От автора.
На создание данного двигателя меня побудило одна история в моей жизни. Каждую весну в саду нужно было перекапывать свой участок, приходилось нанимать мотоблок или мини трактор. И вот однажды при перекопке участка в саду мини трактором рядом с моим участком проехал мужик на своем собственно ручном собранном квадроцикле. Вот тогда у меня появилась банальная идея скрестить мини трактор и квадроцикл как одно целое на одной платформе, чтобы можно было в свое удовольствие использовать и в хозяйстве применит. Пообщавшись с владельцами мини трактора и квадроцикла, я обнаружил для себя, что не все так просто с данной техникой. Основная причина заключалась в мощности двигателя и конструктивной особенностью самой конструкций данных агрегатов. В поиске информаций о двигателях внутреннего сгорания, я обнаружил, что их большое количество в различных конструктивных исполнениях, а также какие существуют двигателя внутреннего сгорания и их плюсы, и недостатки. Тогда у меня пропал интерес к моей так называемой банальной идей найти или создать двигатель внутреннего сгорания для своего квадроцикла. Но мене показалась, что между двигателями звезда образном построений цилиндров и роторным двигателем, что-то есть. Тогда я наткнулся на так называемые ротационные и лопастные двигателя внутреннего сгорания. Пересмотрев их конструктивные особенности и их плюсы и недостатки пришел к выводу, что в этом направлений нужно будет двигаться, искать принцип работы для предполагаемого роторного ротационного двигателя внутреннего сгорания. Так я стал создавать на базе различных конструкций двигателей роторный ротационный двигатель внутреннего сгорания.
Начало.
В основе работы данного двигателя лежать протекающие процессы законов термодинамики и принцип Бернулли. Читая принцип Бернулли движения жидкости в изменяющихся объемах сосудов, я сделал вывод, что вот он принцип работы данного двигателя, напоминающий принцип работы двухтактного двигателя.
На данном рисунке 1 изображена схема данного двигателя по принципу Бернулли. Также, как и в двухтактном двигателе существует первый такт, состоящий из зоны всасывания горючей смеси и зоны сжатия. Второй такт состоит из зоны сжатия, рабочего хода ротора и зоны выхода отработанных газов. Если приглядеться к принципу работы данного двигателя, то он напоминает принцип работы ракетного двигателя. Рассматривая принцип работы роторного двигателя и работу ротационного лопаточного двигателя, меня удивило то, что конструктивное исполнение данных двигателей рассматриваются только в вертикальные положения двигателя, а не горизонтальные положения. Дело все в том, что при вертикальных положениях двигателя масло для смазки деталей двигателя, будет стекать в нижнюю часть двигателя, что является существенным недостатком данных двигателей в их конструкциях. На мой взгляд если придать двигателю горизонтальное положение, то тогда можно будет этот недостаток свести к минимуму и тогда масло с деталей двигателя будет стекать в поддон двигателя.
На рисунке 2 изображен роторный ротационный двигатель внутреннего сгорания и его работа ротора по принципу кольцевого движения.
Отличие роторного ротационного двигателя от двухтактного двигателя заключается в том, что все процессы одинаковые в режимах работы за один оборот вала двигателя. В роторном ротационном двигателе все процессы, режимы работы двигателя осуществляются за один оборот одной камеры ротора двигателя. Количество камер на роторе в двигателе зависит от диаметра ротора и мощности самого роторного ротационного двигателя.
Кольцевой преобразователь. «Роторный ротационный двигатель внутреннего сгорания РРДВС».
Принцип работы роторного ротационного двигателя внутреннего сгорания второго типа.
Принцип работы очень простой и заключается в кольцевых движениях ротора роторного ротационного двигателя. Все циклы процессов, которые происходят в двухтактном двигателе заключены в один общий цикл движения по кругу ротора двигателя.
Данный роторный ротационный двигатель я буду рассматривать как разделенный ротор на семь камер самого ротора выполненным в виде круглой формы с эллипсоидными сторонами. Почему именно семи камерный ротор, а не больше или меньше число камер. Дело все в том, что число камер зависит от диаметра ротора. Например, если допустим число камер ротора будет равна трем, то данный двигатель не будет работать или будет, но мощность данного двигателя будет недостаточной и соответствовать низким показателям. Так в данном типе двигателя применяется не чётное число камер ротора роторного ротационного двигателя и начинается с семи камерным ротором. Далее для большой мощности работы двигателя количество камер зависит от диаметра ротора и мощности двигателя. Почему применяется не чётное число камер ротора данного двигателя, это связано с работой самого двигателя, а также дополнительной конструктивной особенностью в данном двигателе. Например, один режим работы данного двигателя применяется как компрессор подачи сжатого воздуха. Также можно использовать данный режим для запуска двигателя с помощью сжатого воздуха.
И так из чего состоит роторный ротационный двигатель внутреннего сгорания. Из блока двигателя, самого ротора выполненного в виде круга с эллипсоидными сторонами, вала ротора, входных и выходных коллекторов, перепускного клапана, свечи зажигания, форсунки в зависимости от конструктивной особенности самого двигателя и места где сама форсунка устанавливается в нижней или в верхней части двигателя. Как видно из рисунков диаметр блока двигателя и диаметр ротора различна и зависит от мощности двигателя. Так ротор и блок двигателя имеет круглую форму, а камеры выполнены в виде изменяющегося объема самой камеры относительно блока двигателя отсюда и название данного двигателя, кольцевой преобразователь или роторный ротационный двигатель внутреннего сгорания.
Рисунок 1. Кольцевого преобразователя или Роторно-ротационный двигатель внутреннего сгорания РРДВС.
Устройство роторного ротационного двигателя внутреннего сгорания первого типа.
Устройство: 1) Блок двигателя, 2) Ротор, 3) Лопатки или поршня в виде эллипсоидной формы, 4) Вал ротора, 5) Входной коллектор, 6) Камера сгорания, 7) Свеча зажигания или форсунка устанавливается в зависимости от применяемого вида топлива в двигателе, 8) Перепускной клапан, 9) Перепускной коллектор, 10) Форсунка устанавливается в зависимости от применяемого вида топлива в двигателе, 11) Выходной коллектор, 12) Входное окно коллектора, 13) Выходное окно коллектора.
На данном рисунке не указан механизм перепускного клапана, данный механизм выполнен на подобие работы газораспределительного механизма четырёхтактного двигателя.
Как работает данный роторный ротационный двигатель внутреннего сгорания. Работа данного двигателя напоминает фазовые периоды трехфазного электрического двигателя. Заключается режим работы данного двигателя в его сменяющимся периодически фазы камер ротора.
На данном рисунке, рассмотрена одна камера ротора в фазовом режиме движения самого ротора двигателя.
Как видно из рисунка 2 изображена стрелочка указывающая движения воздуха или горючей смеси в камере ротора данного двигателя.
Через окно входного коллектора воздух поступает в камеру ротора, а также воздух проходит через окно выходного коллектора наружу, где с помощью воздуха продувается от отработанных газов камера ротора. Данная фаза называется, фаза продувки камеры ротора.
Движение воздуха в камере ротора, через окно входного коллектора воздух попадает в камеру ротора. Данная фаза положения камеры ротора называется фазой всасывания воздуха в камеру сгорания двигателя.
В одном из режимов работы двигателя верхней части рисунка изображен открытый перепускной клапан в данной фазе воздух движется из камеры сгорания в ниже расположенную камеру ротора, тем самым увеличивая объем воздуха в последующей движущейся ниже расположенной камеры ротора. На рисунке ниже расположена камера ротора, в нее через форсунку производится впрыск топлива, где топливо смешивается с воздухом тем самым образуется горючая смесь. Данная фаза может не рассматриваться при применения другого вида топлива и конструктивном исполнений данного двигателя. Все процессы, протекающие при данной фазе, остаются не измененными за исключением одного отсутствием форсунки в данной конструкций двигателя. Данная фаза, называется фазой впрыска горючей смеси или фазой увеличения объема воздуха в следующей камере ротора. Данная фаза представляет собой процесс в виде компрессора. Данную фазу можно использовать как компрессор в обратном направление, если через камеру сгорания подвести сжатый воздух, то таким образом можно будет приводить в движение двигатель с помощью сжатого воздуха, при запуске данного двигателя.
Процесс сжатия горючей смеси или воздуха в камере сгорания ротора данного двигателя. На рисунке изображен закрытый перепускной клапан. В данной фазе происходит процесс сжатия горючей смеси и воспламенения ее с помощью свечи зажигания или впрыска топлива в камеру сгорания в зависимости от применяемого вида топлива в конструкции данного двигателя.
На рисунке изображено движение камеры ротора после фазы сжатия и расширения газов в камере ротора. Данная фаза называется рабочим ходом ротора двигателя внутреннего сгорания
На рисунке изображена стрелочка указывающая движение расширяющихся газов в камере и выхода данных газов через выходное окно в выходной коллектор наружу. Данная фаза называется выпуском.
В последующем все процессы повторяются по кругу, данный процесс называется кольцевым движением ротора.
Если рассматривать один оборот ротора по кругу, то в данном двигателе происходит четыре фазы в различных камерах ротора в данном двигателе. Это данное преимущество перед другими двигателями внутреннего сгорания. Недостаток данного двигателя заключается в расходе масла при смазке деталей двигателя. Но данный недостаток на мой взгляд можно минимизировать за счет расположения самого ротора, если двигатель разместить в горизонтальной плоскости или имеющий небольшой угол относительно плоскости расположения двигателя. Существенный недостаток данного двигателя является в уплотнителях самого ротора и лопаток ротора.
Преимущество данного двигателя является ремонтопригодность самого роторного ротационного двигателя, перед другими двигателями как например перед двигателем Ванкеля.
Если добавить еще один блок ротора в двигателе, то тогда можно будет добиться увеличения мощности и эффективность работы данного двигателя. В двух блочном двигателе при запуске двигателя с помощью сжатого воздуха можно будет использовать только один блок двигателя, что дает преимущества перед одно блочным роторным ротационным двигателем.