RU126055U1

RU126055U1 - AIR-COOLED BI-ROTATIVE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU126055U1
Application number: RU2012127757/06U
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Анищенко; Владимир Юрьевич Чернов
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2013-03-20

Abstract

Би-ротативный двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, содержащий неподвижный кожух, вращающийся блок цилиндров, состоящий из корпуса с цилиндрами, в которых расположены поршни, систему зажигания и систему отвода выхлопных газов, состоящую из выпускного коллектора, подключенного посредством труб к выхлопным окнам цилиндров, отличающийся тем, что двигатель выполнен с двумя валами отбора мощности с вращением последних в противоположные стороны, корпус блока цилиндров выполнен цилиндрическим или в виде многогранной призмы, цилиндры выполнены с наружной оребренной боковой поверхностью и расположены на наружной боковой поверхности корпуса блока цилиндров, поршни посредством пальцев и толкателей соединены с вращающимся на эксцентриковом валу кольцеобразным элементом или выполненными на нем приливами, при этом кольцеобразный элемент выполнен с двумя или четырьмя зигзагообразными эксцентриковыми элементами синхронизации, размещенными своей верхней частью в кольцеобразном элементе или выполненных на кольцеобразном элементе в двух или четырех дополнительных приливах, а нижней частью - в нижней крышке корпуса блока цилиндров, выпускной коллектор выполнен в виде кольцевого трубопровода, размещенного на блоке цилиндров с возможностью вращения, сообщенного с выхлопными окнами цилиндров и выполненного с выхлопными тангенциальными патрубками, при этом один вал отбора мощности жестко соединен с корпусом блока цилиндров и выполнен в виде пустотелого вала, через который пропущен второй вал отбора мощности, вращающийся в противоположную сторону относительно первого вала отбора мощности и жеAn air-cooled bi-rotary internal combustion engine comprising a fixed casing, a rotating cylinder block, consisting of a housing with cylinders in which pistons are located, an ignition system and an exhaust system consisting of an exhaust manifold connected via pipes to the exhaust windows of the cylinders, characterized in that the engine is made with two power take-off shafts with the rotation of the latter in opposite directions, the cylinder block housing is cylindrical or in the form of multifaceted prisms s, the cylinders are made with an outer ribbed side surface and are located on the outer side surface of the cylinder block body, the pistons are connected by means of fingers and pushers to a ring-shaped element or tides made on it, and the ring-shaped element is made with two or four zigzag eccentric elements synchronization, placed its upper part in an annular element or made on an annular element in two or four will complement tides, and the lower part - in the lower cover of the cylinder block body, the exhaust manifold is made in the form of an annular pipe placed on the cylinder block rotatably in communication with the exhaust windows of the cylinders and made with exhaust tangential nozzles, while one power take-off shaft is rigidly connected with the cylinder block housing and is made in the form of a hollow shaft through which a second power take-off shaft is passed, rotating in the opposite direction relative to the first power take-off shaft and

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к конструкциям роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания, в частности к би-ротативным двигателям внутреннего сгорания с двумя валами отбора мощности с разным направлением их вращения и может использоваться в качестве силовых установок различных машин, преимущественно в качестве двигателя для транспортных средств.The utility model relates to the field of engine building, namely, to the designs of rotary piston internal combustion engines, in particular to bi-rotational internal combustion engines with two power take-off shafts with different directions of rotation and can be used as power plants of various machines, mainly as engine for vehicles.

Известен ротативный двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, содержащий неподвижный кожух, вращающийся блок цилиндров, состоящий из монолитного цилиндрического корпуса, в котором выполнены цилиндры, в каждом из которых расположен поршень, соединенный с эксцентриковым валом отбора мощности, систему зажигания и систему отвода выхлопных газов (см. патент US №3991728, кл. F02B 57/00, 16.11.1976).Known rotary internal combustion engine with air cooling, containing a stationary casing, a rotating cylinder block, consisting of a monolithic cylindrical body in which cylinders are made, in each of which there is a piston connected to an eccentric power take-off shaft, an ignition system and an exhaust system ( see US Patent No. 3,991,728, class F02B 57/00, 11.16.1976).

Выполнение монолитного цилиндрического вращающегося корпуса блока цилиндров приводит к резкому увеличению веса ротативного двигателя, что сужает область его использования.The execution of a monolithic cylindrical rotating body of the cylinder block leads to a sharp increase in the weight of the rotary engine, which narrows the scope of its use.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является би-ротативный двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, содержащий неподвижный кожух, вращающийся блок цилиндров, состоящий из корпуса с цилиндрами, в которых расположены поршни, систему зажигания и систему отвода выхлопных газов, состоящую из выпускного коллектора, окна и трубы (см. патент US №44625683, кл. F02B 57/00, 02.12.1986).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is an air-cooled bi-rotary internal combustion engine containing a stationary casing, a rotating cylinder block, consisting of a housing with cylinders in which pistons are located, an ignition system and an exhaust system, consisting of from the exhaust manifold, window and pipe (see US patent No. 44625683, CL F02B 57/00, 02/02/1986).

В данном би-ротативном двигателе предусмотрена возможность выполнения нескольких валов отбора мощности. Однако выполнение дополнительных валов отбора мощности, соединенных через зубчатую передачу с эксцентриковым валом приводит к увеличению габаритов и веса двигателя при уменьшении его надежности.This bi-rotational engine provides for the possibility of several power take-off shafts. However, the implementation of additional power take-off shafts connected through a gear transmission with an eccentric shaft leads to an increase in the size and weight of the engine while reducing its reliability.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является оптимизация конструкции би-ротативного двигателя внутреннего сгорания.The task to which the present utility model is directed is to optimize the design of the bi-rotational internal combustion engine.

Технический результат заключается в том, что достигается повышение экономичности и мощности двигателя при уменьшении металлоемкости и гироскопических моментов вращающихся частей.The technical result consists in the fact that an increase in efficiency and engine power is achieved while reducing the metal consumption and gyroscopic moments of the rotating parts.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что би-ротативный двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением содержит неподвижный кожух, вращающийся блок цилиндров, состоящий из корпуса с цилиндрами, в которых расположены поршни, систему зажигания и систему отвода выхлопных газов, состоящую из выпускного коллектора, подключенного посредством труб к выхлопным окнам цилиндров, при этом двигатель выполнен с двумя валами отбора мощности с вращением последних в противоположные стороны, корпус блока цилиндров выполнен цилиндрическим или в виде многогранной призмы, цилиндры выполнены с наружной оребренной боковой поверхностью и расположены на наружной боковой поверхности корпуса блока цилиндров, поршни посредством пальцев и толкателей соединены с вращающимся на эксцентриковом валу кольцеобразным элементом или выполненных на нем приливах, при этом кольцеобразный элемент выполнен с двумя или четырьмя зигзагообразными эксцентриковыми элементами синхронизации, размещенными своей верхней частью в кольцеобразном элементе или выполненных на кольцеобразном элементе дополнительных приливах, а нижней частью - в нижней крышке корпуса блока цилиндров, выпускной коллектор выполнен в виде кольцевого трубопровода, размещенного на блоке цилиндров с возможностью вращения, сообщенного с выхлопными окнами цилиндров и выполненным с выхлопными тангенциальными патрубками, при этом один вал отбора мощности жестко соединен с корпусом блока цилиндров и выполнен в виде пустотелого вала, через который пропущен второй вал отбора мощности, вращающийся в противоположную сторону относительно первого вала отбора мощности и жестко соединенный с эксцентриковым валом.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the bi-rotary internal combustion engine with air cooling contains a stationary casing, a rotating cylinder block, consisting of a housing with cylinders in which the pistons are located, the ignition system and the exhaust system, consisting of from the exhaust manifold, connected by means of pipes to the exhaust windows of the cylinders, while the engine is made with two power take-off shafts with the rotation of the latter in opposite directions, the block body the cylinders are made cylindrical or in the form of a multifaceted prism, the cylinders are made with an outer ribbed side surface and are located on the outer side surface of the cylinder block body, the pistons are connected by means of fingers and pushers to a ring-shaped element or tides made on the eccentric shaft, while the ring-shaped element is made with two or four zigzag eccentric synchronization elements placed with their upper part in an annular element or flush on the annular element of additional tides, and the lower part in the lower cover of the cylinder block body, the exhaust manifold is made in the form of an annular pipe placed on the cylinder block rotatably connected with the exhaust windows of the cylinders and made with exhaust tangential nozzles, with one shaft the power take-off is rigidly connected to the cylinder block body and is made in the form of a hollow shaft through which a second power take-off shaft is rotated, rotating in the opposite direction from relative to the first power take-off shaft and rigidly connected to the eccentric shaft.

Сочетание указанных выше признаков позволило создать би-ротативный двигатель с высокими весогабатиными характеристиками, поскольку позволило исключить какие-либо зубчатые передачи для организации вращения двух валов отбора мощности в противоположные стороны. Кроме того вращение в противоположную стороны эксцентрикового вала и блока цилиндров позволило уменьшить гироскопические моменты вращающихся частей, что, в свою очередь, позволило уменьшить динамические нагрузки на металл при работе би-ротативного двигателя внутреннего сгорания и в сочетании с эффективным воздушным охлаждением цилиндров позволило увеличить его мощность без увеличения его металлоемкости.The combination of the above features made it possible to create a bi-rotational engine with high weight-and-weight characteristics, since it allowed to exclude any gears for organizing the rotation of two power take-off shafts in opposite directions. In addition, rotation in the opposite direction of the eccentric shaft and cylinder block made it possible to reduce the gyroscopic moments of the rotating parts, which, in turn, made it possible to reduce the dynamic loads on the metal during operation of the bi-rotational internal combustion engine and, in combination with efficient air cooling of the cylinders, made it possible to increase its power without increasing its metal consumption.

На фиг.1 представлен вид сбоку на би-ротативный двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.Figure 1 presents a side view of a bi-rotational internal combustion engine with air cooling.

На фиг.2 вид сверху на блок цилиндров би-ротативного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.Figure 2 is a top view of the cylinder block of an air-cooled bi-rotational internal combustion engine.

На фиг.3 фотография одного из вариантов выполнения блока цилиндров би-ротативного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.Figure 3 is a photograph of one embodiment of a cylinder block of an air-cooled bi-rotational internal combustion engine.

На фиг.4 представлен вариант выполнения кольцеобразного элемента с приливами для соединения с толкателями поршней и зигзагообразными эксцентриковыми элементами синхронизации.Figure 4 shows an embodiment of an annular element with tides for connection with piston pushers and zigzag eccentric synchronization elements.

На фиг.5 показан продольный разрез выпускного коллектора, выполненного в виде кольцевого трубопровода.Figure 5 shows a longitudinal section of an exhaust manifold made in the form of an annular pipeline.

На фиг.6 представлена фотография би-ротативного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.6 is a photograph of an air-cooled bi-rotational internal combustion engine.

Би-ротативный двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением содержит неподвижный кожух 1, вращающийся блок цилиндров 2, состоящий из корпуса 3 с цилиндрами 4, в которых расположены поршни 5, систему зажигания 6 и систему отвода выхлопных газов, состоящую из выпускного коллектора 7, подключенного к выхлопным окнам 8 цилиндров 4 посредством труб 9. Двигатель выполнен с двумя валами 10 и 11 отбора мощности с вращением последних в противоположные стороны. Корпус 3 блока цилиндров 2 может быть выполнен цилиндрическим (фиг.2-3) или в виде многогранной призмы (на чертежах не показано). Цилиндры 4 выполнены с наружной оребренной боковой поверхностью и расположены на наружной боковой поверхности корпуса 3 блока цилиндров 2. Поршни 5 посредством пальцев 12 и толкателей 13 соединены с вращающимся на эксцентриковом валу 14 кольцеобразным элементом 15 или выполненных на нем приливах 16. Кольцеобразный элемент 15 выполнен с двумя или четырьмя (на чертежах показан вариант с двумя) зигзагообразными эксцентриковыми элементами 17 синхронизации, каждый из которых размещен своей верхней частью в кольцеобразном элементе 15 или выполненном на кольцеобразном элементе 15 одном из двух или четырех дополнительных приливов 18, а нижней частью - в нижней крышке 19 корпуса 3 блока цилиндров 2. Выпускной коллектор 7 выполнен в виде кольцевого трубопровода, размещенного на блоке цилиндров 2 с возможностью вращения, сообщенного с выхлопными окнами 8 цилиндров 4 посредством труб 9 и выполненным с выхлопными тангенциальными патрубками 26. Один вал 10 отбора мощности жестко соединен с корпусом 3 блока цилиндров 2 и выполнен в виде пустотелого вала, через который пропущен второй вал 11 отбора мощности, вращающийся в противоположную сторону относительно первого вала 10 отбора мощности и жестко соединенный с эксцентриковым валом 14.An air-cooled bi-rotary internal combustion engine contains a stationary casing 1, a rotating cylinder block 2, consisting of a housing 3 with cylinders 4, in which pistons 5 are located, an ignition system 6 and an exhaust system consisting of an exhaust manifold 7 connected to the exhaust windows 8 of the cylinders 4 by means of pipes 9. The engine is made with two shafts 10 and 11 of the power take-off with the rotation of the latter in opposite directions. The housing 3 of the cylinder block 2 can be made cylindrical (Fig.2-3) or in the form of a multifaceted prism (not shown in the drawings). The cylinders 4 are made with an outer ribbed side surface and are located on the outer side surface of the body 3 of the cylinder block 2. The pistons 5 are connected to the ring-shaped element 15 or tides 16 that rotate on the eccentric shaft 14 and rotate thereon 16. The ring-shaped element 15 is made with two or four (in the drawings a variant with two) zigzag eccentric synchronization elements 17, each of which is placed with its upper part in the ring-shaped element 15 or made on the ring-shaped element 15, one of two or four additional tides 18, and the lower part - in the lower cover 19 of the housing 3 of the cylinder block 2. The exhaust manifold 7 is made in the form of an annular pipe placed on the cylinder block 2 rotatably in communication with the exhaust windows 8 cylinders 4 by means of pipes 9 and made with tangential tailpipes 26. One power take-off shaft 10 is rigidly connected to the housing 3 of cylinder block 2 and is made in the form of a hollow shaft through which a second power take-off shaft 11 is passed a tee rotating in the opposite direction relative to the first power take-off shaft 10 and rigidly connected to the eccentric shaft 14.

Би-ротативный двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением работает следующим образом.Bi-rotational internal combustion engine with air cooling operates as follows.

При включении стартера 20 системой зажигания 6 начинает вращаться блок цилиндров 2, эксцентриковый вал 14 во время запуска остается заторможенным.When the starter 20 is turned on by the ignition system 6, the cylinder block 2 starts to rotate, the eccentric shaft 14 remains inhibited during starting.

Топливо насосом 21 подается в карбюратор 22 системы подачи топливной смеси, при этом воздух нагнетается турбокомпрессором 23 и через воздухопровод 24 поступает в карбюратор 22, а образовавшаяся рабочая смесь через впускной коллектор 25 и окно в цилиндре 4, поступает в цилиндр 4.Fuel is pumped into the carburetor 22 of the fuel mixture supply pump 21, while air is pumped by the turbocharger 23 and through the air duct 24 enters the carburetor 22, and the resulting working mixture through the intake manifold 25 and the window in the cylinder 4, enters the cylinder 4.

При вращении блока цилиндров 2 в последних последовательно происходит сжатие рабочей смеси. В момент максимального сжатия рабочей смеси цилиндр 4 находится напротив системы зажигания 6. В этот момент сигнал постоянного магнита снимается датчиком и подается на коммутатор (не показаны на чертежах) и на катушку зажигания системы зажигания 6, при этом происходит искрообразование и в цилиндре 4 зажигается рабочая смесь, создается высокое давление газов, которая передается на поршень 5, соединенный с толкателем 13, посредством которого это давление передается на кольцеобразный элемент 15, расположенный на эксцентриковом валу 14, и блок цилиндров 2 начинает вращаться. При вращении блока цилиндра 2 открывается выхлопное окно 8, через которое выхлопные газы поступают через трубу 9 в выпускной коллектор 7, и далее из последнего истекают через выхлопные тангенциальные патрубки 26 в окружающую среду. При вращении выпускного коллектора 7 вместе с блоком цилиндров 2 выхлопные газы удаляются из выпускного коллектора принудительно под действием центробежной силы, т.е. создается эффект центробежного выброса отработавших газов, что позволяет создать разрежение (вакуум) на входе в выпускной коллектор 7 выхлопных газов из цилиндров 4, а истекающие через выхлопные тангенциальные патрубки 26 выхлопные газы создают дополнительную реактивную силу для вращения блока цилиндров 2.When the cylinder block 2 is rotated, the latter consistently compresses the working mixture. At the moment of maximum compression of the working mixture, cylinder 4 is opposite the ignition system 6. At this moment, the permanent magnet signal is taken by the sensor and fed to the switch (not shown in the drawings) and to the ignition coil of the ignition system 6, while sparking occurs and the working cylinder is ignited in cylinder 4 mixture, a high gas pressure is created, which is transmitted to the piston 5 connected to the pusher 13, by which this pressure is transmitted to the annular element 15 located on the eccentric shaft 14, and the block Indra 2 starts to rotate. When the cylinder block 2 rotates, the exhaust window 8 opens, through which the exhaust gases enter through the pipe 9 into the exhaust manifold 7, and then from the latter flow through the tangential exhaust pipes 26 into the environment. When the exhaust manifold 7 is rotated together with the cylinder block 2, the exhaust gases are forcedly removed from the exhaust manifold by centrifugal force, i.e. the effect of centrifugal exhaust emissions is created, which allows you to create a vacuum (vacuum) at the inlet to the exhaust manifold 7 of the exhaust gases from the cylinders 4, and the exhaust gases flowing through the exhaust tangential nozzles 26 create an additional reactive force for rotation of the cylinder block 2.

Аналогичным образом последовательно происходит сжатие рабочей смеси и ее сжигание в других цилиндрах 4. После одного оборота блока цилиндров 2 цикл повторяется. Последовательное воздействие толкателей 13 через кольцеобразный элемент 15 на эксцентриковый вал 14 вызывает его вращение в сторону противоположную вращению блока цилиндров 2. Вращение эксцентрикового вала 14 передается валу 11 отбора мощности, а вращение блока цилиндров 2 передается валу 10 отбора мощности.Similarly, the compression of the working mixture and its combustion in the other cylinders 4 are sequentially performed. After one revolution of the cylinder block 2, the cycle is repeated. The sequential action of the pushers 13 through the annular element 15 on the eccentric shaft 14 causes it to rotate in the direction opposite to the rotation of the cylinder block 2. The rotation of the eccentric shaft 14 is transmitted to the power take-off shaft 11, and the rotation of the cylinder block 2 is transmitted to the power take-off shaft 10.

Зигзагообразные эксцентриковые элементы 17 синхронизации обеспечивают синхронизацию вращения блока цилиндра 2 и кольцеобразного элемента 15. При вращении кольца 8 тяговое усилие вращения передается через эксцентрики синхронизации 10 блоку цилиндров 2.Zigzag eccentric synchronization elements 17 provide synchronization of rotation of the cylinder block 2 and the ring-shaped element 15. When the ring 8 is rotated, the traction force of rotation is transmitted through the synchronization eccentrics 10 to the cylinder block 2.

Данная полезная модель может быть использована при создании различного рода транспортных средств, в первую очередь - летательных аппаратов.This utility model can be used to create various kinds of vehicles, primarily aircraft.

Claims

An air-cooled bi-rotary internal combustion engine comprising a fixed casing, a rotating cylinder block, consisting of a housing with cylinders in which pistons are located, an ignition system and an exhaust system consisting of an exhaust manifold connected via pipes to the exhaust windows of the cylinders, characterized in that the engine is made with two power take-off shafts with the rotation of the latter in opposite directions, the cylinder block housing is cylindrical or in the form of multifaceted prisms s, the cylinders are made with an outer ribbed side surface and are located on the outer side surface of the cylinder block body, the pistons are connected by fingers and pushers to a ring-shaped element or tides made on it, and the ring-shaped element is made with two or four zigzag eccentric elements synchronization, placed its upper part in an annular element or made on an annular element in two or four will complement tides, and the lower part - in the lower cover of the cylinder block body, the exhaust manifold is made in the form of an annular pipe placed on the cylinder block rotatably in communication with the exhaust windows of the cylinders and made with exhaust tangential nozzles, while one power take-off shaft is rigidly connected with the cylinder block housing and is made in the form of a hollow shaft through which a second power take-off shaft is passed, rotating in the opposite direction relative to the first power take-off shaft and tightly connected to the eccentric shaft.