Двигатель внутреннего сгорания

(51) 01 9/00 (2006.01) 02 53/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ виде вала с лопатками. В пазах лопаток расположены пластины уплотнения. В камере между лопатками расположены перегородки с пластинами уплотнения. На валу ротора закреплен маховик, связанный шатуном с дополнительным маховиком. Может производиться изменение расстояния между маховиками. ДВС может содержать шестеренчатое соединение камер. Пластины уплотнения могут быть подпружинены,могут иметь Т- образный профиль. Пластины уплотнения лопаток могут содержать противовес. Уплотнения могут иметь вид канавок. Камера может иметь фигурные окна. За окнами на камере могут быть расположены клапаны. Вспомогательные агрегаты могут иметь механические приводы от вала ротора. Перегородки могут содержать клапаны,поворотные дверки и эжекторы. ДВС может иметь нагнетательную камеру,механический выпрямитель,жидкостное охлаждение и отключаемый усилитель звука.(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в качестве силовой установки различного назначения. Технический результат от использования изобретения - упрощение конструкции, увеличение литровой мощности, КПД, ресурса, крутящего момента, уменьшение рабочего шума, вибраций,возможность работы в дизельном режиме и на различных топливах. ДВС содержит камеру с рабочей поверхностью вращения, в центре которой расположен ротор в 14025 Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в качестве силовой установки различного назначения. Двигатели внутреннего сгорания получили широкое распространение благодаря своей компактности, высокой удельной мощности и независимости от внешних источников энергии. Известен поршневой четырехтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания(К.С. Шестопалов, В.Г. Чиняев, Устройство и эксплуатация автомобиля, Издательство ДОСААФ СССР, 1974, с. 7-147). Двигатель состоит из кривошипно - шатунного и газораспределительного механизмов, а также систем охлаждения, смазки,питания и зажигания. Кривошипно - шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно - поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала и состоит из блока цилиндров,головки блока цилиндров, картера, поршневой группы, шатунов, коленчатого вала и маховика. На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя электрическим стартером. Газораспределительный механизм служит для впуска в цилиндры горючей смеси, выпуска из цилиндров отработавших газов и состоит из распределительного вала с приводом, грибовидных клапанов с направляющими втулками, рычагов привода клапанов, регулировочных винтов и пружин. Система охлаждения служит для поддержания оптимального температурного режима двигателя путем регулируемого отвода тепла от наиболее нагревающихся деталей и состоит из рубашки охлаждения головки и блока цилиндров, насоса,термостата, расширительного бачка и радиатора с вентилятором. Система смазки служит для подачи масла к трущимся поверхностям деталей двигателя и включает в себя масляный поддон, насос, фильтр и маслопроводы. Система питания предназначена для приготовления горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя и удаления из цилиндров отработавших газов. Система питания состоит из топливного бака, топливного насоса, воздушного фильтра,карбюратора,топливопроводов и глушителя. Система зажигания служит для воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя и содержит аккумулятор, прерыватель - распределитель,катушку зажигания и свечи зажигания. Поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет большую массу и сложное устройство вследствие наличия в его составе кривошипно шатунного механизма с большим количеством колен. Камеры сгорания пространственно отдалены от коленчатого вала,по этой причине газораспределительный механизм имеет сложную,громоздкую и инерционную конструкцию. Двигатель имеет низкий крутящий момент 2 вследствие того, что на протяжении рабочего такта величина момента сил, действующего на колено коленчатого вала со стороны поршня, возрастает от нуля до максимального значения и опять понижается до нуля. Высокая токсичность выхлопных газов в значительной степени обусловлена выгоранием следов масла, остающихся на внутренней поверхности цилиндров. В поршневом двигателе принципиально невозможно осуществление эффективного жидкостного охлаждения поршней, вследствие чего они работают в условиях перегрева. В момент выпуска из цилиндра отработавших газов образуется ударная волна, уровень звука которой необходимо понижать при помощи громоздкого и сложного глушителя. Круглая форма головки грибовидного клапана не позволяет рационально использовать ограниченную поверхность камеры сгорания, что ухудшает наполнение цилиндра и приводит к потере мощности. Поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет низкий механический КПД и малый ресурс работы вследствие трения поршней о стенки цилиндров. Используемый в двигателе четырехтактный цикл приводит к непроизводительному износу деталей и понижению удельной мощности, поскольку на один рабочий такт приходится три холостых такта. Известен дизельный двигатель тепловоза(Тепловозы типа ТЭ 10 М, руководство по эксплуатации и обслуживанию, изд. Транспорт,1985, с. 23-114), работающий в двухтактном режиме, с десятью цилиндрами и парой поршней в каждом, перемещающихся навстречу друг другу. Поршни имеют компрессионные и маслосъемные кольца, расположенные в кольцевых пазах. Сами цилиндры располагаются между двумя коленчатыми валами,связанными синхронизирующими редукторами. При сближении поршней между их головками образуется камера сгорания, а при их расхождении открываются выпускные и продувочные окна. Давление, необходимое для удаления отработавших газов, создают два турбокомпрессора, приводимые во вращение выхлопными газами. К достоинствам дизельного двигателя относятся возможность его работы на дешевых сортах топлива, высокий КПД и отсутствие сложной системы зажигания. К недостаткам - сравнительно низкая удельная весовая мощность, сложность устройства, трудность запуска, потребность в мощном электростартере и высокая токсичность выхлопных газов. Двигатель имеет высокий рабочий шум вследствие того, что выпускные окна имеют форму прямоугольника, две стороны которого параллельны кромке поршня, и в момент открытия окна большой объем сжатых горячих газов истекает из образовавшейся щели. Возможность удара уплотняющих колец поршня о кромки окон накладывает ограничение на размеры окон, что ухудшает газообмен в поршнях. Используемая в двигателе система турбонаддува издает при работе громкий высокочастотный звук, отличается высокой 14025 сложностью устройства и имеет малый ресурс работы. Наиболее близок к заявленному изобретению роторно - поршневой двигатель Ванкеля с треугольным ротором и внутренней рабочей поверхностью камеры,выполненной по эпитрохоиде (Мотоцикл, - теория, конструкция,расчет. С.Ю. Иваницкий, Б.С. Карманов, В.В. Рогожин и др.М. Машиностроение, 1971, с. 284304). В геометрическом центре рабочей камеры установлен эксцентриковый вал. В камере имеются впускное и выпускное окна. На треугольном роторе выполнены детали подвижного уплотнения относительно рабочей поверхности камеры в виде пластин, расположенных в пазах. При работе двигателя ротор вращается вокруг эксцентрика,совершая одновременно планетарное движение вокруг вала. Боковые поверхности ротора совместно с впадинами корпуса камеры образуют три рабочие полости, объем которых изменяется при вращении ротора. В каждой из трех полостей двигателя реализуется рабочий процесс четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. К достоинствам двигателя Ванкеля относятся малые габариты,простота конструкции и возможность форсирования по числу оборотов. К недостаткам - возможность работы только в четырехтактном режиме, большой удельный расход топлива,невозможность эффективного жидкостного охлаждения ротора. Двигатель имеет высокую токсичность выхлопных газов и большой рабочий шум. К твердости рабочих поверхностей камеры предъявляются повышенные требования. В двигателе Ванкеля принципиально невозможно достижение такой величины степени сжатия, которая необходима для дизельного режима работы. Двигатель имеет невысокий крутящий момент, так как боковые поверхности ротора,воспринимающие давление горячих газов,располагаются под углом около тридцати градусов к радиальной плоскости вала. К недостаткам двигателя Ванкеля надо отнести также сложность изготовления рабочей поверхности камеры,волнообразность ее износа, неудовлетворительную долговечность подвижных уплотнений ротора. Задача изобретения - разработка ДВС с уменьшенным расходом топлива и пониженной токсичностью выхлопных газов. Технический результат от использования изобретения - упрощение конструкции, увеличение литровой мощности, КПД, ресурса, крутящего момента, уменьшение рабочего шума, вибраций,возможность работы в дизельном режиме и на различных топливах. Это достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания содержит камеру с рабочей поверхностью вращения, в центре которой расположен ротор в виде вала с лопатками. В пазах лопаток расположены пластины уплотнения. В камере между лопатками расположены перегородки с пластинами уплотнения. На валу ротора закреплен маховик, связанный шатуном с дополнительным маховиком. Может производиться изменение расстояния между маховиками. ДВС может содержать шестеренчатое соединение камер. Пластины уплотнения могут быть подпружинены,могут иметь Т - образный профиль. Пластины уплотнения лопаток могут содержать противовес. Уплотнения могут иметь вид канавок. Камера может иметь фигурные окна. За окнами на камере могут быть расположены клапаны. Вспомогательные агрегаты могут иметь механические приводы от вала ротора. Перегородки могут содержать клапаны,поворотные дверки и эжекторы. ДВС может иметь нагнетательную камеру,механический выпрямитель,жидкостное охлаждение и отключаемый усилитель звука. ДВС, содержащий камеру с перегородками и ротором в виде вала с лопатками, имеет относительно простую конструкцию. В камере обеспечивается постоянство зазора между ее рабочими поверхностями и торцами лопаток, а также между рабочими поверхностями ротора и торцами перегородок. Такая схема позволяет повысить литровую мощность ДВС за счет более рационального использования рабочего объема камеры. Увеличение крутящего момента вала ротора обеспечивается за счет того, что результирующая сила со стороны рабочего тела перпендикулярна к плоскости лопатки за все время рабочего такта. Величина крутящего момента прямо пропорциональна количеству лопаток. Наличие регулятора колебаний ротора в виде связанных шатунами маховиков обеспечивает устойчивую работу двигателя и вывод ротора из мертвыхточек. Оперативное изменение степени сжатия путем изменения расстояния между маховиками регулятора позволяет оптимизировать работу двигателя в переменных режимах. Этим достигается экономия топлива, увеличение КПД, уменьшение токсичности выхлопных газов и возможность использования топлив с различными октановыми числами. Использование шестеренчатого соединения основной и симметричной рабочих камер обеспечивает уменьшение вредных вибраций. Использование подпружиненных пластинчатых уплотнений обеспечивает повышение мощности и надежность запуска двигателя вследствие увеличения компрессии. Использование пластин Т образного профиля обеспечивает увеличение ресурса двигателя за счет уменьшения удельного давления на рабочие поверхности. Использование в подвижных уплотнениях лопаток пластин с противовесами обеспечивает увеличение ресурса двигателя за счет компенсации центробежной силы. Использование газодинамического уплотнения в виде канавок обеспечивает полное отсутствие механического контакта между рабочими поверхностями камеры и лопатками, а также между рабочими поверхностями ротора и перегородками. Это уменьшает требования к качеству обработки и твердости рабочих поверхностей, делает ненужным наличие смазки. Этим достигается увеличение КПД,3 14025 ресурса, уменьшение токсичности выхлопных газов и упрощение конструкции. Фигурная форма окон обеспечивает уменьшение громкости звука и исключает возможность удара пластин уплотнения о кромки окна. Такая форма окон допускает использование в ДВС глушителя простой конструкции с небольшим газодинамическим сопротивлением, что повышает КПД двигателя. Использование обратных клапанов с увеличенным проходным сечением обеспечивает повышение мощности ДВС. Использование затворных клапанов с фигурными вырезами на проходных отверстиях обеспечивает уменьшение рабочего шума. Близость камер сгорания к валу ротора обусловливает простоту устройства и малую инерционность механических приводов вспомогательных агрегатов. Этим достигается увеличение механического КПД и возможность форсирования двигателя по числу оборотов. Механический выпрямитель обеспечивает преобразование возвратно вращательного движения вала ротора во вращательное движение выходного вала выпрямителя со свободным накатом. Система жидкостного охлаждения обеспечивает поддержание оптимальной рабочей температуры стенок камеры и ротора, чем достигается увеличение ресурса. Использование нагнетательной камеры дает возможность осуществлять эффективную продувку полостей рабочей камеры, что обеспечивает рост мощности. Использование камер ДВС с клапанами или поворотными дверками на перегородках обеспечивает реализацию двухтактного режима работы без наружного нагнетателя, что увеличивает литровую мощность. Использование камер ДВС с эжекторной продувкой позволяет реализовать однотактный режим работы без наружного нагнетателя, что также увеличивает литровую мощность. Использование ДВС в составе гибридного силового агрегата обеспечивает надежность его запуска, устойчивость работы и экономичность. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг. 1 - общая принципиальная схема односекционной рабочей камеры ДВС цилиндрической формы в частично собранном виде,диметрическая проекция с вырезом на фиг. 2 - сечение трехсекционной рабочей камеры ДВС с демонстрацией сил, действующих на рабочие поверхности ротора на фиг. 3 - вид регулятора колебаний ротора с микролифтом и системой пуска на фиг. 4 - вид регулятора колебаний ротора в виде рекуператора с обозначением рабочих фаз на фиг. 5 - вид шестеренчатого соединения рабочих камер на фиг. 6 - сечение подвижного уплотнения лопатки с пластинами Т - образного профиля 4 на фиг. 7 - вид уплотняющей пластины с противовесом для компенсации центробежной силы на фиг. 8 - газодинамическое подвижное уплотнение лопатки ротора в виде канавок аксонометрическая проекция на фиг. 9 - вид окна фигурной ромбовидной формы с обозначением промежуточных положений пластины уплотнения на фиг. 10 - вид с разрезом обратного клапана,установленного на камере на фиг. 11 - сечения затворного клапана с притертым затвором на фиг. 12 - сечения затворного клапана с цилиндрическим затвором на фиг. 13 - вид с разрезом затвора затворного клапана с фигурным вырезом на фиг. 14 - вид с разрезом затвора затворного клапана с проходным отверстием в виде плоского сопла Лаваля на фиг. 15 - вид с разрезами механического привода клапана от вала ротора на фиг. 16 - вид с разрезами механического привода от вала ротора насоса высокого давления на фиг. 17 - сечение механического выпрямителя для преобразования возвратно - вращательного движения вала ротора во вращательное движение выходного вала на фиг. 18 - продольное сечение системы жидкостного охлаждения наружной поверхности камеры и ротора на фиг. 19 - продольное сечение системы жидкостного охлаждения, допускающей съем полезной мощности с обоих концов вала ротора на фиг. 20 - схема отключаемого резонатора звука в составе выпускной системы на фиг. 21 - сечение нагнетательной камеры для продувки с окнами треугольной формы на фиг. 22 - сечение камеры двухтактного ДВС с клапанами на перегородках на фиг. 23 - сечение камеры двухтактного ДВС с дверками на перегородках на фиг. 24 - сечение камеры двухтактного ДВС с возвратной продувкой на фиг. 25 - сечение камеры однотактного ДВС на фиг. 26 - сечение камеры двухтактного ДВС с эжекторной продувкой на фиг. 27 - сечение камеры однотактного ДВС с эжекторной продувкой на фиг. 28 - сечение трехсекционной камеры ДВС на фиг. 29 - схема гибридного силового агрегата на фиг. 30 - временная диаграмма угла поворота ротора за рабочий цикл на фиг. 31 - сечение фрагмента газодинамического уплотнения лопатки с изображением микровихрей на фиг. 32 - сечение нагнетательной камеры для продувки в работе на фиг. 33 - сечение камеры двухтактного ДВС с клапанами на перегородках в работе на фиг. 34 - сечение камеры двухтактного ДВС с дверками на перегородках в работе на фиг. 35 - сечение камеры двухтактного ДВС с возвратной продувкой в работе 14025 на фиг. 36 - сечение камеры однотактного ДВС в работе на фиг. 37 - сечение камеры двухтактного ДВС с эжекторной продувкой в работе на фиг. 38 - сечение камеры однотактного ДВС с эжекторной продувкой в работе на фиг. 39 - сечение трехсекционной камеры ДВС в работе на фиг. 40 - диаграмма рабочего цикла двухкамерного ДВС. На фиг. 1 приведена диметрическая проекция одного из вариантов исполнения рабочей камеры 1 двигателя, состоящей из корпуса 2, боковых крышек 3 и 4, на оси симметрии которых находятся радиально упорные подшипники 5 с установленным на них валом 6. На валу 6 закреплена лопатка 7, имеющая подвижное уплотнение в виде размещенной в пазу пластины 8. Таких пластин, расположенных в параллельных пазах лопатки, может быть несколько. Вал 6 с установленной на нем лопаткой 7 образуют ротор 9. Перегородка 10 установлена неподвижно на камере 1, имеет герметичное уплотнение относительно ее внутренней поверхности и подвижное уплотнение относительно рабочей поверхности ротора 9. Подвижное уплотнение имеет вид пластины 11,размещенной в пазу перегородки 10. Таких пластин,расположенных в пазах перегородки, может быть несколько. Пластины 8 и 11 подвижных уплотнений могут быть подпружинены упругими элементами,работающими на их прижим к рабочим поверхностям камеры и ротора. Упругий элемент может иметь вид пластинчатой изогнутой пружины,размещенной между внутренним торцом пластины уплотнения и дном паза. На боковых крышках 3 и 4 имеются впускное окно 12 и выпускное окно 13. Впускные и выпускные окна могут располагаться как на боковых крышках 3 и 4, так и на корпусе 2, а также могут быть парными. Камера кроме впускных и выпускных окон может содержать также продувочные окна. В других вариантах исполнения внутренняя рабочая поверхность камеры может представлять собой поверхность вращения с осью, совпадающей с осью вала ротора. В частности, рабочие поверхности могут представлять собой фрагменты внутренней поверхности сферы, эллипсоида вращения, тора и т.п. Форма лопатки в каждом случае должна соответствовать форме рабочей поверхности камеры. Описанная рабочая камера имеет ряд недостатков при повышении давления в одной из полостей камеры на рабочую поверхность ротора со стороны сжатого газа действует значительная сила,которая вызывает ускоренный износ подшипников 5. Ротор с одной лопаткой несбалансирован и требует установки противовеса для устранения вибраций. Лишены этих недостатков камеры, содержащие несколько перегородок, а роторы - несколько лопаток, количество которых равно количеству перегородок. На фиг. 2 приведено сечение камеры с тремя лопатками и тремя перегородками. Перегородки 10 делят внутренний объем камеры на три секции, в свою очередь лопатки 7 делят каждую секцию на две полости - А и Б. Полости, в которых происходят процессы сгорания горючей смеси,называются активными. Полости, в которых не происходят процессов сгорания горючей смеси,называются пассивными. Стрелками показаны направления векторов сил , действующих на рабочие поверхности ротора со стороны газов,находящихся в полостях при повышенном давлении. Равнодействующая всех сил, действующих на ротор со стороны газов, находящихся в полостях под одинаковым повышенным давлением, равна нулю. Подобное построение действия сил со стороны газов на ротор справедливо и для двухсекционной камеры. Каждая секция камеры содержит, по меньшей мере, одну форсунку 14 или свечу зажигания. В состав ДВС входит регулятор колебаний ротора, предназначенный для придания ротору возвратно - вращательных движений, необходимых для нормальной работы двигателя. Один из вариантов исполнения регулятора изображен на фиг. 3, он содержит маховик ротора 15,закрепленный на выступающей из рабочей камеры части вала 6 ротора. Шатун 16 при помощи шарниров 17 и 18 соединяет маховик ротора 15 с дополнительным маховиком 19, установленном на валу 20. Дополнительный маховик 19 имеет зубчатый венец 21, выполненный с возможностью периодического зацепления с шестерней 22,установленной на валу 23 стартера,не обозначенного на схеме. Регулятор колебаний ротора выполнен с возможностью совершения возвратно -вращательных движений вала маховика ротора 15 при вращательных движениях дополнительного маховика 19. Вращательное движение вала 20 может быть использовано как для снятия полезной мощности, так и для приведения в действие вспомогательных агрегатов двигателя. Регулятор колебаний ротора может иметь микролифт 24,предназначенный для дистанционного оперативного управления степенью сжатия двигателя путем изменения расстояния между маховиком ротора 15 и дополнительным маховиком 19. Микролифт представляет собой силовую механическую подачу, который может быть выполнена в виде винтовой подачи или рычажной системы с сервоприводом или гидроприводом. В печати приводится описание устройства,называемого рекуператором (фиг. 4) (Н. Гулиа,Двухроторный тяни - толкай, журнал Техникамолодежи 1,1989, изд. Молодая гвардия, с. 28,29). Рекуператор представляет собой систему двух связанных шатуном маховиков. Автор предлагает использовать рекуператоры в составе робокаров в качестве накопителей механической энергии. Рекуператор может быть использован по новому назначению - в составе ДВС в качестве регулятора колебаний ротора. В этом случае маховик ротора 15,установленный на валу 6 ротора, соединен шатуном 16 с дополнительным маховиком 19, установленный 5 14025 на валу 20. Амплитуда свободного колебания маховиков определяется как длиной шатуна 16, так и расстоянием между валами маховиков. Момент инерции дополнительного маховика 19 равен сумме моментов инерции ротора 9 и маховика ротора 15. Микролифт выполнен с возможностью дистанционного оперативного изменения расстояния между маховиками 15 и 19 путем перемещения системы крепления вала 20 в направлении горизонтальной двусторонней стрелки. Ступенчатое изменение амплитуды возвратновращательных движений ротора может быть реализовано путем установки шатуна другой длины. Для запуска двигателя, снабженного рекуператором,используется пусковой механизм, выполненный с возможностью придания в момент запуска одному из маховиков мощного крутящего момента. В простейшем случае такой пусковой механизм может иметь вид кик - стартера, представляющего собой зубчатый сектор с силовым приводом, который выполнен с возможностью периодического зацепления с дополнительной шестерней,установленной на валу 20. Рекуператор может быть использован для параллельного соединения между собой двух одинаковых рабочих камер. Маховик ротора 15 и дополнительный маховик 19 в целях минимизации моментов инерции могут иметь вид коромысел с противовесами. Для уменьшения изгибающей нагрузки на вал 6 дополнительный маховик 19 может быть дополнен таким же вторым дополнительным маховиком с шатуном,установленным симметрично и диаметрально противоположно относительно вала 6 маховика ротора 15. Сумма моментов инерции обоих дополнительных маховиков равняется сумме момента инерции маховика ротора 15 и момента инерции ротора. Не исключаются также другие конструкции регуляторов амплитуды колебаний ротора,включающих,например,три дополнительных маховика с шатунами. Процессы, происходящие в ДВС, практически аналогичны процессам, происходящим в поршневых двигателях внутреннего сгорания,поэтому употребляемая терминология также схожа. Первая мертвая точка соответствует положению лопатки при наименьшем значении угла ее отклонения. Вторая мертвая точка соответствует положению лопатки при наибольшем значении угла ее отклонения. Угол отклонения лопатки равен разности углов, соответствующих ее положениям в первой и второй мертвых точках. При нахождении ротора в первой мертвой точке между его лопаткой, боковыми стенками камеры и внутренней поверхностью перегородки образуется пространство, которое называется камерой сгорания. Камера сгорания для улучшения условий сгорания топлива может представлять собой полусферическую выемку на внутренней поверхности перегородки. Во время перемещения лопатки из первой мертвой точки во вторую она заметает некоторый объем, который называется рабочим объемом полости. Сумма объема камеры сгорания и рабочего 6 объема полости называется полным объемом полости. Степень сжатия двигателя - отношение полного объема полости к объему камеры сгорания. Рабочим объемом или литражом двигателя называется рабочий объем всех его активных полостей, выраженный в литрах. Параллельное шестеренчатое соединение основной рабочей камеры и дополнительной симметричной рабочей камеры,(фиг. 5) применяется в тех случаях, когда необходимо уменьшить вредные вибрации. Симметричная камера полностью аналогична основной рабочей камере, но зеркально - симметрична ей относительно сагиттальной плоскости чертежа. Обе камеры снабжены не изображенными на схеме одинаковыми, но также зеркально - симметричными регуляторами колебаний ротора. Привод состоит из шестерен 25, установленных на соответствующих валах 6 основной и симметричной камер,расположенных на общей платформе,и дополнительной пары шестерен 26, закрепленных на крепежном элементе 27 с возможностью вращения на осях 28. Крепежный элемент 27 может быть выполнен с возможностью его отвода и механического разъединения шестерен 26 с шестернями 25 основной и симметричной рабочих камер. Параллельное соединение камер может быть осуществлено и без возможности их расцепления. В этом случае шестеренчатый привод может состоять из двух шестерен большего диаметра,установленных на валах роторов и находящихся между собой в зацеплении. Не исключаются также другие конструкции шестеренчатых соединений рабочих камер. Последовательное соединение валов роторов двух или нескольких рабочих камер может быть использовано в целях наращивания мощности двигателя. Соединение может осуществляться,например, при помощи муфт или же сцепных муфт известных конструкций. В последнем случае камеры выполняются с возможность их расцепления при работе двигателя с неполной загрузкой. Возможны также другие комбинации соединений камер между собой, например, сочетающих рекуператорное соединение с шестеренчатым соединением. Параллельное соединение может сочетаться с последовательным соединением. При возвратно - вращательных движениях ротора развиваются значительные центробежные силы, излишне сильно прижимающие пластины 8 подвижного уплотнения лопаток к рабочим поверхностям камеры, что вызывает их ускоренный износ. Для уменьшения удельного давления со стороны пластин уплотнения на рабочие поверхности могут использоваться пластины Т образного профиля (фиг. 6). Вредное влияние центробежной силы в двухсекционных камерах может быть устранено или уменьшено путем применения пластин уплотнения особой формы. В этом случае (фиг. 7) пластина 8 подвижного уплотнения камеры сферической формы имеет ножку 29 с расположенным на ее конце противовесом 30. Штрих - пунктирной 14025 линией обозначена осеваялиния вала ротора. Форма паза соответствует форме пластины уплотнения. Пазы обеих лопаток лежат в параллельных непересекающихся плоскостях и изолированы один относительно другого. Противовес выполнен с таким расчетом, чтобы частично или полностью компенсировать центробежную силу, возникающую при движениях ротора. Подобный принцип компенсации центробежной силы может быть использован в конструкциях лопаток любой другой формы. Подвижные уплотнения в виде расположенных в пазах пластин значительно понижают механический КПД и ресурс ДВС вследствие потерь энергии на преодоление силы трения пластин о рабочие поверхности. Вместо такого вида уплотнения может быть использовано газодинамическое уплотнение. В этом случае на торцах лопаток 7, примыкающих к рабочим поверхностям камеры и на торцах перегородок 10, примыкающих к рабочим поверхностям ротора, выполняется одна канавка 31(фиг. 8) или ряд параллельных канавок с образующими в виде половины дуги окружности. Не исключаются также другие формы образующих канавок, например, в виде трех четвертей дуги окружности. На фиг. 9 приведен вариант исполнения окна фигурной ромбовидной формы, предназначенного для постепенного впуска или выпуска газов. Окно может иметь другую форму, обеспечивающую постепенный пропуск газов, например, форму треугольника. Непосредственно за впускными и выпускными окнами на корпусе рабочей камеры могут располагаться клапаны грибовидной формы. Вместо них там же могут располагаться обратные клапаны(фиг. 10), включающие плоскую крышку 32,сопряженную с седлом 33. Крышка выполнена как единое целое с ножкой 34, имеющей резьбовое соединение 35 со штангой 36, внутри которой расположена полость 37 с легкоплавким веществом для улучшения теплоотвода. Штанга 36 закреплена на валу 38, установленном на камере 1 на подшипниках с возможностью качания. Клапан выполнен с возможностью открывания путем приложения к свободному концу вала 38 крутящего момента. Крутящий момент может быть реализован посредством приложения силы к упору 40 рычага 39, закрепленного на наружном конце вала 38. Упругий элемент в виде пружины сжатия 41 работает на прижим крышки 32 к седлу 33. Клапан имеет составную конструкцию с целью упрощения монтажа. Ножка 34 кроме резьбового соединения может также иметь вид другого механического разъемного соединения со штангой 36,обеспечивающего надежный тепловой контакт. В общем случае крышка 32 может иметь вид пластины произвольной формы,наиболее полно использующей ограниченную внутреннюю поверхность камеры сгорания. В зависимости от формы камеры сгорания крышка может иметь форму окружности,половины окружности,прямоугольника, треугольника и т.п. Форма проходного отверстия седла соответствует форме крышки. Это обеспечивает улучшение условий газообмена в полости вследствие увеличения проходного сечения клапана, следствием чего является повышение мощности ДВС. На фиг. 11 приведены сечения затворных клапанов, состоящих из гнезда 42 и притертого затвора 43 с проходным отверстием 44. В варианте исполнения затворного клапана с цилиндрическим затвором, (фиг. 12) герметичность системы достигается за счет высокого качества изготовления деталей. Затвор с фигурным вырезом 45 проходного отверстия 44 (фиг. 13) обеспечивает малошумный выпуск газов, находящихся под повышенным давлением, вследствие постепенного увеличения проходного сечения в процессе открывания клапана. Затвор с проходным отверстием 44 в виде плоского сопла Лаваля (фиг. 14) обеспечивает на выходе сверхзвуковое истечение газов и может использоваться для продувки рабочей камеры. Не исключается также исполнение проходного отверстия затворного клапана в виде газодинамических сопел других известных конструкций. В состав двигателя входят системы охлаждения,смазки и питания. Насосы высокого давления двигателя с внутренним смесеобразованием имеют электромагнитные приводы. Свечи двигателя с внешним смесеобразованием имеют электронную систему зажигания. Клапаны двигателя также имеют электромагнитные приводы. Контроль и управление всеми системами осуществляется при помощи процессора. Такие системы хорошо разработаны и широко применяются в двигателях, в частности, автомобильных. В тех случаях, когда это оправдано, могут использоваться механические приводы от вала ротора для приведения в действие вспомогательных агрегатов двигателя. Вид с разрезами простейшего механического привода от вала ротора клапана грибовидной формы приведен на фиг. 15. Изображен момент прохождения мертвой точки. На наружном участке вала 6 закреплена втулка 46 с толкателями 47 и кулачками 48. Привод выполнен с возможностью периодического нажимания кулачками на торец стержня клапана с преодолением упругого сопротивления пружины 49. Этот привод может быть использован также для приведения в действие обратного клапана (фиг. 10). Подобным же образом может быть устроен механический привод насоса высокого давления 50(фиг. 16) форсунки, выполненный с возможностью периодического нажимания на плунжер 51 насоса. Аналогично механическому приводу клапана может быть устроен механический привод прерывателя - распределителя системы зажигания. В этом случае кулачок 48 толкателя 47 выполнен с возможностью периодического нажимания на рычаг прерывателя - распределителя. Не исключаются также другие схемы механических приводов для приведения в действие вспомогательных агрегатов 7 14025 двигателя, использующие возвратно - вращательные движения вала ротора. Механический выпрямитель (фиг. 17) служит для преобразования возвратно -вращательного движения вала ротора во вращательное движение выходного вала. Механический выпрямитель состоит из конической шестерни 52, закрепленной на валу 6 ротора и находящейся в зацеплении с коническими шестернями 53 храповых муфт 54. Храповые муфты 54 установлены на выходном валу 55 при помощи подшипников 56. Здесь 57 храповое колесо внутреннего зацепления, 58 собачка. Этот механический выпрямитель может 1 использоваться как для снятия полезной мощности,так и для приведения в действие вспомогательных агрегатов двигателя. Возможны другие, более простые варианты исполнения механического выпрямителя,содержащие,например,одну храповую муфту, собачки которой установлены на валу ротора, а храповое колесо - на соосном валу ротора выходном валу. Двигатель работает в напряженном тепловом режиме, поэтому стенки камеры и ротор нуждаются в эффективной системе жидкостного охлаждения. Продольное сечение системы жидкостного охлаждения камеры сферической формы приведено на фиг. 18. Здесь в центре вала 6 выполнено глухое отверстие 59, сообщающееся с полостями 60 лопаток 7. Вблизи конца глухого отверстия расположен центробежный насос 61, состоящий из радиально расположенных трубок 62, имеющих сообщение с отверстием 59 вала ротора. В наружной части камеры 1 имеется кожух 63, внутри которого заключена жидкостная рубашка охлаждения 64. Сальник 65 уплотняет зазор между валом 6 и кожухом 63. Выпускные патрубки 66 и впускной патрубок 67 служат для сообщения с наружными элементами системы охлаждения. Более сложная конструкция системы охлаждения, допускающая съем мощности с обоих концов вала 6, приведена на фиг. 19. В этой схеме сальник 68 служит для уплотнения камеры 1 относительно вала 6, а сальник 69 - для уплотнения вала 6 относительно впускного патрубка 67. Кроме приведенных выше систем жидкостного охлаждения с последовательным соединением ротора и стенок камеры, может быть реализована также схема с их параллельным соединением. В этом случае охлаждающая жидкость разделяется на два потока, один из которых поступает на рубашку охлаждения 64, другой - на сквозное отверстие вала 6. Сальники устанавливаются на входе и выходе вала ротора. Эта схема нуждается в наружном центробежном насосе, но имеет то преимущество,что не уменьшает прочности вала 6 отверстиями центробежного насоса. На выходе выпускной системы может быть установлен отключаемый усилитель звука работы двигателя (фиг. 20), включающий выпускной патрубок 70, глушитель 71, резонатор 72 и двухходовой клапан 73. Усилитель звука выполнен с возможностью дистанционного переключения выпускаемых газов с глушителя 71 на резонатор 72 8 и назад посредством переключения клапана 73. Вместо резонатора 72 может быть установлен другой усилитель звука,например,газодинамический свисток. Для продувки рабочей камеры может быть использована нагнетательная камера (фиг. 21) со сравнительно небольшой (равной примерно 2-4) величиной степени сжатия. Нагнетательная камера установлена на продолжении вала 6 ротора рабочей камеры. Каждое выпускное окно нагнетательной камеры соединено с симметрично расположенным впускным окном рабочей камеры трубопроводом с обратным клапаном 74. Ниже приводятся некоторые частные случаи исполнения рабочих камер двигателя, которые могут быть сконструированы на основе описанных элементов. На фиг. 22 приведено сечение камеры двухтактного ДВС с клапанами на перегородках. Изображен момент прохождения ротором первой мертвой точки, лопатка которого и выемка на перегородке 10 образуют камеру сгорания 75. Здесь на перегородке 10 установлен грибовидный клапан 76, состоящий из головки и стержня. Пружина 77 работает на прижим головки клапана к седлу. Клапан 76 выполнен с возможностью открывания посредством нажатия на его стержень плоскостью лопатки 7 в момент ее нахождения в районе второй мертвой точки. Этот привод клапана является частным случаем исполнения механического привода клапана, представленного на фиг. 15. За впускными окнами 12 установлены впускные клапаны 78. За выпускными окнами 13 установлены выпускные клапаны 79. Выпускные окна 13 имеют вид узких щелей для предотвращения прорыва части газов в пассивные полости в тот момент, когда лопатки проходят через окна. Ширина этих окон не превышает расстояния между двумя крайними пластинами 8 скользящего уплотнения лопатки. Для приведения в действие насоса высокого давления форсунки 14 может быть использован механический привод, приведенный на фиг. 16. На фиг. 23 представлено сечение камеры двухтактного ДВС с поворотными дверками 80,совмещающими в себе функции подвижных уплотнений с функциями клапанов. Поворотная дверка 80 закреплена на валу 81, который выполнен с возможностью вращения на подшипниках,установленных на параллельных боковых стенках рабочей камеры 1. Дверка состоит из двух створок 82 и 83 и подпружинена относительно перегородки 10 упругим элементом 84, работающим на прижим рабочей поверхности створки 82 к рабочей поверхности ротора 9. На роторе 9 расположены кулачки 85, выполненные с возможностью периодического отжимания дверки 80 в момент прохождения второй мертвой точки. Кулачок 85 занимает часть просвета между ротором 9 и дверкой 80 и допускает свободный проход газов в момент ее открывания. В другом варианте исполнения управление дверкой осуществляется посредством приложения крутящего момента к свободному концу вала 81, вынесенного за пределы камеры 1. В этом случае упругий элемент 84 и кулачок 85 14025 отсутствуют и их функции перелагаются на механический или электромеханический привод,расположенный с наружной стороны рабочей камеры. На фиг. 24 приведено сечение камеры трехсекционного двухтактного ДВС с возвратной продувкой. Впускные окна 12 выполнены с возможностью подачи порций свежего воздуха из нагнетателя известной конструкции. Может,например, использоваться нагнетательная камера,представленная на фиг. 21. Выпускные фигурные окна 13 имеют треугольную форму. На впускных патрубках 86 установлены не обозначенные на схеме клапаны. Каждая полость камеры (фиг. 25) предназначена для реализации двухтактного режима, но, поскольку в данном случае все полости используются дважды за цикл, двигатель в целом предназначен для реализации однотактного режима. Для продувки может быть использована нагнетательная камера,изображенная на фиг. 21. Камера двухтактного ДВС (фиг. 26) с эжекторной продувкой содержит отверстия 87,предназначенные для свободного сообщения пассивных полостей с атмосферой. На перегородке 10 установлен эжектор 88, состоящий из сопла Лаваля 89 с ресивером 90. Ресивер 90 выполнен с возможностью изменения его объема при помощи винтового поршня 91, предназначенного для оптимизации режима работы ДВС. Парные впускные окна 12, за которыми установлены не обозначенные на схеме впускные клапаны,расположены с двух сторон выхода сопла ресивера. В другом, более простом варианте исполнения выпускное окно 13 треугольной формы может иметь сообщение с отверстием 87, с возможностью выброса отработавших газов в атмосферу. Сечение рабочей камеры более сложной конструкции с эжекторной продувкой приведено на фиг. 27. Двигатель предназначен для реализации однотактного режима, поскольку здесь все полости камеры являются активными. Сопла эжекторов направлены в сторону выпускных окон. Каждая полость камеры трехсекционного ДВС(фиг. 28) предназначена для реализации четырехтактного цикла. Двигатель в целом предназначен для реализации двухтактного режима за счет совершения рабочего такта дважды за цикл. На фиг. 29 представлена схема гибридного силового агрегата, состоящего из двигателя внутреннего сгорания и электрического мотор генератора. Слева на схеме расположена рабочая камера двигателя, которая может представлять собой, например, любую из описанных выше камер. Справа расположен мотор генератор,представляющий собой электросиловую установку,которая может служить как для выработки электроэнергии, так и для совершения механической работы. Мотор -генератор фрикционного типа состоит из статора и якоря. Статор 92 содержит две обмотки 93. Якорь 94 представляет собой двухполюсный постоянный магнит. Для питания мотор - генератора и управления его работой имеются не обозначенные на схеме аккумуляторные батареи и токопреобразователь, управляемый ЭВМ. Вместо ЭВМ может быть использована схема коммутации, имеющая обратную связь с валом 19,выполненная с возможностью подачи на обмотки статора положительного или же отрицательного напряжения в зависимости от направления вращения якоря. Вал 6 ротора двигателя внутреннего сгорания и вал 20 мотор - генератора соединены посредством рекуператора,представленного на фиг. 4 и состоящего из двух маховиков 15 и 19, связанных шатуном 16. Суммарный момент инерции ротора ДВС с маховиком 15 равен суммарному моменту инерции якоря 94 с маховиком 19. В верхней части гибридного силового агрегата расположен механический выпрямитель для преобразования возвратно - вращательных движений валов 6 и 20 во вращательное движение выходного вала 55. На верхних концах валов 6 и 20 установлены две храповые муфты 54 с закрепленными на них цилиндрическими шестернями 95 и 96,находящимися в зацеплении с цилиндрической шестерней 97, укрепленной на выходном валу 55. Работа отдельных элементов двигателя, а также описанных вариантов его исполнения происходит следующим образом. Включают стартер, при этом его шестерня 22 (фиг. 3) входит в зацепление с зубчатым венцом 21 маховика 19 и вызывает его вращение. Вращательное движение маховика 19 преобразуется в возвратно - вращательное движение маховика ротора 15 посредством шатуна 16 в пределах угла . На фиг. 30 изображена зависимость угла поворота вала 6 за период рабочего цикла Т, за который маховик 19 совершает один оборот. Характер изменения- угла поворота ротора, близок к синусоиде. Для удобства весь цикл Т разбит на 12 равных промежутков времени. Видно, что вблизи мертвых точек, т.е., в промежутках времени 0-1,11-12, или 5-7 функция имеет незначительную скорость изменения, ротор плавно останавливается и начинает движение в обратную сторону. В эти периоды времени происходит либо сгорание горючей смеси, либо продувка полостей камеры. В промежутках времени 1-5, или 7-11 функция имеет значительную скорость изменения. В эти моменты горячие газы совершают основную работу по вращению ротора или же лопатки вытесняют отработавшие газы. После того,как двигатель заведется, шестерня 22 стартера выводится из зацепления с зубчатым венцом 21. Изменением расстояния между маховиками при помощи микролифта можно вызвать изменение величины степени сжатия. В случае использования (фиг. 4) регулятора колебаний ротора в виде рекуператора, один из маховиков получает вращательный импульс,например, при помощи кик - стартера. Рекуператор вводится в режим свободных колебаний. При разгоне правого маховика левый (а) плавно разгоняется и достигает (б) максимальной частоты вращения. Правый маховик в этот момент, отдав всю кинетическую энергию, останавливается. 9 14025 Вращаясь дальше, левый маховик разгоняет правый(в), и тот, остановившись, запускает левый (г). Следующим будет положение (а) и процесс повторяется многократно. Вследствие того, что данная система обладает высоким КПД рекуперации, происходит плавное перетекание энергии вращательного движения от одного маховика к другому. В этом случае характер изменения угла поворота ротора также близок к синусоиде, и этим обеспечивается нормальный режим работы камеры. Изменением расстояния между валами маховиков при помощи микролифта можно вызвать изменение амплитуды их колебаний,а, следовательно, и величины степени сжатия. В системах с внутренним смесеобразованием величина степени сжатия достигает примерно 20, а в системах с внешним смесеобразованием- 512. В случае параллельного соединения основной и симметричной рабочих камер посредством шестеренчатого привода (фиг. 5), возвратно вращательные движения вала 6 передаются через шестерню 25 и пару шестерен 26 на вал симметричной камеры. Процессы, происходящие в этой системе,полностью симметричны,возникающие при их движениях моменты импульсов в каждый момент времени имеют одинаковую величину, но обратный знак, и компенсируют друг друга. В случае использования уплотняющей пластины с противовесом (фиг. 7) при возвратно вращательных движениях лопатки ротора на пластину 8 действует периодически возникающая центробежная сила 1, которую частично или полностью компенсирует действующая на противовес 30 противоположно направленная центробежная сила 2. В случае использования схем с газодинамическим уплотнением (фиг. 8), при повышении давления в одной из полостей в канавках 31 образуются микровихри (фиг. 31),создающие препятствия прорыву газов в полость с низким давлением. При прохождении уплотнения лопатки мимо фигурного окна (фиг. 9) в направлении, указанном стрелкой, происходит постепенное увеличение площади сечения, через которое истекают газы. Пунктирными линиями показаны последовательные этапы прохождения уплотнения лопатки мимо окна. Вследствие этого давление в полости уменьшается постепенно, и на выходе не образуются ударные волны. Фигурная форма окна обеспечивает плавное безударное прохождение пластины уплотнения как при прямом (в направлении, указанном стрелкой),так и при обратном движении лопатки. В случае использования обратного клапана (фиг. 10), его открывание осуществляется путем приложения силы к упору 40 в направлении,указанном стрелкой. При этом рычаг 39,поворачиваясь и преодолевая сопротивление пружины 41, передает крутящий момент через вал 38 штанге 36. Связанная посредством ножки 34 со штангой 36 крышка 32 отрывается от седла 33, и этим обеспечивается свободный проход газов через 10 образовавшийся зазор. После прекращения действия силы на упор 40 под действием пружины 41 крышка 32 прижимается к седлу 33 и перекрывает поток газов. Надежная герметизация осуществляется за счет того, что при повышении давления в полости на крышку 32 действует большая сила со стороны сжатого газа, прижимающая ее к седлу 33. В случае использования затворного клапана(фиг. 11 - фиг. 14), с проходными отверстиями различной формы его открывание осуществляется путем приложения крутящего момента от механического или электромеханического привода к валу затвора 43. При этом затвор поворачивается в гнезде 42 вокруг оси, предоставляя свободный проход газам через проходное отверстие 44. При этом в зависимости от формы проходного отверстия обеспечивается истекание струи газов в виде малошумного или сверхзвукового потока. Закрывание клапана осуществляется путем дальнейшего поворота затвора в гнезде 42 вокруг оси, либо путем приложения крутящего момента обратного знака. В двигателе может быть использован привод,изображенный на фиг. 15, который вызывает срабатывание клапанов в районе мертвых точек. В этот момент производится плавное (см. фиг. 30) надавливание кулачка 48 на торец стержня клапана с преодолением упругого сопротивления пружины 49, в результате чего клапан открывается. После прохождения мертвой точки кулачок 48 перестает давить на торец стержня и под действием пружины 49 клапан закрывается. Аналогично работает привод насоса высокого давления, изображенный на фиг. 16. В момент прохождения ротором мертвых точек производится надавливание кулачка 48 на торец плунжера 51. В результате этого в камеру сгорания через форсунку впрыскивается порция топлива. Подобным же образом происходит срабатывание привода прерывателя - распределителя системы зажигания. При нажатии кулачка на рычаг прерывателя-распределителя происходит размыкание его контактов, в результате чего в свечах зажигания проскакивают искры,вызывающие зажигание горючей смеси. В механическом выпрямителе (фиг. 17), вал 6 ротора совершает возвратно-вращательные движения. Коническая шестерня 52 передает эти движения верхней и нижней храповым муфтам 54 посредством конических шестерен 53. Муфты совершают возвратно - вращательные движения на выходном валу 55 в противоположных направлениях на подшипниках 56. Так как используются храповые муфты внутреннего зацепления, центробежная сила работает на прижим собачек 58 к храповому колесу 57. Во время первого полупериода храповое колесо 57 верхней муфты входит в зацепление с установленными на выходном валу 55 собачками 58, которые сообщают выходному валу 55 вращательное движение. В это время нижняя муфта пассивна, поскольку ее собачки не входят в зацепление с храповым колесом. Во время второго полупериода муфты 14025 меняют направление вращения, и активной становится нижняя муфта, которая заставляет выходной вал 55 вращаться в том же направлении. Таким образом, выходной вал 55 получает вращательное движение со свободным накатом. Работа системы жидкостного охлаждения,приведенной на фиг. 18, происходит следующим образом. При возвратно - вращательных движениях ротора центробежный насос 61 совершает такие же движения и при этом на объемы жидкости,находящиеся в трубках 62, действуют периодически возникающие центробежные силы. Эти силы вызывают циркуляцию охлаждающей жидкости,направление движения которой обозначено на схеме стрелками. Жидкость из наружных элементов системы охлаждения через входной патрубок 67 поступает в центральное отверстие 59 вала 6, затем в полости 60 лопаток 7, охлаждая ротор. Через трубки 62 центробежного насоса 61 жидкость поступает в наружную рубашку охлаждения 64,охлаждая наружную поверхность камеры 1. Просачиванию жидкости препятствует сальник 65. Через патрубки 66 охлаждающая жидкость поступает в наружные элементы системы охлаждения, где охлаждается и опять поступает на входной патрубок 67. Таким образом,осуществляется непрерывная циркуляция охлаждающей жидкости в замкнутой системе охлаждения, причем интенсивность ее циркуляции пропорциональна интенсивности работы двигателя. Приведенная на фиг. 19 схема охлаждения работает аналогичным образом и обладает тем преимуществом, что допускает съем полезной мощности с обеих сторон вала 6 и исключает прямой контакт подшипников 5 с охлаждающей жидкостью. В целях подачи сигнала тревоги может быть использован отключаемый резонатор звука,изображенный на фиг, 20. В обычном режиме выхлопные газы поступают через патрубок 70 на двухходовой обратный клапан 73 и далее через глушитель 71 выбрасываются наружу. При необходимости обратный клапан 73 переключают,при этом выхлопные газы поступают на резонатор 72, в котором звук работающего двигателя усиливается. Нагнетательная камера, изображенная на фиг. 21 и фиг. 32, предназначена для продувки полостей рабочей камеры путем подачи в них порций свежего воздуха в конце рабочего такта. Лопатки 7 нагнетательной камеры совершают возвратно вращательные движения, синхронные с движениями лопаток рабочей камеры. В момент движения лопаток против часовой стрелки в полости образуется разрежение, поскольку обратный клапан 74 закрыт. В момент приближения лопатки к мертвой точке открывается впускное окно 12, и в полость засасывается свежая порция воздуха. Во время обратного движения лопатки по часовой стрелке воздух в полости сжимается, давление повышается и затем срабатывает обратный клапан 74. В том случае, когда обратный клапан имеет механический или электромеханический привод, он срабатывает под действием этого привода. Порция свежего воздуха, находящегося под повышенным давлением, поступает через патрубок в полость не обозначенной на схеме рабочей камеры, вытесняя остатки отработавших газов. Работа камеры ДВС с клапаном на перегородке(фиг. 22) изображена на фиг. 33 в момент прохождения второй мертвой точки. Здесь во время рабочего хода лопатка 7 сжимает воздух,находящийся в пассивной полости. В конце рабочего такта лопатка 7 надавливает на торец стержня клапана 76, сжимая пружину 77. Клапан 76 открывается после открывания выпускного клапана 79, расположенного за выпускным окном 13 и сбрасывания остаточного давления отработавших газов. Сжатый воздух, находящийся в пассивной полости, через клапан 76 проникает в активную полость. При этом производится продувка активной полости. Во время последующего такта сжатия воздух, находящийся в активной полости,сжимается и нагревается, через форсунку впрыскивается порция топлива и воспламеняется. После этого цикл повторяется многократно. На фиг. 23 приведено сечение камеры ДВС с дверкой на перегородке в момент прохождения первой мертвой точки. Дверка 80 закрыта, в камере сгорания 75 происходит сгорание горючей смеси, впускные клапаны 78 закрываются. Во время рабочего хода свежий воздух, поступивший в пассивную полость, сжимается лопаткой 7. На фиг. 34 приведен момент прохождения второй мертвой точки в конце рабочего такта. После открывания выпускного клапана 79 и сбрасывания остаточного давления отработавших газов кулачок 85 надавливает на створку дверки 80, преодолевая сопротивление упругого элемента 84. Дверка 80 поворачивается на валу 81, при этом образуются два зазора между рабочей поверхностью створки 82 и рабочей поверхностью ротора, а также между створкой 83 и перегородкой 10. Через эти зазоры воздух, сжатый в пассивной полости, проникает в активную полость. При этом производится освобождение активной полости от отработавших газов, которые выбрасываются через клапан 79. Во время обратного хода лопатки выпускной клапан 79 и дверка закрываются, а впускной клапан 78 открывается. В пассивную полость проникает свежий воздух. В активной полости воздух сжимается и нагревается, через форсунку впрыскивается порция топлива и воспламеняется. Такт завершается. В варианте исполнения с наружным управлением дверкой 80 ее открывание и закрывание происходит путем приложения крутящего момента к свободному концу вала 81,вынесенного за пределы рабочей камеры. В рабочей камере с возвратной продувкой двухтактного ДВС (фиг. 24), отработавшие газы вытесняются порцией свежего воздуха, делают петлю и выбрасываются через фигурное выпускное окно 13 (фиг. 35). Пунктирной линией обозначено промежуточное положение плоскости уплотнительной пластины на рабочей поверхности. Видно, что в первую очередь открывается 11 14025 выпускное окно, и после сброса избыточного давления отработавших газов производится продувка полости. На фиг. 36 приведено сечение камеры однотактного ДВС в момент прохождения второй мертвой точки. После завершения рабочего такта(фиг. 25), прохождения лопатками 7 выпускных окон и открывания выпускных клапанов 79 производится продувка полостей при помощи нагнетателя. В двухтактном двигателе с эжекторной продувкой (фиг. 26, фиг. 37) во время такта сжатия воздуха в рабочей камере, момента сгорания горючей смеси и рабочего такта в ресивер 90 эжектора 88 через сопло 89 нагнетается часть газов,находящихся под высоким давлением в активной полости. В конце рабочего такта (фиг. 37),отработавшие газы выбрасываются через выпускное окно 13, и давление резко падает практически до значения атмосферного. Вследствие разности давлений,которая устанавливается между ресивером 90 эжектора и полостью камеры, через сопло Лаваля начинает истекать сверхзвуковой поток газов. В этот момент открываются впускные клапаны, расположенные за впускными окнами 12,и вследствие того, что давление в сверхзвуковой струе понижено,порция свежего воздуха засасывается в активную полость. Во время такта сжатия впускные парные клапаны 78 закрыты. В камере ДВС с эжекторной продувкой (фиг. 27,фиг. 38) реализуется однотактный режим,повышающий литровую мощность в два раза. В данном варианте обе полости являются активными и симметричными. Выпускные клапаны 79 открываются в момент продувки полостей. На фиг. 39 приведена схема работы камеры ДВС(фиг. 28), в каждой полости которой реализуется четырехтактный цикл. В целом этот двигатель является двухтактным, поскольку каждая полость является активной и используется дважды за цикл. Для наращивания мощности двигателя с одновременным устранением вибраций может быть применено параллельное соединение основной и симметричной камер посредством шестеренчатого привода, приведенного на фиг. 5. Диаграмма рабочего цикла такого двухкамерного ДВС приведена на фиг. 40. Камеры работают в противофазе, т.е. на рабочие такты основной камеры приходятся холостые такты симметричной камеры и наоборот. Такой режим обеспечивает плавную и равномерную работу двигателя, поскольку в каждом такте активны одновременно три полости. Такой двухкамерный двигатель эквивалентен двенадцатицилиндровому четырехтактному поршневому двигателю, причем его рабочий объем в два раза меньше. В гибридном силовом агрегате (фиг. 29) двигатель внутреннего сгорания и электрического мотор - генератор работают совместно, помогая друг другу. Мотор -генератор в разных режимах играет роль либо стартера, в нужный момент запускающего ДВС, либо генератора для зарядки аккумуляторной батареи, либо электродвигателя. 12 Для запуска ДВС на обмотки 93 подаются импульсы напряжения, вызывающие в них электрический ток,который создает пульсации магнитного поля. Магнитное поле обмоток взаимодействует с магнитным полем якоря 94, что вызывает его колебания в соответствии со свободными колебаниями рекуператора. Колебания рекуператора передаются на ротор 6 ДВС, чем обеспечивается нужная степень сжатия, необходимая для его запуска. В режиме генератора крутящий момент,наоборот, передается от вала 6 ротора посредством рекуператора на вал 20 мотор - генератора, который совершает возвратно - вращательные движения. Во время этих движений магнитное поле якоря 94 пересекает обмотки 93, в которых в соответствии с законом электромагнитной индукции возникают импульсы напряжения. Во время прямого хода якоря 94 индуцируются импульсы положительного напряжения, во время обратного хода отрицательного. Таким образом, мотор - генератор вырабатывает переменный ток, который после преобразования в постоянный используется для подзарядки аккумуляторной батареи. В режиме электродвигателя на мотор - генератор подаются импульсы напряжения,которые вызывают возвратно - вращательные движения его якоря с последующей передачей крутящего момента на вал 20. Вся система контролируется и управляется ЭВМ,которая выбирает необходимый режим работы в зависимости от характера нагрузки ДВС. Механический выпрямитель суммирует крутящие моменты валов 6 и 20, преобразует их возвратно вращательные движения во вращательное движение выходного вала 55 посредством храповых муфт 54. Выше было дано описание только нескольких наиболее очевидных конструкций ДВС, которые могут быть реализованы на базе описанных элементов. Для питания двигателя можно использовать все альтернативные виды топлива,например, газ, спирт, водород. Может применяться форкамерное зажигание,которое увеличит мощность и уменьшит токсичность выхлопа ДВС. Кроме того,большие перспективы сулит использование в конструкции двигателя керамики и металлокерамики. В последнее время предпринимаются попытки использования этих материалов для создания керамического двигателя,однако, этот двигатель имеет низкий ресурс работы вследствие быстрого истирания поверхности цилиндра о поршень. Адиабатический керамический двигатель должен содержать в своем составе камеру с газодинамическим скользящим уплотнением,исполненную из новых теплостойких материалов. При работе двигателя его ротор совершает возвратно - вращательные движения. При этом вследствие закона сохранения момента импульса корпус рабочей камеры в противофазе совершает аналогичные возвратно - вращательные движения меньшей амплитуды, которые являются вредными вибрациями. Поэтому надо стремиться к уменьшению момента инерции ротора с одновременным увеличением момента инерции корпуса рабочей камеры. В случае использования 14025 ДВС в составе наземного транспортного средства,для устранения вредного эффекта прецессии при поворотах, вал ротора должен располагаться вертикально. Благодаря большой литровой мощности и другим полезным свойствам двигатель будет обладать высокими потребительскими качествами. При экспорте транспортного средства, оснащенного таким двигателем, значительно снижается величина таможенной пошлины. В случае использования двигателя в составе транспортного средства за счет уменьшения их суммарной массы достигается экономия топлива. Усилитель звука двигателя может быть использован водителем при возникновении аварийной ситуации в тумане, чтобы избежать столкновения с другими автомобилями. Эжекторная продувка широко используется в современной технике, в частности, в системах продувки стволов танковых орудий. Поскольку в сверхзвуковой струе эжектора развиваются очень значительные разрежения, эжекторная система продувки должна показать свою высокую эффективность в ДВС. Работоспособность схемы с газодинамическим уплотнением в виде канавок нуждается в экспериментальной проверке. Газодинамическое уплотнение используется в минометах, где оно имеет вид ряда кольцевых канавок, выполненных по периметру корпуса мины. Такая конструкция обеспечивает свободное движение мины в канале ствола миномета под действием силы тяжести вплоть до момента воспламенения порохового заряда. После этого, в процессе движения мины в канале ствола под действием пороховых газов, в этих канавках образуются микровихри,препятствующие прорыву пороховых газов в надминное пространство. Применение описанных рабочих камер и других устройств не ограничивается рамками двигателя внутреннего сгорания, они могут использоваться в составе других силовых установок. Например, в составе пневмодвигателя, в котором в качестве рабочего тела используется сжатый газ, или в составе паросиловой установки, с использованием в качестве рабочего тела перегретого пара. Их можно использовать также в составе компрессоров,насосов, гидравлических приводов, пневматических приводов, гидравлических прессов, детандеров для получения сжиженных газов и в других подобных системах. Гидравлические приводы на основе описанных рабочих камер могут использоваться в составе подъемных устройств, экскаваторов, складных пожарных лестниц, манипуляторов роботов и т.п. В этом случае рабочая камера будет представлять собой устройство, которое совмещает в себе функции силового привода с функциями шарнирного соединения. Подобные двухсекционные четырехполостные камеры можно использовать в составе искусственного сердца. Для этого на лопатках должны быть установлены обратные клапаны,лопатки не должны касаться рабочих поверхностей камеры, а перегородки - рабочих поверхностей вала ротора во избежание повреждения клеток крови. Одна секция камеры будет обслуживать малый круг кровообращения, а другая секция - большой круг кровообращения. В ряде случаев возможно использование возвратно - вращательных движений вала ротора в качестве конечного привода, без использования механического выпрямителя. Такие приводы удобны, например, для приведения в действие компрессорных установок с описанными нагнетательными камерами. Использование таких приводов для приведения в действие пилорам,сенокосилок, молотилок и других машин в ряде случаев может привести к упрощению их конструкций. Конструкции устройств,использующие традиционное вращательное движение выходного вала, могут также измениться в связи с использованием двигателя с возвратно вращательным характером движения его конечного привода. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочую камеру с внутренней рабочей поверхностью вращения, в геометрическом центре которой с возможностью вращения установлен ротор в виде вала с радиально установленными на нем плоскими лопатками с подвижными уплотнениями относительно рабочих поверхностей камеры, наружные торцы которых примыкают к рабочим поверхностям камеры, между лопатками на внутренней поверхности камеры неподвижно и герметично установлены перегородки с подвижными уплотнениями относительно рабочих поверхностей ротора, свечу зажигания, впускное и выпускное окна с клапанами, рубашку жидкостного охлаждения наружной поверхности камеры,кривошипно-шатунный механизм, механические приводы от вала ротора к вспомогательным агрегатам, отличающийся тем, что ротор рабочей камеры дополнительно содержит систему жидкостного охлаждения,включающую центральное отверстие вала ротора, имеющее сообщение с полостями лопаток, центробежный насос в виде радиальных трубок, имеющих сообщение с центральным отверстием вала, и сальниковые уплотнения вала ротора с неподвижными элементами двигателя. 2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1,отличающийся тем, что подвижные уплотнения лопаток выполнены в виде пластин Т-образного профиля, размещенных в продольных пазах лопаток. 3. Двигатель внутреннего сгорания по п.2,отличающийся тем, что рабочая камера выполнена двухсекционной, при этом пластины подвижных уплотнений лопаток ротора дополнительно содержат противовесы для компенсации центробежной силы, соединенные с центральными частями пластин при помощи ножек, а продольные пазы лопаток для размещения пластин подвижного 13 14025 уплотнения соответствуют формам пластин подвижного уплотнения с противовесами и ножками. 4. Двигатель внутреннего сгорания по п.1,отличающийся тем, что подвижные уплотнения лопаток имеют вид, по меньшей мере, одной канавки, выполненной на торцах лопаток,примыкающих к рабочим поверхностям камеры. 5. Двигатель внутреннего сгорания по п.1,отличающийся тем, что подвижные уплотнения перегородок имеют вид, по меньшей мере, одной канавки, выполненной на торцах перегородок,примыкающих к рабочим поверхностям ротора. 6. Двигатель внутреннего сгорания по п.п.1-5,отличающийся тем, что впускные и выпускные окна рабочей камеры имеют фигурную ромбовидную или треугольную форму и выполнены с возможностью постепенного пропускания газов при прохождении лопаток мимо окон. 7. Двигатель внутреннего сгорания по п.п. 1-6,отличающийся тем, что клапаны имеют вид обратных клапанов, включающих сопряженные с плоскими рабочими поверхностями седел плоские крышки, имеющие разъемные соединения со штангами,которые закпреплены противоположными концами на валах клапанов,причем клапаны выполнены с возможностью их открывания и закрывания путем приложения крутящих моментов к противоположным концам валов клапанов. 8. Двигатель внутреннего сгорания по п.7,отличающийся тем, что клапаны имеют вид затворных клапанов, состоящих из гнезд и затворов с проходными отверстиями,содержащими фигурные вырезы для малошумного выпуска газов. 9. Двигатель внутреннего сгорания по п.п.7 или 8, отличающийся тем, что клапаны имеют вид затворных клапанов, состоящих из гнезд и затворов с проходными отверстиями в виде газодинамических сопел. 10. Двигатель внутреннего сгорания по п.п.1-9,отличающийся тем, что механические приводы от вала ротора к вспомогательным агрегатам имеют вид установленных на валу ротора толкателей с кулачками,выполненных с возможностью нажимания на приемные элементы вспомогательных агрегатов в момент прохождения мертвой точки. 11. Двигатель внутреннего сгорания по п.п.1-10,отличающийся тем, что перегородки рабочей камеры дополнительно содержат клапаны,выполненные с возможностью периодического соединения соседних секций. 12. Двигатель внутреннего сгорания по п.п.1-11,отличающийся тем, что перегородки рабочей камеры дополнительно содержат подпружиненные поворотные двустворчатые дверки, закрепленные на боковых стенках камеры на валах с возможностью качания, причем первые створки имеют подвижный контакт с рабочими поверхностями ротора, а вторые- контакт с перегородками, и механические приводы, имеющие вид кулачков, закрепленных на рабочих поверхностях ротора, и выполненных с возможностью периодического открывания дверок при возвратно-поступательных движениях ротора. 13. Двигатель внутреннего сгорания по п.п.1-12,отличающийся тем, что перегородки рабочей камеры дополнительно содержат эжекторы,состоящие из газодинамических сопел и ресиверов. 14. Двигатель внутреннего сгорания по п.13,отличающийся тем, что ресиверы, эжекторов выполнены с возможностью изменения их емкостей при помощи винтовых поршней. 15. Двигатель внутреннего сгорания по п.п. 1-14,отличающийся тем, что он дополнительно содержит отключаемый усилитель звука его работы,установленный на выпускном трубопроводе параллельно глушителю, содержащий резонатор звука и двухходовой клапан.