figur 5 er et sideriss av et stempel av platetypen; Figur 6 er en avbildning i snitt tatt langs linjen VI-VI ifølge figur 5; Figur 7 er en Idealsyklus for en rotasjonsmotor med indre forbrenning med varmetilførsel med et konstant volum (V=konstant) i et lite p-V koordinatsystem; Figur 8 er en utførelse ifølge oppfinnelsen der tenninnretningene er tilvirket i form av et munnstykke; Figur 9 er nok en utførelse ifølge oppfinnelsen der tenninnretningene er tilvirket i form av en munnstykke-tennplugg; Figur 10 er en idealsyklus for en rotasjonsmotor med innvendig forbrenning med kompresjonsinitiert tenning med tilførsel av varme med et konstant volum (V=konstant) i p-V koordina-tene . Figur II viser en Idealsyklus for rotasjonsmotorer med indre forbrenning med varmetilførsel ved et konstant trykk (p=konstant) i p-V koordinatsystemet.

Rotasjonsmotoren med innvendig forbrenning ifølge oppfinnelsen og som virker ifølge Otto-syklusen innbefatter en skiveformet rotor I (fig.l) montert på en aksel 2, som roterer i lageret 3 i et hus 4 med en sylindrisk kammer 5 som omslutter den skiveformede rotor 1 og er avgrenset av en sylindrisk vegg 6 og av endevegger 7, 8. Anordnet i hver endevegg 7, 8 er sektorformede hulrom 9a (fig. 2), 9b, 9c, 9d plassert jevnt langs en omkretsmessig retning. Hvert hulrom 9a, 9b, 9c, 9d har en flat bunn 10a, 10b, 10c, 10d plassert parallelt med de flate partier lia, 11b, lic, lid av husets 4 endevegger og knyttet sammen gjennom tilformede flater 12. Hulrommene 9a, 9b, 9c, 9d i endeveggene sammen med endeflatene 13a, 13b til rotoren 1 danner sektorformede kompresjonssoner A^, Ag som alternerer i rotasjonsretningen til rotoren 1; forbrenningssoner , Bg, ekspansjonssoner C^, Cg»og separeringssoner , Dg. Kompresjonssonene A^, Ag står i kommunikasjon med midler 14, 15 for innføring av minst en komponent av en forbrenningsblanding som er plassert ved begynnelsen av kompresjonssonene A^, Ag. Ekspansjonssonene C^, Cg står i kommunikasjon med midler 16, 17 for fjerning av avgasser og er plassert i enden av ekspansjonssonene C^, Cg. Installert på de flate partier lia, lic på endeveggene 7, 8 av huset 4 er midler 18, 19 for antennelse av den forbrennbare blanding, hvilke midler er forbundet til forbrenningssonene B^, Bg. Rotoren 1 er anordnet med radielle gjennomgående spalter 20, som er jevnt anordnet og opptar platestemplene 21 som samvirker gjennom deres endeflater med endeveggene 7, 8. Platestemplene 21 avdeler sonene A^, Ag, Bi, Bg, C^, Cg, Di, Dg i kammeret 22 med variabelt volum. Tilvirket på endeflatene 13 av rotoren 1 mellom platestemplene 21 er forsenkninger 23 (figur 1) hvis vegger er tildannet med minst et parti av en omdreiningsf late, i dette tilfellet av et parti av en torodial omdreiningsflate. Blandingens tenninnretning (18, 19) er innstallert inne i en ringformet sone konsentrisk med rotasjonsaksen 0^- 0^til rotoren 1 og avgrenset med den nedre kant av forsenkningen 23 vender mot rotasjonsaksen 0^- 0^for rotoren 1 og med en øvre kant av forsenkningen 23 som vender mot omkretsen til rotoren 1. I dette tilfellet er blandingens tenninnretning tennplugger 18a, 19a.

Forsenkningene 23 er fortrinnsvis tilvirket slik at sentralvlnkelen a (fig. 3) som inneslutter forsenkningen 23 er mindre enn sentralvlnkelen 7 (fig. 4) for de flate partier lia, 11b, lic, lid av husets 4 endevegger 7, 8.

Rotoren 1 er installert med et minimalt gap mellom endeveggene 13a, 13b av rotoren 1 og endeveggene 7, 8 av huset 4 innenfor 0,03 til 0,3 mm. I den gitte utførelse av oppfinnelsen er dette gap likt med 0,1 mm.

Motoren er anordnet med en innretning 24 for å forhindre overstrømning av gassformet medium mellom kamrene 22 av variabelt volum. Innretningene 24 er plassert mellom den sylindriske vegg 6 av huset 4 og rotoren 1, forbundet til den sistnevnte og som samvirker med endeveggene 7, 8.

Innretningene 24 for å forhindre overstrømning av det gassformige medium mellom kamrene 22 innbefatter en ring 25 anordnet langs rotorens 1 omkrets og stivt forbundet til denne og en foring 26. Sideflaten til ringen 25 som vender mot husets 4 sylinderflate 6 er anordnet med et antall spor 27. Foringen 26 er installert konsentrisk til ringen 25 og er stivt forbundet til den sylindriske vegg 6 av huset 4. Ringen 25 og sporene 27 danner en labyrintpakning. Forå få til et "null"-gap, kan foringen 26 tilvirkes av et forholdsvis mykt materiale, for eksempel grafitt-aluminium.

For å tilveiebringe smøring av friksjonsflåtene til platestemplene 21 og rotoren 1, har den sistnevnte en aksialkanal 28 og radialkanaler 29 som forbinder aksialkanalen 28 med de gjennomgående radielle spalter 20, i hvilke stemplene 21 av platetypen er montert. For å avkjøle rotoren 1 og platestemplene 21 og for å rengjøre friksjonsflåtene for slitasjeprodukter, er husets 4 sylindervegg 6 eller den ytre overflate av ringen 25 anordnet med en ringformet kollektor 30 tilvirket i form av et ringformet spor.

Kollektoren 30 står i kommunikasjon gjennom passasjer 31 tilvirket i ringen 25 med radialkanalene 29 tilvirket i rotoren 1, i hvilket tilfelle radialkanalene 29 kommuniserer med de radielle gjennomgående kanaler 20. Aksialkanalen 28 og den ringformede kollektor 30 er forbundet til et smøremiddel-forråd (ikke vist) gjennom en dreneringskanal 32 (fig. 3).

For å forhindre gjennombrytning av gasser inn i rommet 33 (fig. 1) av smøre- og kjølesystemet i huset 4 og oljestrøm-ning inn i det sylindriske rom 5 har rotoren 1 tetninger 34.

Endeveggene 7, 8 av huset 4 er tiltrukket med skruer 35. Vanligvis på platestemplene 21 ha minst mulig masse, høy slitasjemotstandighet og høy termisk motstand og tilveiebringe pålitelig avtetning av kamrene 22 med variabelt volum. Hvert platestempel 21 (fig. 5) består av tre plater og platene 36a, 36b, 36c kan gli i forhold til hverandre; den sentrale plate 36c (fig. 6) har f jaerbelastede tetningselementer 37a, 37b. Dette gjør det mulig å redusere kontakttrykket for hver sideplate 36a, 36b og de f jaerbelastede elementer 37a, 37b mot endeveggene 7, 8 av huset 4 med en faktor på tre, og øker således deres levetid, og tilveiebringer tetting av tre lineære flater (og ikke av en som i Vanckelmotoren), forbedrer tettheten av det radielle gap og reduserer gassoverstrømningen gjennom platestemplene 21. Motoren virker som følger. Når rotoren 1 roterer i retningen vist med pilen E (fig. 2) mates den forbrennbare blanding inn i kompresjonssonene Aj, Ag gjennom midlene 14, 15 som tilfører minst en av komponentene til blandingen. Deretter "låses" den forbrennbare blanding i kamrene 22 med variabelt volum, komprimeres i kompresjonssonene Aj, Ag og strømmer inn i forsenkningene 23, og ved enden av kompresjonssyklusen agiteres blandingen sterkt i forsenkningene 23. Når forsenkningene 23 beveger seg under tenninnretningene for blandingen antennes blandingen i forbrenningssonene Bj , Bg og brennes ut i et konstant volum av forsenkningene 23. Når forsenkningene 23 entrer ekspans j onssonene Cj, Cg startes en prosess med gassekspansjon. De ekspanderende gasser virker på sideflaten av platestemplene 21 som stikker frem fra rotoren 1 og skaper et vridningsmoment mot rotoren 1 og på akselen 2 der momentet overføres til forbrukeren. Avgassene skyves av platestemplene 21 fra ekspansjonssonen Cj, Cg gjennom de avgassf jernende midler 16, 17 plassert ved enden av ekspansjonssonene Cj, Cg.

Virkemåten for den ovenfor beskrevne forbrenningsmotor med tilførsel av varme med V=konstantkan tydelig sees i idealsyk-lusen vist i figur 7. 1-f prosessen er adiabatisk kompresjon av den forbrennbare blanding i kompresjonssonene Aj, Ag. f-g prosessen er den isokrone varmeinngang qji forbrenningssonene Bj , Bg. g-h prosessen er den adiabatiske gassekspan-sjonen i ekspansjonssonene Cj, Cg. h-1 prosessen er den isokrone avkjøling av forbrenningsproduktene med uttak av varme qg, fortrengning av forbrenningsproduktene med plate-stempelet 21 gjennom midlene 16, 17 for fjerning av avgasser.

Det skal bemerkes at ettersom rotoren 1 er installert i huset 4 med et minimumsskap mellom rotorens 1 endeflater 13a, 13b og husets 4 endeflater 7, 8 og likt med 0,03 til 0,3 mm har de høytemperaturrike forbrenningsprodukter ingen virkning på de fremstikkende deler av platestemplene 21 før de når ekspansjonssonen Cj, Cg, slik at termiske spenninger i platestemplene 21 reduseres.

Den ovenfor beskrevne versjon av rotasjonsmotor med indre forbrenning er bare en utførelse av oppfinnelsen og dens omfang er ikke begrenset til denne. Ulike modifikasjoner og forbedringer av oppfinnelsen er mulig uten å avvike fra dens idé slik de er definert i kravene. Nedenfor er det gitt nok en versjon av en rotasjonsmotor med indre forbrenning som drives etter en kombinert varmesyklus. En slik rotasjonsmotor er oppbygd rundt designet til den ovenfor beskrevne rotasjonsmotor med indre forbrenning som kjøres etter Otto-syklusen; imidlertid er blandingens tenninnretninger 18, 19 enten munnstykker 18b (fig. 8), 19b eller munnstykker-tennplugger 18c (fig. 9), 19c arrangert i serier langs rotasjonsretningen for motoren. Konstruksjonen av munnstyk-ket-tennplugger 18c, 19c gjør det mulig å utføre injisering av en forbrennbar blanding (brensel) med samtidig antennelse av dette brensel, mens munnstykkene 18b og 19b er utformet kun for injeksjon av et brensel. Innløpsinnretningene 14, 15 er utformet for å mate motoren med en av komponentene til en forbrennbar blanding - oksydasjonsmiddel (for eks. luft). En slik motor vil ha den maksimale indikerte virkningsgrad-faktor.

Den foreslåtte motr kan operere på tunge blandinger av flytende hydrokarbonbrensler, men ved en lavere hastighet på rotoren. Den ideelle termodynamiske syklus for en slik motor med Indre forbrenning som drives med kombinert varmeinngang er vist i figur 10.

m-n-kurven er den adiabatiske kompresjon av oksydasjonsmiddelet (f.eks. luft) i kompresjonssonene Aj, Ag. I dette tilfellet følges kompresjonsprosessen av oppvarming av oksydasjonsmiddelet; dets temperatur stiger opp til en verdi ved hvilke brenselet selvantennes, dersom det tilføres gjennom dysene 18b, 19b eller det antennes med tennplugger i dysene 18c, 19c. n-o prosessen er varmetilførselen q'j for den forbrennbare blanding langs isokorden som forløper i forbrenningssonene Bj , Bg. o-p prosessen er varmeinngangen q"lfor den forbrennbare blandings langs isobaren som korresponderer med etterbrenningen av den forbrennbare blanding i ekspansjonssonene Cj, Cg. p-r prosessen er den adiabatiske ekspansjon av forbrenningsproduktene av brenselet i ekspansjonssonene Cj, Cg. r-m prosessen er den isokore avkjøling av forbrenningsproduktene med varmen q'g (disse produkter utslippes via midlene 16, 17).

Beskrevet nedenfor er nok en utførelse av oppfinnelsen som viser en rotasjonsmotor med indre forbrenning som drives etter Diesel-syklusen. Liksom den forutgående utførelse er motordiagrammet uendret, og virkemåten er også lik med den beskrevet ovenfor. Imidlertid i motsetning til rotasjonsmotoren med indre forbrenning kjørt etter den kombinerte termiske syklus, drives motoren kjørt etter Diesel-syklusen med en høyere hastighet på rotoren. Figur 2 illustrerer ldealsyklusen for rotasjonsmotoren (som drives med en varmetilførsel ved et konstant trykk (p=konstant) i p-V koordinatsystemet), i-j prosessen er den adiabatiske kompresjon av en komponent av den forbrennbare blanding - oksydasjonsmiddel (f.eks. luft) i kompresjonssonene Aj, Ag. I dette tilfellet er kompresjonsprosessen fulgt av oppvarming av oksydasjonsmiddelet hvis temperatur når et punkt ved hvilket blandingen selvantennes. Prosessen j-k er den isobare varmeinngang q"'jfor den forbrennbare blanding i forbrenningssonene Bj, Bg og i ekspansjonssonene Cj, Cg. k-1 prosessen er den adiabatiske ekspansjon av forbrenningsproduktene av den forbrennbare blanding i ekspansjonssonene Cj, Cg. 1-i prosessen er den isokore avkjøling av forbrenningsproduktene av den forbrennbare blanding med varmen q"g (avgass dersom forbrenningsproduktene går gjennom utløpsinn-retnigene 16, 17).

En viktig fordel med den patentsøkte motor er at brenselet injisert i forsenkningene ikke presses ut av sentrifugal-kraften, som den finner sted i andre rotasjonsmotorer ved hovedsakelig å plassere forsenkningsflåtene normalt til retningen av den kraft, men brennes i forsenkningene under optimale betingelser (med mulig etterbrenning i ekspansjonssonen) og dette gir fullstendig forbrenning av brenselet.

Den ovenfor beskrevne utforming av motoren, ifølge oppfinnelsen, vedrører kun en motor som drives ved forbrenning av forbrennbare blandinger. Motoren kan også drives av damp, trykkluft eller annet arbeidsmedium, og motoren kan benyttes som en pumpe eller en kompressor. For dette formål må de tilformede partier av kompresjons- og ekspansjonskamrene, i tillegg til de tilgjengelige anordninger, anordnes med innløp og utløp.

Som en oppsummering kan følgende bemerkninger gjøres:

ved å lage forbrenningskamrene i form av forsenkninger i rotorens endeflater gjør dette det mulig: å drastisk redusere varmetapene til et kjølemiddel;

å redusere de termiske spenninger i stemplene av platetypen;

å tilveiebringe fullstendig forbrenning av brenselet;

å forøke den indikerte virkningsgrad til motoren;

å redusere utslipp av skadelige urenheter i atmosfæren.

Installeringen av en ring på den ytre sylindriske overflate av rotoren gjør det mulig: å redusere overstrømningen av gass mellom kamrene ved å

plassere ulike tetningssystemer over den ytre overflate av

ringen;

å tilveiebringe et pålitelig kjøle- og smøresystem for alle konstruksjonselementer som er utsatt for termiske spenninger mens det skapes for en mulighet å benytte

rotoren som en oljepumpe;

å forøke levetiden til stemplene av platetypen på grunn av effektiv kjøling og smøring og også på grunn av eliminer-ingen av deres kontakt med den sylindriske vegg av huset

og tilveiebringe således nye muligheter for tildanningen av tetningselementer for stemplene av platetypen.

Den foreslåtte motorkonstruksjon tilveiebringer vid anvend-else av keramiske materialer og komposittmaterialer og tilvirkningsteknologier for motorkomponenter frie for spill.

Den forventede virkningsgrad er 28 til 55$ avhengig av arbeidssyklusen og byggematerialene som blir benyttet.

Realiseringen av denne tekniske løsning gjør det mulig å skape en ny, svært effektiv rotasjonsmotor med indre forbrenning, som sammenlignet med Vanckelmotoren har de følgende fordeler: en enklere og teknologisk oppdatert konstruksjon;

mindre totale dimensjoner og vekt (omtrentelig med en

faktor på 1,5-2,0);

lavere kapitalkostnader og driftskostnader (omtrentelig

med en faktor på 1,5-3,0);

et lavere støynivå;

perfekt dynamisk balansering som utelukker nødvendighet

for dempningssystemer;

et høyt og jevnt vridningsmoment ved en lav rotasjons-hastighet av motoren, som gir vide muligheter for anvend-else av automatiske gir-veksler;

en mulighet for drift på ulike flytende brensler og på

gassformige brensler, der høykvalitetsbrensler Ikke er tilgjengelige, og dette betyr en betydelig reduksjon av driftskostnader for brensel.

De ovenfor angitte fordeler i kombinasjon med større potensielle muligheter for å redusere skadelige virkninger på miljøet vil gjøre sitt til at den søkte motor finner sine praktiske anvendelser.

Den foreliggende oppfinnelse kan benyttes svært effektivt innenfor bilindustrien, flyindustrien, skipsbygningsindu- strien, jordbruksmaskineri-industrien og andre felter for teknikk som krever forbrenningsmotorer med en enhetseffekt opp til 100 kW og som krever brenselbesparelser, kompakthet, lav toksitet og lave støynivåer.

Claims (6)

1. Rotasjonsmotor med indre forbrenning, innbefattende en skiveformet rotor (1) montert på lageret (3) i et hus (4) med et sylindrisk kammer (5) som omslutter den skiveformede rotor (1) og begrenset av en sylindrisk vegg (6) og av endevegger (7, 8), og der det på hver av disse er tildannet sektorformede hulrom (9a, 9b, 9c, 9d) plassert jevnt rundt i en omkretsmessig retning, hvor hvert hulrom (9a, 9b, 9c, 9d) har en flat bunn (10a, 10b, 10c, 10d) parallelt med flate partier (lia, 11b, lic, lid) på endeveggen (7, 8) av huset (4) og forbundet gjennom tilformede flater (12) og tenninnretninger (18, 19) plassert mellom de sektorformede hulrom (9a, 9b, 9c, 9d) på en av det flate partier (lia, 11b) på hver av husets (4) endevegg (7, 8) og som danner med rotorens (1) endeflater (13a, 13b) sektorformede kompresjonssoner (Aj , Ag) som kommuniserer med midler (14, 15) for injeksjon av minst en komponent av en forbrennbar blanding, en ekspansjonssone (Cj , Cg) som kommuniserer med innretninger (16, 17) for å fjerne avgassene, og en forbrenningssone (Bj , Bg) plassert bak kompresjonssonen (Aj , Ag) i retning av rotorens (1) rotasjon med jevnt plasserte gjennomgående spalter (20), hvilke opptar stempler (21) av platetypen som er fritt bevegbare i aksialretningen, som samvirker via deres endeflater med husets (4) endevegger (7, 8) og avdeler de sektorformede soner (Aj , Ag, Bj, Bg, Cj, Cg) i kamre (22) med variable volum, karakterisert ved at forsenkningene (23) er tilvirket på endeflatene (13a, 13b) av rotoren (1) mellom stemplene (21) av platetypen, mens tenninnretningene (18, 19) er installert inne i en ringformet sone konsentrisk med rotorens (1) rotasjonsakse (Oj- Oj ) og avgrenset av en nedre kant på forsenkningen (23) som vender mot rotorens (1) rotasjonsakse (Oj - Oj) og av den øvre kant til forsenkningen (23) som vender mot omkretsen til rotoren (1); og at sentralvlnkelen (a) som inneslutter forsenkningen (23) er mindre enn sentral- vinkelen (7 ) av de flate partier (lia, 11b, lic, lid) av husets (4) endevegger (7, 9).

2. Motor ifølge krav 1, karakterisert ved at rotoren (1) er montert med hensyn til husets (4) endeflater (7, 8) med et minimumsgap innenfor et område på 0,03 til 0,3 mm.

3. Motor ifølge krav 1, karakterisert ved at forsenkningens (23) vegg er tildannet av minst et parti av en omdreiningsflate.

4. Motor ifølge krav 1 eller 3, karakterisert ved at den er utstyrt med en innretning (24) til å forhindre overstrømning av et gassformig medium mellom kamrene (22) med variabelt volum, hvilke innretning er plassert mellom husets (4) sylindriske vegg (6) og rotoren (1), er forbundet til rotoren (1) og kontakter husets (4) endevegger (7, 8).

5. Motor ifølge krav 4, karakterisert ved at innretningene (24) som forhindrer overstrømning av det gassformige medium mellom kamrene (22) med variabelt volum innbefatter en ring (25) plassert langs omkretsen av rotoren (1) og stivt forbundet til denne; at sideflaten til ringen (25) som vender mot husets (4) sylindriske vegg (6) er anordnet med et antall spor (27) og en foring (26) arrangert koaksielt med ringen (25), stivt forbundet til den sylindriske vegg (6) og danner en labyrintpakning sammen med sporene (27).

6. Motor ifølge krav 5, karakterisert ved at på den ytre overflate av ringen (25) er det tilvirket en ringformet kollektor (30) kommunisert med passasjer (31) tilvirket i ringen (25) med radialkanaler (29) tilvirket i rotoren (1) forbundet med de radielle gjennomgående spalter (20) og med en aksialkanal (28) tilvirket i rotoren (1) og forbundet via en dreneringspassasje (32) til den ringformede kollektor (30).