RU2234614C1 - Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания (варианты), механизм качания лопастей, узел уплотнительных элементов лопастей и подшипниковая опора механизма качания лопастей - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в двигателестроении для транспортных средств и стационарных энергетических установок. Задачей изобретений являются повышение мощности, надежности, экономичности, эксплуатационных и экологических характеристик двигателей. Сущность изобретения заключается в том, что роторно-лопастной двигатель содержит два неравномерно вращающихся блока лопастей, размещенных внутри цилиндрической части корпуса, и снабжен газовой емкостью и газовым каналом, соединяющим емкость посредством выходного окна, выполненного в корпусе, с зоной расширения рабочей камеры в конце расширения. В механизме качания лопастей опорная шестерня установлена в корпусе подвижно и связана с механизмом регулирования угла закрепления шестерни относительно корпуса в плоскости, перпендикулярной оси выходного вала. В узле продольных уплотнений зазоры между внутренней поверхностью прорезей лопасти и пластинами заполнены упругопластичным материалом. В узле радиальных уплотнений контактирующие кольцевые поверхности кольца и боковой крышки выполнены коническими, причем расстояние между конической контактирующей поверхностью и внутренней торцевой поверхностью боковой крышки выполнено уменьшающимся к внутренней цилиндрической поверхности корпуса. В узле подшипниковых опор механизма качания лопастей каждый карман сообщен с устройством подачи смазки под давлением посредством выполненного в пальце центрального канала с установленным в нем обратным клапаном, а также с замкнутой системой гидравлических каналов посредством выполненного в пальце периферийного канала, причем карманы, расположенные с одной и той же стороны от плоскости расположения продольных уплотнений относительно направления вращения лопастей, сообщены с одной замкнутой системой каналов, а карманы, расположенные с другой стороны от указанной плоскости - с другой замкнутой системой каналов. 6 с.п.ф-лы, 10 ил.

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в двигателестроении для транспортных средств и стационарных энергетических установок.

Известен роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с внутренней цилиндрической частью с выпускным и впускным окнами, соединенными, соответственно, с выпускным и впускным патрубками, камеру сгорания, выходной вал, два неравномерно вращающихся блока лопастей, размещенных внутри цилиндрической части корпуса и снабженных радиальными и продольными узлами уплотнения с уплотнительными элементами, механизм качания лопастей, размещенный с одной или двух сторон от блоков лопастей в кольцеобразных полостях корпуса двигателя и связанный с лопастями при помощи узлов связи, причем механизм содержит сателлитные валы, размещенные в подшипниковых опорах, связанных с выходным валом, при этом каждый сателлитный вал снабжен сателлитной шестерней, связанной зубчатым зацеплением с опорной шестерней, закрепленной на корпусе двигателя, и каждый сателлитный вал кинематически связан с узлами связи блоков лопастей, например, с помощью шатунов, а в корпусе между лопастями образованы вращающиеся рабочие камеры переменного объема с зонами впуска, сжатия, расширения и выпуска в зависимости от угла поворота выходного вала (патент РФ №2159342).

Конструкция не предусматривает нетрадиционных мер по снижению шумности и наддува двигателя за счет энергии выхлопных газов.

Данная конструкция при нерегулируемом закреплении опорной шестерни на корпусе не обеспечивает регулирование начала воспламенения рабочей смеси (угол опережения зажигания) в зависимости от числа оборотов и цикловой подачи топлива двигателя.

Известна конструкция глушителей двигателей внутреннего сгорания, в которых быстрый бросок газов высокого давления с истечением со сверхзвуковой скоростью с образованием скачка уплотнения преобразуется в более длинную волну газов при докритическом давлении за счет установки в выпускном тракте всевозможных перегородок, что вводит в выпускной тракт большое сопротивление и снижает мощность двигателя на 10-15%.

Известны турбонагнетатели, работающие за счет энергии выхлопных газов, однако такие конструкции наддува отличаются большой стоимостью.

Из указанного выше источника информации известен также узел уплотнительных элементов лопастей двигателя, содержащий уплотнительные пластины, помещенные в прорези лопастей и поджимаемые к поверхностями корпуса и другого блока лопастей пластинчатыми пружинами.

Однако такая конструкция не обеспечивает полной герметичности из-за наличия зазоров в стыках пластин, необходимых для обеспечения возможности термических расширений пластин. Кроме того, для сохранения подвижности пластин в прорезях лопастей должны быть технологические зазоры, которые сохраняются при искривлении и заклинивании биметаллических пластин, при этом возможна утечка газа под пластины в прорези лопастей и выход его через другую сторону уплотнительных пластин.

Из указанного источника (патент РФ №2159342) известны радиальные уплотнения блока лопастей с внутренней поверхностью корпуса, выполненные с помощью разрезных уплотнительных колец прямоугольного сечения. Однако данная конструкция не позволяет устранить перетекание газов через полости, образованные радиальными зазорами между блоком лопастей и внутренней поверхностью корпуса и ограниченными внутренней торцевой поверхностью блока лопастей и торцевой поверхностью уплотнительных колец.

Из указанного выше источника информации известно также устройство выравнивания нагрузок между сателлитами механизма качания лопастей, содержащее продольные и радиальные уплотнения пальцев, запрессованных в боковые крышки лопастей. При этом пальцы размещены во втулках шатунов. Однако данная конструкция не обеспечивает равномерной нагрузки на шатуны в случае разных утечек через уплотнения в пальцах.

Задачей настоящих изобретений являются повышение мощности, надежности, экономичности, эксплуатационных и экологических характеристик двигателей и, в частности, обеспечение регулирования опережения зажигания, снижение шумности работы двигателя и упрощение системы наддува, повышение равномерности нагрузки на элементы механизма качания лопастей, повышение ресурса и надежности уплотнений.

Поставленная задача решается тем, что в роторно-лопастном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней цилиндрической частью с выпускным и впускным окнами, соединенными, соответственно, с выпускным и впускным патрубками, камеру сгорания, выходной вал, два неравномерно вращающихся блока лопастей, размещенных внутри цилиндрической части корпуса и снабженных радиальными и продольными узлами уплотнения с уплотнительными элементами, механизм качания лопастей, размещенный с одной или двух сторон от блоков лопастей в кольцеобразных полостях корпуса двигателя и связанный с лопастями при помощи узлов связи, причем механизм содержит сателлитные валы, размещенные в подшипниковых опорах, связанных с выходным валом, при этом каждый сателлитный вал снабжен сателлитной шестерней, связанной зубчатым зацеплением с опорной шестерней, закрепленной на корпусе двигателя, и каждый сателлитный вал кинематически связан с узлами связи блоков лопастей, например, с помощью шатунов, а в корпусе между лопастями образованы вращающиеся рабочие камеры переменного объема с зонами впуска, сжатия, расширения и выпуска в зависимости от угла поворота выходного вала, согласно изобретению он снабжен газовой емкостью и газовым каналом, соединяющим емкость посредством выходного окна, выполненного в корпусе, с зоной расширения рабочей камеры в конце расширения.

Поставленная задача решается также тем, что выходное окно газового канала может быть расположено в корпусе перед выпускным окном выпускного патрубка по ходу вращения лопастей.

Поставленная задача в части второго варианта двигателя решается тем, что в роторно-лопастном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней цилиндрической частью с выпускным и впускным окнами, соединенными, соответственно, с выпускным и впускным патрубками, камеру сгорания, выходной вал, два неравномерно вращающихся блока лопастей, размещенных внутри цилиндрической части корпуса и снабженных радиальными и продольными узлами уплотнения с уплотнительными элементами, механизм качания лопастей, размещенный с одной или двух сторон от блоков лопастей в кольцеобразных полостях корпуса двигателя и связанный с лопастями при помощи узлов связи, причем механизм содержит сателлитные валы, размещенные в подшипниковых опорах, связанных с выходным валом, при этом каждый сателлитный вал снабжен сателлитной шестерней, связанной зубчатым зацеплением с опорной шестерней, закрепленной на корпусе двигателя, и каждый сателлитный вал кинематически связан с узлами связи блоков лопастей, например, с помощью шатунов, а в корпусе между лопастями образованы вращающиеся рабочие камеры переменного объема с зонами впуска, сжатия, расширения и выпуска в зависимости от угла поворота выходного вала, согласно изобретению, он снабжен газовой емкостью, выполненной в виде обменника давления и снабженной подвижным элементом, разделяющим емкость на выпускную полость, сообщенную при помощи газового канала и выходного окна, выполненного в корпусе, с зоной расширения и/или с выпускным патрубком, и на впускную полость, сообщенную при помощи воздушного канала и входного окна, выполненного в корпусе, с зоной впуска и/или с впускным патрубком, при этом подвижный элемент поджат упругим элементом в сторону выпускной полости.

Поставленная задача решается также тем, что выходное окно газового канала, сообщенного с зоной выпуска, может быть расположено в корпусе перед выпускным окном выпускного патрубка по ходу вращения лопастей.

Поставленная задача решается также тем, что входное окно воздушного канала, сообщенного с зоной впуска, может быть расположено в корпусе после впускного окна впускного патрубка по ходу вращения лопастей.

Поставленная задача решается также тем, что подвижный элемент может быть выполнен в виде мембраны.

Поставленная задача решается также тем, что мембрана может быть выполнена из армированной асбестовой ткани.

Поставленная задача решается тем, что в механизме качания лопастей роторно-лопастного двигателя, содержащем блоки лопастей, выходной вал с подшипниковыми опорами, в которых размещены сателлитные валы с сателлитными шестернями, по меньшей мере, одну опорную шестерню, установленную в кольцеобразной полости корпуса, с которой зацеплены сателлитные шестерни, при этом каждый сателлитный вал кинематически связан с блоками лопастей, согласно изобретению опорная шестерня установлена в корпусе подвижно и связана с механизмом регулирования угла закрепления шестерни относительно корпуса в плоскости, перпендикулярной оси выходного вала.

Поставленная задача решается также тем, что механизм регулирования угла закрепления опорной шестерни может быть выполнен в виде шагового электродвигателя, соединенного с опорной шестерней при помощи червячной передачи.

Поставленная задача решается тем, что в узле продольных уплотнений роторно-лопастного двигателя, содержащем уплотнительные пластины, установленные в прорезях лопастей и поджимаемые к корпусу и к смежному блоку лопастей, причем пластины составлены из нескольких частей, согласно изобретению зазоры между внутренней поверхностью прорезей лопасти и пластинами заполнены упругопластичным материалом.

Поставленная задача решается также тем, что в качестве упругопластичного материала могут использовать расширенный графит или силиконовую резину.

Поставленная задача решается тем, что в узле радиальных уплотнений, выполненном в виде кольца, прижатого упругим элементом к кольцевой торцевой поверхности боковой крышки блока лопастей и к уплотняемой внутренней цилиндрической поверхности корпуса, согласно изобретению контактирующие кольцевые поверхности кольца и боковой крышки выполнены коническими, причем расстояние между конической контактирующей поверхностью и внутренней торцевой поверхностью боковой крышки выполнено уменьшающимся к внутренней цилиндрической поверхности корпуса.

Поставленная задача решается также тем, что кольцо может быть выполнено из упругопластичного материала, например из графитофторопласта.

Поставленная задача решается также тем, что кольцо может быть выполнено разрезным.

Поставленная задача решается также тем, что большое основание контактирующей конической поверхности боковой крышки блока лопастей может совпадать с внутренней поверхностью этой крышки.

Поставленная задача решается также тем, что кольцо может быть установлено в корпусе с возможностью только осевого перемещения.

Поставленная задача решается тем, что в узле подшипниковых опор механизма качания лопастей роторно-лопастного двигателя, содержащем блоки лопастей с крышками, каждый из которых связан при помощи пальцев и шатунов с сателлитными валами, при этом пальцы закреплены в крышках блока лопастей, на свободных их концах установлены головки шатунов, по краям свободного конца пальца внутри головки шатуна установлена пара кольцевых уплотнений, а между кольцевыми уплотнениями расположены продольные уплотнения вдоль образующей цилиндра пальца с образованием между уплотнениями замкнутых карманов, причем продольные уплотнения расположены в плоскости, перпендикулярной к продольной оси шатуна в районе его среднего положения при качании вокруг пальца, согласно изобретению каждый карман сообщен с устройством подачи смазки под давлением посредством выполненного в пальце центрального канала с установленным в нем обратным клапаном, а также с замкнутой системой гидравлических каналов посредством выполненного в пальце периферийного канала, причем карманы, расположенные с одной и той же стороны от плоскости расположения продольных уплотнений относительно направления вращения лопастей, сообщены с одной замкнутой системой каналов, а карманы, расположенные с другой стороны от указанной плоскости - с другой замкнутой системой каналов.

Поставленная задача решается также тем, что в каждой замкнутой системе каналов могут быть выполнены дренажные отверстия.

Заявленные изобретения поясняются при помощи чертежей.

На фиг.1 представлен продольный разрез двигателя;

на фиг.2 - поперечный разрез двигателя;

на фиг.3 и 4 - работа двигателя с обменником давления;

на фиг.5 - выполнение узлов продольных и радиальных уплотнений;

на фиг.6 - то же, разрез А-А фиг.5;

на фиг.7 - узел подшипниковых опор;

на фиг.8 - то же, разрез Б-Б на фиг.7 по пальцу опоры;

на фиг.9 и 10 - диаграммы изменения степени сжатия.

Описываемый двигатель содержит корпус 1 с внутренней цилиндрической частью 2 с выпускным 3 и впускным 4 окнами, соединенными, соответственно, с выпускным 5 и впускным 6 патрубками, камеру сгорания 7, выходной вал 8, два неравномерно вращающихся блока лопастей 9, размещенных внутри цилиндрической части 2 корпуса 1 и снабженных радиальными 10 и продольными 11 узлами уплотнения с уплотнительными элементами. С одной или двух сторон от блоков лопастей 9 в кольцеобразных полостях 12 корпуса 1 двигателя размещен механизм качания лопастей и связан с лопастями 9 при помощи узлов связи 13.

Указанный механизм содержит сателлитные валы 14, размещенные в подшипниковых опорах 15, связанных с выходным валом 8, при этом каждый сателлитный вал 14 снабжен сателлитной шестерней 16, связанной зубчатым зацеплением с опорной шестерней 17, закрепленной на корпусе 1 двигателя, и каждый сателлитный вал 14 кинематически связан с узлами 13 связи блоков лопастей 9, например, с помощью шатунов 18, а в корпусе между лопастями образованы рабочие камеры переменного объема с зонами впуска 19, сжатия 20, расширения 21 и выпуска 22 в зависимости от угла поворота выходного вала. Двигатель снабжен газовой емкостью 23 и газовым каналом 24, соединенным с емкостью 23 и посредством выходного окна 25, выполненного в корпусе, - с зоной расширения 21 рабочей камеры. При этом выходное окно 25 расположено в рабочей камере с возможностью ее сообщения с газовой емкостью 23 в конце расширения.

Выходное окно 25 газового канала 24 может быть расположено в корпусе 1 перед выпускным окном 3 выпускного патрубка по ходу вращения лопастей.

В другом варианте выполнения двигателя газовая емкость 23 выполнена в виде обменника давления и снабжена подвижным элементом 26, разделяющим емкость 23 на выпускную полость 27, сообщенную при помощи газового канала 24 с зоной расширения 21, и впускную полость 28, сообщенную при помощи воздушного канала 29 с зоной впуска 19 и впускным патрубком 6. При этом подвижный элемент поджат упругим элементом 30 в сторону выпускной полости 27, а выходное окно 25 расположено в рабочей камере с возможностью ее сообщения с выпускной полостью 27 в конце расширения перед циклом выхлопа.

Входное окно 31 воздушного канала 29, сообщенного с камерой впуска 19, расположено в корпусе 1 после впускного окна 4 впускного патрубка 6 по ходу вращения лопастей 9.

Подвижный элемент 26 может быть выполнен в виде мембраны, выполненной, например, из армированной асбестовой ткани.

Камера сгорания 7 выполнена в корпусе 1 и связана с зонами сжатия 20 и расширения 21 при помощи, соответственно, нагнетательного 32 и расширительного 33 каналов. При этом наибольшее угловое расстояние между кромками указанных каналов выполнено меньшим угловой ширины лопасти 9 в плоскости ее вращения с возможностью полного перекрытия каналов 32 и 33 цилиндрической поверхностью лопасти 9. Камера сгорания 7 выполнена в виде нескольких полостей 34, расположенных вдоль цилиндрической образующей внутренней поверхности корпуса 1, при этом каждая полость камеры снабжена нагнетательным 32 и расширительным 33 каналами.

Полости 34 камеры сгорания 7 сообщены между собой при помощи соединительного канала 35, а нагнетательные 32 и расширительные 33 каналы могут быть выполнены дугообразными.

В механизме качания лопастей двигателя, опорная шестерня 17 установлена в корпусе 1 подвижно и связана с механизмом регулирования угла ее закрепления относительно корпуса 1 в плоскости, перпендикулярной оси выходного вала 8.

Механизм регулирования угла закрепления опорной шестерни 17 может быть выполнен в виде шагового электродвигателя (на чертежах не показан), соединенного с опорной шестерней 17 при помощи червячной передачи 36.

Узел продольных уплотнений роторно-лопастного двигателя содержит уплотнительные пластины 37, установленные в прорезях лопастей 9 и поджимаемые к корпусу 1 и к смежному блоку лопастей 9. Пластины 37 составлены из нескольких частей, при этом зазоры между внутренней поверхностью прорезей лопасти 9 и пластинами 37 заполнены упругопластичным материалом, в качестве которого могут использовать расширенный графит или графитофторопласт.

Узел радиальных уплотнений выполнен в виде кольца 38, прижатого упругим элементом 39 к кольцевой торцевой поверхности 40 боковой крышки 41 блока лопастей 9 и к уплотняемой внутренней цилиндрической поверхности 42 корпуса 1. Контактирующие кольцевые поверхности 40 кольца 38 и боковой крышки 41 выполнены коническими. Причем расстояние между конической контактирующей поверхностью 40 и внутренней торцевой поверхностью 40 боковой крышки 41 выполнено уменьшающимся к внутренней цилиндрической поверхности 42 корпуса.

Узел подшипниковых опор механизма качания лопастей 9 содержит блоки лопастей 9 с крышками 41. Каждый блок связан при помощи пальцев 43 и шатунов 18 с сателлитными валами 14, при этом пальцы 43 запрессованы в крышки 41 блока лопастей 9, а на свободных их концах установлены головки 44 шатунов 18. По краям свободного конца каждого пальца 43 внутри головки 44 шатуна 18 установлена пара кольцевых уплотнений 45, между которыми расположены продольные уплотнения 46 вдоль образующей цилиндра пальца 43 с образованием между уплотнениями 45 и 46 замкнутых карманов 47 и 48. Причем продольные уплотнения 46 расположены в плоскости, перпендикулярной к продольной оси 49 шатуна 18 в районе его среднего положения при качании вокруг пальца 43. Каждый карман 47 и 48 сообщен с устройством подачи смазки под давлением (на чертежах не показано) посредством выполненного в пальце центрального канала 50 с установленными в нем для каждого кармана 47 или 48 обратными клапанами 51 и 52, а также с одной из замкнутых систем 53 или 54 гидравлических каналов посредством одного из выполненных в пальце 43 периферийных каналов 55 или 56. Причем карманы, например 47, расположенные с одной и той же стороны от плоскости расположения продольных уплотнений 46 относительно направления вращения лопастей, сообщены с замкнутой системой 54 каналов, а карманы 48, расположенные с другой стороны от указанной плоскости, - с замкнутой системой 53 каналов. В каждой системе 53 и 54 каналов выполнены дренажные отверстия, соответственно, 57 и 58.

Описываемый двигатель работает следующим образом. В положении лопастей, показанном на фиг.2, при их неравномерном вращении по часовой стрелке в зоне 19 происходит впуск через впускной патрубок 6, в зоне 20 - сжатие, в зоне 21 - расширение продуктов сгорания, а в зоне 22 - выпуск через выпускной патрубок 5. При положении лопастей 9 (см. фиг.3) в зоне 19 закончен впуск через патрубок 6, в зоне 22 закончен выпуск, в зоне 21 закончено расширение. Газовая емкость 23 заполнена воздухом, при этом выпускная полость 27 имеет минимальный объем. При дальнейшем вращении лопастей 9 продукты сгорания из зоны 21 через газовый канал 24 поступают в выпускную полость 27 и с помощью подвижного элемента 26 воздух из впускной полости 28 через воздушный канал 29 нагнетается в зону 19 впуска.

При положении лопастей на фиг.4 наддув зоны 19 впуска закончен и при дальнейшем вращении лопастей 9 открывается выпускное окно 3 и продукты сгорания из зоны расширения 21 и выпускной полости 27 истекают через выпускной патрубок 5 с меньшим давлением и шумом по сравнению с положением на фиг.3, если бы в этом положении сразу открывался бы выпускной патрубок. При дальнейшем вращении лопастей подвижный элемент 26 перемещается в крайнее положение в направлении полости 27 посредством упругого элемента 30, например пружины. При этом происходит наполнение впускной полости 28 свежим зарядом из впускного патрубка 6.

Механизм, регулирующий угол закрепления опорных шестерен 17 механизма качания лопастей, работает следующим образом. На фиг.9 сплошными линиями показано изменение объема камеры между лопастями по углу поворота выходного вала в номинальном положении. При этом при угле поворота выходного вала φ=0 минимальный объем между лопастями осуществляется в заданном положении относительно каналов 32 и 33. При синхронном повороте опорных шестерен 17 с помощью шагового электродвигателя (на чертежах не показан), соединенного с червяком червячной передачи 36, контактирующим с зубчатым сектором, выполненным на опорной шестерне 17, минимальный объем между лопастями реализуется при другом угловом положении относительно корпуса 1. При повороте опорных шестерен 17 по направлению вращения выходного вала 8 реализуется запаздывание поджига (зажигания) рабочей смеси - пунктирные кривые на фиг.9. При повороте опорных шестерен 17 против направления вращения выходного вала реализуется опережение зажигания - штрихпунктирные кривые на фиг.10. При неодинаковом повороте опорных шестерен 17 в разных направлениях реализуется одновременно уменьшение степени сжатия и изменение опережения или запаздывания зажигания.

Узел продольных уплотнительных элементов лопастей работает следующим образом. Уплотнительные пластины 37 (фиг.5 и 6) поджаты к корпусу 1 и к торцевой и внутренней поверхностям смежного блока лопастей упругопластинчатым материалом, который заполняет зазоры. При термических деформациях или износе элементов конструкции изменяемые зазоры полностью заполняются упругопластинчатым материалом, в т.ч. зазоры между частями пластин, обеспечивая полную герметичность. При этом для уменьшения износа упругопластичного материала в пределах зазоров между частями пластин зазоры выполнены сужающимися к трущейся поверхности.

Узел радиальных уплотнительных элементов боковых крышек лопастей 9 с корпусом 1 работает следующим образом (фиг.5). Упругий элемент 39 поджимает кольцо 38 к кольцевой конической поверхности 40 и к внутренней поверхности 42 корпуса 1. Выполнение конической поверхности таким образом, чтобы плоскость большего основания совпадала с внутренней торцевой поверхностью 41 крышки блока лопастей 9, обеспечивает отсутствие диаметрального зазора между корпусом 1 и блоком лопастей 9 на участке между торцами смежного блока лопастей 9 и торцом кольцевого уплотнительного элемента.

В варианте выполнения уплотнительного кольца 38 разрезным возможен износ кольца по его конической и/или внешней цилиндрической поверхностям.

В варианте выполнения кольца 38 неразрезным из упругопластичного материала с большим коэффициентом линейного расширения, чем корпус, при запуске двигателя кольцо прижато к блоку лопастей по конической поверхности, при этом по внешней цилиндрической поверхности кольца существует приемлемый на этапе нагрева двигателя эксплуатационный зазор, который ликвидируется при расширении кольца за счет прогрева, кольцо заклинивает в корпусе и, тем самым, усилие упругого элемента не действует на коническую поверхность, предотвращая дальнейший износ кольца.

Узел подшипниковых опор механизма качания лопастей работает следующим образом (фиг.7 и 8). При действии на шатун 18 нагрузки влево (по чертежу) масло из карманов 48 вытекает через зазоры в радиальных 45 и продольных 46 уплотнениях при закрытом обратном клапане 51. Одновременно масло может поступать по замкнутой системе 53 в “одноименные” карманы 48 других узлов крепления шатунов 18, обеспечивая тем самым выравнивание нагрузок на все шатуны при наличии разных зазоров в карманах 48. Одновременно по центральным каналам 50, выполненным в пальцах 43, масло через обратные клапаны 52 поступает в карманы 47. За период действия силы с одного направления масло из карманов 48 не успевает вытечь через зазоры и, таким образом, обеспечивается режим жидкостного трения и равномерность нагрузок на шатуны 18 при наличии разных зазоров установки деталей узлов. При действии на шатуны 18 нагрузки вправо масло поступает по центральным каналам 50 в карманы 48 и вытекает через уплотнения из карманов 47. Для удаления воздуха из замкнутых систем 53 и 54 гидравлических каналов в них выполнены дренажные отверстия, соответственно, 57 и 58.

Claims (18)

1. Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с внутренней цилиндрической частью с выпускным и впускным окнами, соединенными соответственно с выпускным и впускным патрубками, камеру сгорания, выходной вал, два неравномерно вращающихся блока лопастей, размещенных внутри цилиндрической части корпуса и снабженных радиальными и продольными узлами уплотнения с уплотнительными элементами, механизм качания лопастей, размещенный с одной или двух сторон от блоков лопастей в кольцеобразных полостях корпуса двигателя и связанный с лопастями при помощи узлов связи, причем механизм содержит сателлитные валы, размещенные в подшипниковых опорах, связанных с выходным валом, при этом каждый сателлитный вал снабжен сателлитной шестерней, связанной зубчатым зацеплением с опорной шестерней, закрепленной на корпусе двигателя, и каждый сателлитный вал кинематически связан с узлами связи блоков лопастей, например, с помощью шатунов, а в корпусе между лопастями образованы вращающиеся рабочие камеры переменного объема с зонами впуска, сжатия, расширения и выпуска в зависимости от угла поворота выходного вала, отличающийся тем, что он снабжен газовой емкостью и газовым каналом, соединяющим емкость посредством выходного окна, выполненного в корпусе, с зоной расширения рабочей камеры в конце расширения.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выходное окно газового канала расположено в корпусе перед выпускным окном выпускного патрубка по ходу вращения лопастей.

3. Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с внутренней цилиндрической частью с выпускным и впускным окнами, соединенными соответственно с выпускным и впускным патрубками, камеру сгорания, выходной вал, два неравномерно вращающихся блока лопастей, размещенных внутри цилиндрической части корпуса и снабженных радиальными и продольными узлами уплотнения с уплотнительными элементами, механизм качания лопастей, размещенный с одной или двух сторон от блоков лопастей в кольцеобразных полостях корпуса двигателя и связанный с лопастями при помощи узлов связи, причем механизм содержит сателлитные валы, размещенные в подшипниковых опорах, связанных с выходным валом, при этом каждый сателлитный вал снабжен сателлитной шестерней, связанной зубчатым зацеплением с опорной шестерней, закрепленной на корпусе двигателя, и каждый сателлитный вал кинематически связан с узлами связи блоков лопастей, например, с помощью шатунов, а в корпусе между лопастями образованы вращающиеся рабочие камеры переменного объема с зонами впуска, сжатия, расширения и выпуска в зависимости от угла поворота выходного вала, отличающийся тем, что он снабжен газовой емкостью, выполненной в виде обменника давления и снабженной подвижным элементом, разделяющим емкость на выпускную полость, сообщенную при помощи газового канала и выходного окна, выполненного в корпусе, с зоной расширения и/или с выпускным патрубком, и на впускную полость, сообщенную при помощи воздушного канала и входного окна, выполненного в корпусе, с зоной впуска и/или с впускным патрубком, при этом подвижный элемент поджат упругим элементом в сторону выпускной полости.

4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что выходное окно газового канала, сообщенного с зоной выпуска, расположено в корпусе перед выпускным окном выпускного патрубка по ходу вращения лопастей.

5. Двигатель по любому из пп.3 и 4, отличающийся тем, что входное окно воздушного канала, сообщенного с зоной впуска, расположено в корпусе после впускного окна впускного патрубка по ходу вращения лопастей.

6. Двигатель по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что подвижный элемент выполнен в виде мембраны.

7. Двигатель по п.6, отличающийся тем, что мембрана выполнена из армированной асбестовой ткани.

8. Механизм качания лопастей роторно-лопастного двигателя, содержащий блоки лопастей, выходной вал с подшипниковыми опорами, в которых размещены сателлитные валы с сателлитными шестернями, по меньшей мере, одну опорную шестерню, установленную в кольцеобразной полости корпуса, с которой зацеплены сателлитные шестерни, при этом каждый сателлитный вал кинематически связан с блоками лопастей, отличающийся тем, что опорная шестерня установлена в корпусе подвижно и связана с механизмом регулирования угла закрепления шестерни относительно корпуса в плоскости, перпендикулярной оси выходного вала.

9. Механизм по п.8, отличающийся тем, что механизм регулирования угла закрепления опорной шестерни выполнен в виде шагового электродвигателя, соединенного с опорной шестерней при помощи червячной передачи.

10. Узел продольных уплотнений роторно-лопастного двигателя, содержащий уплотнительные пластины, установленные в прорезях лопастей и поджимаемые к корпусу и к смежному блоку лопастей, причем пластины составлены из нескольких частей, отличающийся тем, что зазоры между внутренней поверхностью прорезей лопасти и пластинами заполнены упругопластичным материалом.

11. Узел по п.10, отличающийся тем, что в качестве упругопластичного материала используют расширенный графит или силиконовую резину.

12. Узел радиальных уплотнений роторно-лопастного двигателя, выполненный в виде кольца, прижатого упругим элементом к кольцевой торцевой поверхности боковой крышки блока лопастей и к уплотняемой внутренней цилиндрической поверхности корпуса, отличающийся тем, что контактирующие кольцевые поверхности кольца и боковой крышки выполнены коническими, причем расстояние между конической контактирующей поверхностью и внутренней торцевой поверхностью боковой крышки выполнено уменьшающимся к внутренней цилиндрической поверхности корпуса.

13. Узел по п.12, отличающийся тем, что кольцо выполнено из упругопластичного материала, например, из графито-фторопласта.

14. Узел по п.12, отличающийся тем, что кольцо выполнено разрезным.

15. Узел по п.12, отличающийся тем, что большое основание контактирующей конической поверхности боковой крышки блока лопастей совпадает с внутренней поверхностью этой крышки.

16. Узел по п.12, отличающийся тем, что кольцо установлено в корпусе с возможностью только осевого перемещения.

17. Узел подшипниковых опор механизма качания лопастей роторно-лопастного двигателя, содержащий блоки лопастей с крышками, каждый из которых связан при помощи пальцев и шатунов с сателлитными валами, при этом пальцы закреплены в крышках блока лопастей, на свободных их концах установлены головки шатунов, по краям свободного конца пальца внутри головки шатуна установлена пара кольцевых уплотнений, а между кольцевыми уплотнениями расположены продольные уплотнения вдоль образующей цилиндра пальца с образованием между уплотнениями замкнутых карманов, причем продольные уплотнения расположены в плоскости, перпендикулярной к продольной оси шатуна в районе его среднего положения при качании вокруг пальца, отличающийся тем, что каждый карман сообщен с устройством подачи смазки под давлением посредством выполненного в пальце центрального канала с установленным в нем обратным клапаном, а также с замкнутой системой гидравлических каналов посредством выполненного в пальце периферийного канала, причем карманы, расположенные с одной и той же стороны от плоскости расположения продольных уплотнений относительно направления вращения лопастей, сообщены с одной замкнутой системой каналов, а карманы, расположенные с другой стороны от указанной плоскости, – с другой замкнутой системой каналов.

18. Узел подшипниковых опор по п.12, отличающийся тем, что в каждой замкнутой системе каналов выполнены дренажные отверстия.

Images