Двигатель Зуева

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания.
Предшествующий уровень техники
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, ротор постоянной скорости вращения, снабженный цилиндрами с основными рабочими камерами и крышками, установленный соосно с ним ротор переменной скорости вращения, снабженный поршнями, причем цилиндры и поршни выполнены в виде участков тора, газораспределительное зеркало, снабженное расположенными по окружности впускным и выпускным каналами, и механизм периодического изменения скорости вращения одного из роторов (FR 2211044). Однако известный двигатель характеризуется недостаточной организацией процесса газообмена, обусловленной тем, что в то время, когда поверхности цилиндров не перекрывают впускной канал газораспределительного зеркала, рабочая смесь имеет возможность поступать в полости корпуса, что приводит к ее повышенному расходу.
Наиболее близким техническим решением является двигатель внутреннего сгорания по авторскому свидетельству SU 1278475, содержащий корпус, ротор постоянной скорости вращения, снабженный цилиндрами с основными рабочими камерами и крышками, установленный соосно с ним ротор переменной скорости вращения, снабженный поршнями, при чем цилиндры и поршни выполнены в виде участков тора, газораспределительное зеркало, снабженное расположенными по окружности впускным и выпускным каналами, и механизм периодического изменения скорости вращения одного из роторов, при этом ротор постоянной скорости вращения выполнен в виде диска с окнами газообмена, снабженными уплотнительными элементами, а крышки цилиндров выполнены за одно целое с диском, который контактирует с поверхностью газораспределительного зеркала с возможностью полного перекрытия его впускного и выпускного каналов. Крышка каждого цилиндра снабжена дополнительной рабочей камерой, которая смещена относительно основной рабочей камеры в сторону диска. Основным недостатком данной конструкции является то, что механизм периодического изменения скорости вращения одного из роторов, состоящий из зубчатых колес, напрямую воспринимает силу от давления газов в цилиндре двигателя. Поскольку эта сила возрастает пропорционально квадрату диаметра поршня, а контакт в зубчатой передаче происходит по линии пропорционально ширине зубчатых колес, это приводит к ограничению возможности создания двигателя мощностью более нескольких киловатт. Кроме этого, в связи с невозможностью уменьшения диаметра расположения газоходных каналов на диске и газораспределительном зеркале, скорость трения диска по газораспределительному зеркалу в несколько раз превышает среднюю скорость трения поршня о цилиндр, а поскольку максимально допустимая скорость трения скольжения ограничена 15-20 м/с, то скорость трения диска о газораспределительное зеркало лимитирует максимально допустимые обороты двигателя.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является исключение механизма периодического изменения скорости вращения одного из роторов, а также приближение средней скорости трения поршня о цилиндр к скорости трения диска о газораспределительное зеркало и к максимально допустимой.
Указанная задача решена в двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус, жестко связанное с ним газораспределительное зеркало, снабженное расположенными по окружности не менее чем одним впускным и не менее чем одним выпускным каналами, ротор, выполненный в виде диска с окнами газообмена, контактирующий с поверхностью газораспределительного зеркала с возможностью перекрытия его впускных и выпускных каналов, цилиндры, жестко связанные с ротором через крышки, и поршни с пальцами и шатунами. Согласно изобретению в роторе соосно ему установлен коленчатый вал, а цилиндры расположены по существу радиально, при этом коленчатый вал, ротор и корпус связаны между собой зубчатой передачей.
Это позволяет приблизить скорость трения ротора по газораспределительному зеркалу к средней скорости трения поршня по цилиндру в трех- и пятицилиндровом двигателе и сравнять эти скорости, начиная с семицилиндрового двигателя, что сокращает габариты и массу двигателя на единицу мощности. Установка коленчатого вала в роторе позволяет замкнуть осевую силу, возникающую от давления газов в камере сгорания, через коренные шейки коленчатого вала на ротор, а через планетарный редуктор передается лишь выходной момент двигателя.
Предпочтительно зубчатая передача выполнена планетарной, что обеспечивает простоту и компактность конструкции.
При этом центральные колеса планетарной передачи жестко связаны, соответственно, с коленчатым валом и корпусом, а сателлиты установлены на роторе, причем форсунки расположены равномерно по окружности, а центральное колесо, жестко связанное с корпусом, может быть выполнено как с внутренним зацеплением, так и с внешним.
В первом случае число цилиндров N, форсунок n и передаточное отношение i между коленчатым валом и ротором связаны между собой соотношением N = i = 2n+1 для четырехтактного двигателя или N = i = n+1 для двухтактного двигателя.
Во втором случае число цилиндров N, форсунок n и передаточное отношение i между коленчатым валом и ротором связаны между собой соотношением N = – i = 2n – 1 для четырехтактного двигателя или N = – i = n – 1 для двухтактного двигателя.
Такое конструктивное решение позволяет обеспечить рабочий цикл двигателя, то есть совпадение каждой верхней мертвой точки поршня каждого цилиндра с каждой форсункой, а для четырехтактного двигателя и с перемычкой между выпускными и впускными каналами газообмена.
Предпочтительно на диске ротора со стороны газораспределительного зеркала выполнена кольцевая канавка, сообщенная по жидкой среде с каналом подвода охлаждающей жидкости от насоса, а противоположная сторона диска ротора совместно с закрепленным на газораспределительном зеркале кольцом и связанным с ним кольцом и диафрагмой образуют камеру, также сообщенную по жидкой среде с каналом подвода охлаждающей жидкости от насоса, причем площадь указанной кольцевой канавки меньше или равна площади противоположной стороны диска ротора, образующей вышеупомянутую камеру.
Это позволяет уменьшить усилие прижима ротора к поверхности газораспределительного зеркала после начала прокачки охлаждающей жидкости через вышеупомянутую камеру, поскольку охлаждающая жидкость, деформируя диафрагму и поднимая подвижное кольцо, дросселируется в зазор между ротором и торцом подвижного кольца, исключая усилие прижатия диафрагмой подвижного кольца к ротору, а давление охлаждающей жидкости в кольцевой проточке, выполненной на роторе, компенсирует давление охлаждающей жидкости на противоположную сторону диска ротора, входящую в вышеупомянутую камеру. При этом можно использовать тарельчатые пружины, прижимающие ротор к газораспределительному зеркалу с грузовой характеристикой, меньшей, чем сила отталкивания ротора от газораспределительного зеркала, возникающая при максимальном давлении газов в камере сгорания, уменьшив потери на трение.
Цилиндры в роторе могут быть смещены параллельно своей оси в сторону вращения ротора, что позволяет уменьшить максимальную силу прижатия поршня к цилиндру во время рабочего хода, сравняв ее с силой прижатия поршня к стенкам цилиндра в такте сжатия с учетом действия на поршень кориолисовых сил.
Предпочтительно шатунная шейка коленчатого вала установлена на штифтах и притянута к его щечкам винтами, а шатуны выполнены цельными и установлены на роликах, повышая технологичность изготовления и сборки двигателя и уменьшая потери на трение.
Ротор установлен в корпусе на шарикоподшипнике, удаленном от газораспределительного зеркала на 0,3 – 0,4 диаметра диска ротора, снижая требование к перпендикулярности установки газораспределительного зеркала к оси корпуса и перпендикулярности трущейся поверхности ротора к его оси при изготовлении ротора. Ограничение высоты ротора обеспечивает его самоустановку.
Предпочтительно диск ротора выполнен за одно целое с крышками цилиндров и перемычками между ними, образующих внешнюю цилиндрическую поверхность, на которую с натягом установлена крышка ротора, образуя каналы для прохода охлаждающей жидкости вокруг камер сгорания к мокрым гильзам. Это позволяет повысить технологичность изготовления ротора и крышки за счет возможности их литья в кокиль.
Газораспределительное зеркало выполнено преимущественно из керамики, что снижает потери на трение ротора о газораспределительное зеркало и увеличивает ресурс работы двигателя.
Особенности и преимущества изобретения будут более понятны из описания преимущественных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен главный вид двигателя в разрезе по одному из цилиндров и насос-форсунке;
на фиг. 2 – поперечный разрез двигателя по цилиндрам;
на фиг. 3 – разрез двигателя по впускному и выпускному каналам;
на фиг. 4 – поперечный разрез двигателя по планетарной зубчатой передаче;
на фиг. 5 – поперечный разрез двигателя по насос-форсунке и ограничителю оборотов коленчатого вала;
на фиг. 6 – поперечный разрез двигателя по масляному насосу;
на фиг.7 – вариант выполнения планетарной передачи при встречном вращении ротора и коленчатого вала с двумя выходными валами;
на фиг.8 – вариант выполнения газоходного канала с компрессионным кольцом.
Варианты осуществления изобретения
Как показано на фиг. 1, в корпусе 1 с крышкой 2, выполненных из алюминиевого сплава методом литья в кокиль, установлено газораспределительное зеркало 3, закрепленное винтами 4, и ротор 5, прижатый тарельчатой пружиной 6 к газораспределительному зеркалу 3. Ротор 5 представляет собой диск с выполненными за одно целое с ним крышками 7 цилиндров, в которых выполнены камеры сгорания 8, газоходные каналы 9 и полости 10 для прохода охлаждающей жидкости к мокрым гильзам 11, установленным в свою очередь в обоймах 12 (фиг. 2), притянутых к крышкам 7 цилиндров винтами 13 (фиг. 1) на штифтах 14 (фиг. 2). Верхняя часть ротора 5 (фиг. 1), установлена в шарикоподшипнике 15, допускающим незначительный поворот оси ротора 5, обеспечивающий прилегание диска ротора 5 к газораспределительному зеркалу 3, и представляет собой крышку 16, напрессованную на крышки 7 цилиндров с перемычками 18, и притянутую к ним винтами 17 (фиг. 3). Диск ротора 5 (фиг.1) выполнен за одно целое с крышками 7 цилиндров и перемычками 18 между ними, образующих внешнюю цилиндрическую поверхность, на которую с натягом установлена крышка 16 ротора , образуя каналы 10 для прохода охлаждающей жидкости вокруг камер сгорания 8 к мокрым гильзам 11. Полости 10 отверстиями 19 в крышках 7 и пазами 20 в мокрых гильзах 11 связаны с их рубашками охлаждения. В роторе 5 соосно ему на подшипниках 21 и 22 установлен коленчатый вал, состоящий из коренных шеек 23, 24 со щечками 25, 26 и шатунной шейки 27, прикрепленной к щечкам 25 и 26 штифтами 28 и шестью винтами 29 (фиг. 4). Подшипник 21 (фиг. 1) и стопорные кольца 30 удерживают коленчатый вал от осевого смещения. На шатунной шейке 27 (фиг. 2) коленчатого вала на роликах 31 установлены шатуны 32, связанные через игольчатые подшипники 33 и пальцы 34 с поршнями 35. В пазах 36 (фиг. 4), выполненных в роторе 5 на осях 37 и подшипниках 38 установлены сателлиты 39, связанные с центральным колесом 40, установленным на коренной шейке 24 коленчатого вала и удерживаемым от проворота одним из штифтов 28, а также со вторым центральным колесом с зубчатым венцом 41, выполненным на газораспределительном зеркале 3.
На газораспределительном зеркале 3 выполнены впускные каналы 42 и выпускные каналы 43, имеющие возможность при вращении ротора 5 поочередно соединять камеры сгорания 8 (фиг. 1) через газоходные каналы 9 с впускными каналами 44 (фиг. 3) и выпускными каналами 45.
В расточках корпуса 1 (фиг. 1) установлены насос-форсунки 46, иглы 47 которых через чашки 48 пружинами 49 прижаты к запорным конусам распылителей, перекрывая подачу топлива через распыливающие отверстия 50. В сжатом состоянии пружина 49 удерживается втулкой 51 со штуцером 52, служащим для присоединения топливопровода от топливоподкачивающего насоса (не показан). В корпусе насос-форсунки 46 установлен плунжер 53 (фиг. 5), поворот которого с помощью червячного колеса 54 с червяком 55 регулирует величину подачи топлива в камеру сгорания 8 (фиг. 1), для чего на плунжере 53 выполнена винтовая канавка, а в отверстии под плунжер 53 – впускной канал 56 для прохода топлива в надплунжерную полость и сливной канал 57. Для уплотнения топливной системы на плунжере выполнена канавка, в которой располагается резиновое кольцо 58 (фиг. 5). Возвратно-поступательное движение плунжера 53 обеспечивается сцепленным с ним ползунком 59, подпружиненным пружиной 60 и упирающимся через ролик 61, установленный на оси 62, в диск 63 (фиг. 1), на котором выполнен кулачок 64 (фиг. 5). В случае попадания воздуха в систему топливоподачи для его стравливания в корпусе насос-форсунки 46 установлен винт 65. Для ограничения максимальных оборотов двигателя между диском 63 (фиг. 1) и диском 66, стянутых винтами 67 (фиг. 5), расположены грузы 68, подпружиненные к центру пружинами 69. От заклинивания грузов 68 на штифтах 70 установлены распорные элементы 71, а по центру распорный элемент 72 (фиг. 1), выполненный в виде втулки с уплотнительным кольцом 73. Одновременное перемещение грузов 68 (фиг. 5) обеспечивается за счет выполненных на каждом грузе выступа 74 и паза 75.
Для перекачки смазывающе-охлаждающей жидкости на выступе диска 66 (фиг. 1) расположен роликовый насос, стянутый винтами 76 (фиг. 6) на штифтах 77, который состоит из корпуса 78, притянутого винтами 79 (фиг.1) к корпусу 1, звездочки 80 (фиг.6) с роликами 81 и крышкой 82 (фиг. 1). Насос пазами 83, 84 (фиг. 6), выполненными в корпусе 1, связан с полостью корпуса 1, а через канал 85 связан с радиатором. Одновременно через паз 86, отверстия 87 (фиг. 3), центральный канал в диске 66 (фиг. 1), каналы 88 и 89 насос связан с полостью, в которой расположены ролики 31 (фиг. 2). Смазывающе-охлаждающая жидкость из радиатора через каналы 90, 91, 92, 93 и паз 94, выполненный в неподвижном кольце 95 (фиг. 3) гидроприжима ротора 5, поступает в полость 96. Полость 96 пазами 97 связана с кольцевой проточкой 98, выполненной на торце ротора 5. В случае повышения давления в полости 96 подвижное кольцо 99, изгибая пружинную диафрагму 100, имеет возможность соединять полость 96 с кольцевой проточкой 101, выполненной на роторе 5, которая через отверстия 102 (фиг. 2) связана с камерой 10. Вытеканию масла в зазор между подвижным кольцом 99 (фиг. 3) и ротором 5 препятствует разрезное пружинное кольцо 103. Отработанное масло стекает в картер 104.
При изготовлении центрального колеса 40 (фиг. 4) один из его зубьев выполняется строго против отверстия под штифт 28, расположенный в плоскости шатунной шейки 27 (фиг. 1) коленчатого вала, а при изготовлении газораспределительного зеркала 3 один из его зубьев выполняется строго против отверстия под форсунку 46 при четном количестве зубьев на сателлите, а при нечетном – против отверстия под форсунку выполняется впадина. В промежуточной сборке ротора 5 с газораспределительным зеркалом 3 эти зубья вставляются в строго противоположные впадины сателлита 39 (фиг. 4), имеющего четное количество зубьев, либо во впадину и противоположный зуб при нечетном количестве зубьев. Это положение фиксируется двенадцатью короткими винтами 4 (фиг. 1), ввинчиваемых в газораспределительное зеркало 3, при этом поршень 35 (фиг.2) одного из цилиндров, находящийся в верхней мертвой точке, располагается строго напротив одной из форсунок. При этом передаточное отношение планетарной зубчатой передачи i, выбрано из соотношения i = 2n+1 для рассматриваемого четырехтактного двигателя, в котором ротор 5 (фиг.1) вращается в сторону вращения коленчатого вала. В этом случае все верхние мертвые точки кривошипно-шатунного механизма совпадают либо с местом расположения форсунок 46 на газораспределительном зеркале 3, либо с перемычками между выпускными 43 (фиг. 4) и впускными 42 каналами.
Вентиляция корпуса 1 (фиг. 3) в двигателе обеспечивается за счет соединения его полости через закрытые крышкой 108 сетки 105, расположенные во втулке 106 и в проставке 107, канал 110, зазор 111, образованный ребрами, выполненными на корпусе 1, и кожухом (не показан) двигателя, с впускным каналом 44.
Крышка 108, проставка 107 и втулка 106 закреплены на корпусе 1 винтами 109.
Привод диска 63 осуществляется через крестообразную муфту 112, допускающую незначительное смещение их осей.
На фиг. 7 изображен вариант выполнения двигателя с вращением ротора 5 навстречу коленчатому валу, причем планетарная зубчатая передача расположена в верхней части ротора 5, и мощность снимается не только с коленчатого вала, но и с выступающей части крышки 16 ротора 5, имеющего меньшие обороты, но больший крутящий момент. В этом случае планетарная зубчатая передача состоит также из центрального колеса 40, блока 113 сателлитов установленного в пазах крышки 16 ротора 5 на осях 37 в подшипниках 38, и второго центрального колеса 114 с внешним зубчатым зацеплением, установленного соосно центральному колесу 40 и закрепленного винтами 115 и штифтами 116 на крышке 2 корпуса 1.
Диски 63 (фиг. 3) и 66 стянуты винтами 67 (фиг. 5) и установлены в подшипниках 117 (фиг. 3) и 118.
Двигатель согласно настоящему изобретению может работать как по дизельному циклу при степени сжатия более четырнадцати, как в рассмотренном выше варианте, так и с принудительным воспламенением топливно-воздушной смеси. При этом вместо форсунок на газораспределительном зеркале 3 (фиг. 1) необходимо установить свечи зажигания, а топливо впрыскивать во впускные каналы 42 (фиг. 4) газораспределительного зеркала 3, например, с помощью электроуправляемых форсунок. В случае непосредственного впрыска топлива свечи зажигания устанавливаются рядом с форсунками.
Для снижения требований к отклонению от плоскостности рабочей поверхности газораспределительного зеркала 3 (фиг. 8) и контактирующего с ним торца ротора 5 в расточке газоходного канала 9 может быть расположено разрезное компрессионное кольцо 119, верхняя часть которого представляет собой прорезную пружину, деформация которой при сборке обеспечивает прижатие рабочего торца компрессионного кольца 119 к поверхности газораспределительного зеркала 3. Для сохранения упругих свойств при высокой температуре компрессионное кольцо 119 выполнено, например, из корундовой керамики.
Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.
Коленчатый вал, вращаясь вместе с центральным колесом 40 (фиг. 4) через сателлиты 39, установленные в роторе 5 и связанные также с зубчатым венцом 41 второго центрального колеса, приводит во вращение ротор 5. При этом в одном из цилиндров, газоходный канал 9 которого находится на уровне перемычки между выпускным 43 и впускным 42 каналами, поршень 35 (фиг.2) находится в верхней мертвой точке, то есть начинается процесс всасывания воздуха. При повороте ротора 5 (фиг. 4) в рассматриваемом пятицилиндровом двигателе на 45°, коленчатый вал повернется на угол 45° × i = 225°, то есть коленчатый вал повернется относительно ротора 5 на угол 180° и придет в нижнюю мертвую точку. При этом газоходный канал 9 окажется перекрытым газораспределительным зеркалом 3. В следующие 45° поворота ротора 5 происходит такт сжатия, поскольку коленчатый вал за это время повернется еще на 225°, перейдя в верхнюю мертвую точку. При этом за несколько градусов до нее кулачок 64 (фиг. 5) через ролик 61 начнет перемещать ползун 59 с плунжером 53, перекрывая впускной канал 56 (фиг. 1). Дальнейшее движение плунжера 53 создает давление в полости иглы 47, воздействуя на ее дифференциальную площадку, и перемещает эту иглу 47, сжимая пружину 49. При этом топливо через распыливающие отверстия 50 и газоходный канал 9 под высоким давлением впрыскивается в камеру сгорания 8 до тех пор, пока винтовая канавка, выполненная на плунжере 53, не откроет нижнюю кромку впускного канала 56. Положение винтовой канавки на плунжере 53, которым управляет червяк 55 (фиг. 5) через червячное колесо 54 с некруглым отверстием, удерживающим от проворота плунжер 53, определяет дозу впрыскиваемого топлива. Сгорание топлива приводит к повышению давления в камере сгорания 8 (фиг. 1) и следующие 45° поворота ротора 5 происходит рабочий ход, и коленчатый вал, поворачиваясь на очередные 225°, приходит в нижнюю мертвую точку, а газоходный канал 9 совмещается с началом выпускного канала 43 (фиг. 4). В последующие 45° поворота ротора 5 и 225° поворота коленчатого вала происходит процесс вытеснения отработанных газов и т.д. В следующем цилиндре происходят аналогичные процессы со смещением на 72° поворота ротора 5. При этом за один оборот коленчатого вала произойдет два рабочих цикла, то есть двигатель согласно настоящему изобретению по равномерности снимаемого с коленчатого вала момента эквивалентен четырехцилиндровому рядному двигателю, а за один оборот ротора 5 происходит 10 рабочих ходов, что по равномерности снимаемого с ротора 5 момента эквивалентно двадцатицилиндровому рядному двигателю. В двигателе со встречным вращением ротора 5 и коленчатого вала, чтобы получился пятицилиндровый двигатель, количество форсунок n на газораспределительном зеркале должно быть равно трем, поскольку количество форсунок в этом случае подставляется в соотношение i=1–2n, а получаемое при этом передаточное отношение i по абсолютной величине равно количеству цилиндров N. В этом случае за один оборот коленчатого вала произойдет три рабочих цикла, что по равномерности снимаемого с коленчатого вала момента эквивалентно шестицилиндровому рядному двигателю и, соответственно, при съеме момента непосредственно с ротора 5, за один оборот которого произойдет пятнадцать рабочих циклов, по равномерности снимаемого с ротора 5 момента заявляемый двигатель будет эквивалентен тридцатицилиндровому рядному двигателю. Из соотношения также следует, что чем больше число N цилиндров и, соответственно, передаточное число i планетарного редуктора, тем меньше будут обороты ротора 5 и тем большим диаметром он может быть выполнен, не превышая при этом предельно допустимую скорость трения о газораспределительное зеркало 3, и тем большей мощности может быть спроектирован двигатель.
Вращение коленчатого вала через крестообразную муфту 112 (фиг. 3), кроме диска 63 (фиг. 1), вращает звездочку 80 с роликами 81 масляного насоса. При этом насос засасывает масло из картера 104 (фиг. 3) через каналы 83, 84 (фиг. 6) перекачивает часть масла по каналу 86, отверстиям 87 (фиг. 3) в корпусе 78 (фиг. 1) насоса, центральным отверстиям диска 66 и проставки 72, каналам 88 и 89 в полость роликов 31 (фиг.2), а основной поток масла через канал 85 (фиг. 6) – в масляный радиатор, откуда через каналы 90 (фиг. 1), 91, 92, 93 и паз 94 оно поступает в полость 96 (фиг. 3). Масло из полости 96 через пазы 97 поступает в кольцевую проточку 98, почти уравновешивая силу давления масла на верхнюю часть диска ротора 5, выступающую в полость 96. Кроме этого давление масла в полости 96 перемещает подвижное кольцо 99, изгибая диафрагму 100 и открывая щель для прохода масла в кольцевую проточку 101, регулируя тем самым давление масла в полости 96. В момент конца такта сжатия и начала рабочего хода сила, создаваемая давлением газов в камере сгорания 8 (фиг. 1) и газоходном канале 9, перекрытом газораспределительным зеркалом 3, становится больше, чем усилие тарельчатой пружины 6, прижимающей через подшипник 15 ротор 5 к газораспределительному зеркалу 3. При этом ротор 5 удаляется от газораспределительного зеркала 3 на величину, которая обеспечивает падение давления в кольцевой проточке 98 (фиг. 3), имеющей минимальную высоту, до давления, меньшего, чем давление масла в полости 96 (указанное перемещение составляет доли микрона в связи с малой сжимаемостью жидкости). Разница этих давлений, действующая на выступающую часть ротора 5 в полости 96, останавливает дальнейшее перемещение ротора 5. При этом перемещение ротора 5 настолько мало, что прорыва газов из газоходного канала 9 (фиг. 1) в зоне контакта с газораспределительным зеркалом 3 не происходит. И в тот момент, когда усилие тарельчатой пружины 6 начинает превосходить усилие от давления газов в газоходном канале 9, ротор 5 возвращается в исходное положение.
Охлаждающая жидкость из кольцевой проточки 101 (фиг. 3), выполненной на роторе 5, через отверстия 102 (фиг. 2) поступает в камеру 10 (фиг. 1 и 2), а затем через отверстия 19 (фиг. 1) и пазы 20 в мокрых гильзах 11 попадает в их рубашки охлаждения. Из рубашки охлаждения часть охлаждающей жидкости сразу попадает в полость ротора 5, а часть через специальные отверстия в гильзе 11 – во внутренние части поршней 35 (фиг. 2), из которых через специальные отверстия (не показаны), выполненные в юбке поршня 35, вытекает также во внутреннюю полость ротора 5 (фиг. 1) при перемещении поршня 35 (фиг. 2) в нижнюю мертвую точку. Из ротора 5 масло попадает в картер 104 (фиг. 3), тем самым поддерживая температурный режим.
При работе двигателя на дизельном топливе или этаноле в качестве смазывающе-охлаждающей жидкости может быть использовано как моторное масло, так и само топливо.
При достижении коленчатым валом максимально допустимой скорости вращения, грузы 68 (фиг. 5) под действием центробежных сил расходятся, сжимая пружины 69 и препятствуя перемещению ползунка 59 под действием пружины 60, не давая ей распрямиться. При этом возвратно-поступательное движение плунжера 53 прекращается, топливо перестает поступать в надплунжерную полость и, соответственно, в камеру сгорания 8 (фиг. 1). Обороты двигателя уменьшаются, пружины 69 (фиг. 5) перемещают грузы 68 к центру, и процесс впрыска топлива возобновляется.
Топливо, просочившееся в зазор между плунжером 53 и плунжерным отверстием, попадает в кольцевую проточку, выполненную на плунжере 53, а затем через сливной канал 57 (фиг. 1) в полость с пружиной 49, давление в которой равно давлению, создаваемому топливоподкачивающим насосом. Таким образом, на резиновое уплотняющее кольцо 58 (фиг. 5), расположенное в канавке плунжера 53, высокое давление топлива не воздействует.
В случае попадания в систему топливоподачи воздуха и при первом пуске двигателя необходимо ослабить винт 65, выпуская тем самым из системы воздух, и в момент появления топлива снова затянуть винт 65. При этом топливо под действием давления, создаваемого топливоподкачивающим насосом, предварительно сожмет воздух, оставшийся в канале под иглу 47 (фиг. 1) выше винта 65 (фиг. 5). При этом занимаемый воздухом объем будет меньше объема максимальной дозы впрыскиваемого топлива, и при первом рабочем ходе плунжера 53 воздух будет вытеснен в камеру сгорания.
Наиболее эффективно предлагаемая схема двигателя может быть использована в резервных дизель-генераторах, так как генератор может работать в режиме двигателя и, соответственно, отпадает необходимость в стартере. Кроме этого возможность съема мощности с быстроходного коленчатого вала или тихоходного ротора, а также с того и другого в механизмах, где необходим большой крутящий момент при малых угловых скоростях вращения, позволяет упростить редуктор или коробку скоростей, а, возможно, и полностью отказаться от них.

РЕФЕРАТ

Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус (1), жестко связанное с ним газораспределительное зеркало (3), снабженное расположенными по окружности не менее чем одним впускным и не менее чем одним выпускным каналами, ротор (5), выполненный в виде диска с окнами газообмена (9), контактирующий с поверхностью газораспределительного зеркала (3) с возможностью перекрытия его впускных и выпускных каналов, цилиндры (11), жестко связанные с ротором (5) через крышки (7), и поршни с пальцами и шатунами. Согласно изобретению в роторе (5) соосно ему установлен коленчатый вал (23, 24, 25, 26, 27), а цилиндры (11) расположены по существу радиально, при этом коленчатый вал, ротор и корпус связаны между собой зубчатой передачей, предпочтительно планетарной. Задачей изобретения является исключение механизма периодического изменения скорости вращения одного из роторов, а также приближение средней скорости трения поршня о цилиндр к скорости трения диска о газораспределительное зеркало и к максимально допустимой. Предлагаемая конструкция позволяет приблизить скорость трения ротора по газораспределительному зеркалу к средней скорости трения поршня по цилиндру в трех- и пятицилиндровом двигателе и сравнять эти скорости, начиная с семицилиндрового двигателя, что сокращает габариты и массу двигателя на единицу мощности. Установка коленчатого вала в роторе позволяет замкнуть осевую силу, возникающую от давления газов в камере сгорания, через коренные шейки коленчатого вала на ротор, а через планетарный редуктор передается лишь выходной момент двигателя. Кроме этого упрощается механизм топливоподачи и газообмена двигателя.