RU143562U1

RU143562U1 - TWO-POWER EXTERNAL COMBUSTION ENGINE "MARG-TIM"

Info

Publication number: RU143562U1
Application number: RU2013142061/02U
Authority: RU
Inventors: Павел Константинович Казанцев; Денис Игоревич Чурсин
Original assignee: Павел Константинович Казанцев
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2014-07-27

Abstract

1. Двухроторный двигатель внешнего сгорания, содержащий рабочую секцию с камерой высокого давления и двумя поршнями, которые выполнены с контуром в виде соединенных между собой половины овальной центроиды и половины окружности и установлены с возможностью вращения в противоположные стороны, и камеру принудительного сжигания топлива, расположенную с наружной стороны рабочей секции, при этом поршни закреплены на двух валах, расположенных параллельно друг другу, а в поршнях и в боковой стенке рабочей секции выполнены проходные каналы для прохождения сгоревшего топлива и для продува рабочей секции.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что корпус рабочей секции выполнен в виде двух цилиндрических расточек с центрами, расположенными на прямой и совпадающими с центрами вращения поршней.3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что каждый вал закреплен на двух опорных подшипниках.4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что валы связаны между собой двумя одинаковыми шестернями.5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что поршень выполнен с возможностью выполнения функции клапана при подаче сгоревшего топлива в камеру высокого давления и при осуществлении продува секции.1. A two-rotor external combustion engine containing a working section with a high-pressure chamber and two pistons, which are made with a contour in the form of interconnected half oval centroids and half circles and are mounted for rotation in opposite directions, and a forced combustion chamber located with the outer side of the working section, while the pistons are mounted on two shafts located parallel to each other, and in the pistons and in the side wall of the working section there are passage channels for passage of burned fuel and to purge the working section. 2. The engine according to claim 1, characterized in that the housing of the working section is made in the form of two cylindrical bores with centers located on a straight line and coinciding with the centers of rotation of the pistons. The engine according to claim 1, characterized in that each shaft is mounted on two pillow blocks. The engine according to claim 1, characterized in that the shafts are interconnected by two identical gears. The engine according to claim 1, characterized in that the piston is configured to perform valve functions when the burned fuel is supplied to the high pressure chamber and when the section is purged.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Описываемая полезная модель относится к области двигателестроения.The described utility model relates to the field of engine building.

Полезная модель является конструкцией двигателя роторного типа внешнего сгорания.The utility model is a design of a rotary type external combustion engine.

Уровень техникиState of the art

Представленная полезная модель двухроторного двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ» в совокупности преобразует энергию сгоревшего топлива в крутящий момент вращения вала, представлена на Фиг.1. В рабочую секцию двухроторного двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ» входит: два поршня роторного двигателя, два прямых вала, камера внешнего сгорания, корпус, две одинаковые шестерни и четыре опорных подшипника.The presented utility model of the MARG-TIM two-rotor external combustion engine in the aggregate converts the energy of the burned fuel into the torque of rotation of the shaft, is presented in Fig. 1. The working section of the MARG-TIM two-rotor external combustion engine includes: two pistons of the rotary engine, two straight shafts, an external combustion chamber, a housing, two identical gears and four thrust bearings.

Данная полезная модель выполняет аналогичные функции, которые выполняются четырехтактным двигателем внутреннего сгорания и Роторно-поршневым двигателем Ванкеля.This utility model performs similar functions that are performed by a four-stroke internal combustion engine and a Wankel rotary piston engine.

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания преобразует энергию сгоревшего топлива посредствам кривошипно-шатунного механизма в крутящий момент вращения коленчатого вала. Среди преимуществ роторного двигателя, в целом, над четырехтактным двигателем можно выделить: низкий уровень вибраций, отсутствие возвратно-поступательных движений, высокая удельная мощность (КПД), относительно не большие массогабаритные параметры, меньшее число используемых деталей.A four-stroke internal combustion engine converts the energy of the burned fuel by means of a crank mechanism to the torque of rotation of the crankshaft. Among the advantages of a rotary engine, in general, over a four-stroke engine, it is possible to distinguish: low vibration level, lack of reciprocating movements, high specific power (efficiency), relatively small weight and size parameters, fewer used parts.

Роторно-поршневой двигатель Ванкеля (источник информации интернет-сайт: http://ru.wikipedia.org) позволяет передавать энергию сгоревшего топлива непосредственно в крутящий момент вала, с которым входит в зацепление поршень. Сама модель роторного двигателя позволяет исключить возвратно поступательные движения, которые присущи четырехтактным двигателям и тем самым, избавиться от ряда недостатков четырехтактных двигателей.The Wankel rotary piston engine (source of information, website: http://ru.wikipedia.org) allows you to transfer the energy of the burned fuel directly to the torque of the shaft with which the piston engages. The rotary engine model itself eliminates the reciprocating movements that are inherent in four-stroke engines and thereby get rid of a number of disadvantages of four-stroke engines.

Представленная полезная модель отличается от Роторного двигателя Ванкеля наличием двух поршней и двух валов, а также принципом взаимодействия поршней между собой, однако выполняет те же функции преобразования энергии сгоревшего топлива.The presented utility model differs from the Wankel Rotary engine by the presence of two pistons and two shafts, as well as by the principle of interaction between the pistons, however, it performs the same functions of converting the energy of a burned fuel.

В двухроторном двигателе внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ» поршни вращаются в противоположенном направлении относительно друг друга (Фиг.1), отсутствует момент сжатия горючей смеси, отсутствует трение между поршнями и стенками секции, функцию принудительного сжигания топлива выполняет «камера принудительного сжигания», которая расположена снаружи рабочей секции («плазменный сжигатель»). Представленная Полезная модель отличается от роторного двигателя Ванкеля более простым исполнением.In the MARG-TIM two-rotor external combustion engine, the pistons rotate in the opposite direction relative to each other (Figure 1), there is no moment of compression of the combustible mixture, there is no friction between the pistons and the walls of the section, the “forced combustion chamber” performs the function of forced combustion of fuel, which located outside the working section ("plasma burner"). The presented Utility model differs from the Wankel rotary engine by a simpler design.

В качестве наиболее близкого аналога полезной модели в принципе взаимодействия «рабочих тел» (поршней) можно назвать объемную зубчатую машину (авторы Оглобин М.П., Рево В.Д., Стасевич М.Н., Шальянов В.И., авторское свидетельство SU 340788 A1, F04C 17/12, 1972(1)).As the closest analogue of the utility model in the principle of interaction of “working bodies” (pistons), one can name a volumetric gear machine (authors Oglobin MP, Revo V.D., Stasevich M.N., Shalyanov V.I., copyright certificate SU 340788 A1, F04C 17/12, 1972 (1)).

Раскрытие полезной модели.Disclosure of a utility model.

В результате применения данной полезной модели и соответственно всех ее признаков в совокупности, достигается определенный технический результат, который за счет энергии сгоревшего топлива создает крутящий момент валов, на которых жестко закреплены поршни, обеспечивающие работу двигателя, основанного на принципе взаимодействия двух поршней. Данный принцип является основополагающим в данном типе двигателей.As a result of the application of this utility model and, accordingly, all its features in the aggregate, a certain technical result is achieved, which, due to the energy of the burned fuel, creates the torque of the shafts on which the pistons are rigidly fixed, ensuring the operation of the engine, based on the principle of interaction of two pistons. This principle is fundamental to this type of engine.

Поршень двухроторного двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ» имеет форму, схожую с поршнем роторного двигателя (патент №133203 от 10.10.2013 г.. соавторы Казанцев П.К., Чурсин Д.И.), которая получена путем соединения трех сегментов кругов разного диаметра. В представленной полезной модели применяется поршень более сложной конфигурации, это объяснимо необходимостью выполнения проходных каналов. Поршень данной полезной модели, так же может быть выполнен из материалов с очень низкой теплопроводностью, например керамика либо тугоплавкие сплавы.The piston of the MARG-TIM two-rotor external combustion engine has a shape similar to the piston of a rotary engine (patent No. 133203 dated 10.10.2013, co-authors Kazantsev PK, Chursin DI), which is obtained by connecting three segments of circles different diameters. In the presented utility model, a piston of a more complex configuration is used, this is explained by the need to make passage channels. The piston of this utility model can also be made of materials with very low thermal conductivity, such as ceramics or refractory alloys.

Поршень данной полезной модели получен путем видоизменения геометрических параметров овальной шестерни. Для получения контура овальной-центройды лежащей в основе овальной шестерни используются расчеты, приведенные в книге «Счетчики и расходомеры жидкости с овальными шестернями» (авторы Киясбейли А.Ш., Лифшиц Л.М. - М.: Машиностроение, 1983, стр.49 - 61). В данном типе двигателя внешнего сгорания возможно применение поршней основанных на различных типах овальных-центройд описанных в приведенной книге.The piston of this utility model is obtained by modifying the geometric parameters of the oval gear. To obtain the oval-centroid outline of the underlying oval gear, the calculations presented in the book “Liquid Counters and Flow Meters with Oval Gear” are used (authors Kiyasbeyli A.Sh., Lifshits L.M. - M.: Mechanical Engineering, 1983, p. 49 - 61). In this type of external combustion engine, it is possible to use pistons based on various types of oval-centroids described in this book.

Поверх контура овальной-центройды относительно центра вращения был нанесен круг. Диаметр круга равен сумме размеров Rmin+Rmax, где Rmin - расстояние от центра вращения овальной-центройды до точки поверхности удаленной на минимальное расстояние, a Rmax - расстояние от центра вращения овальной-центройды до точки поверхности удаленной на максимальное расстояние (Фиг.2). Контур поршня данной полезной модели сочетает в себе половину овальной-центройды и половину крута заданного радиуса. Полукруг соединяется с половиной овальной-центройды в точках пересечения кругом овальной-центройды (точки a, b, c, d). Соединение полукруга с половиной овальной-центройдой возможны: точка «a» и точка «c», либо точка «b» и точка «d». Выбор точек зависит от наклона поршней (влево, вправо).A circle was drawn on top of the oval-centroid outline relative to the center of rotation. The diameter of the circle is equal to the sum of the dimensions Rmin + Rmax, where Rmin is the distance from the center of rotation of the oval-centroid to the surface point remote to the minimum distance, and Rmax is the distance from the center of rotation of the oval-centroid to the surface point removed to the maximum distance (Figure 2). The piston contour of this utility model combines half of an oval-centroid and half a steep of a given radius. The semicircle is connected to the half of the oval-centroid at the points of intersection with the circle of the oval-centroid (points a, b, c, d). A semicircle with a half oval-centroid can be connected: point “a” and point “c”, or point “b” and point “d”. The choice of points depends on the inclination of the pistons (left, right).

Камера принудительного сжигания представляет собой полый цилиндр в котором размещены электроды. В момент впрыска топлива между электродами создается «сетка» из электрических дуг. Топливо, пролетая сквозь электрическую сетку, сгорает максимально быстро, что мгновенно повышает давление в камере принудительного сжигания.The compulsory combustion chamber is a hollow cylinder in which electrodes are placed. At the moment of fuel injection, a “grid” of electric arcs is created between the electrodes. Fuel flying through the electric grid burns out as quickly as possible, which instantly increases the pressure in the forced-combustion chamber.

Для того, чтобы энергия сгоревшего топлива из камеры принудительного сжигания попала в камеру высокого давления в поршне данной полезной модели выполнены проходные каналы. Проходные каналы поршня «А» отличаются от проходных каналов поршня «Б» местом их изготовления (Фиг.3). На Фиг.3 схематично показано место их расположения в поршнях, а так же расположение поршней друг относительно друга в базовой точке.In order for the energy of the burnt fuel from the forced-combustion chamber to enter the high-pressure chamber in the piston of this utility model, passage channels are made. The passage channels of the piston "A" differ from the passage channels of the piston "B" in the place of manufacture (Figure 3). Figure 3 schematically shows their location in the pistons, as well as the location of the pistons relative to each other at the base point.

Для прохождения энергии сгоревшего топлива из камеры принудительного сжигания в проходные каналы поршней, в боковой стенке рабочей секции так же выполнены проходные каналы (Фиг.4). Каналы в поршнях и в боковой стенке рабочей секции выполнены таким образом, что энергия сгоревшего топлива попадает в них только при прохождении отверстия в поршне соответствующего отверстия в боковой стенке рабочей секции. Все оставшееся время проходные каналы боковой стенки рабочей секции закрыты поверхностью поршней (Фиг.5).To pass the energy of the burnt fuel from the forced combustion chamber into the passage channels of the pistons, passage channels are also made in the side wall of the working section (Figure 4). The channels in the pistons and in the side wall of the working section are designed in such a way that the energy of the burned fuel enters them only when a hole in the piston passes through the corresponding hole in the side wall of the working section. All the remaining time the passage channels of the side wall of the working section are closed by the surface of the pistons (Figure 5).

В секции поршни находятся в базовой точке положении №1 (Фиг.6). Энергия сгоревшего топлива, находясь в камере высокого давления, создает избыточное давление на лопасти поршней, что придает им круговое вращение. Движение поршней под давлением до положения №2 (Фиг.7) называется рабочим ходом.In the section, the pistons are in the base point position No. 1 (Fig.6). The energy of the burned fuel, being in the high-pressure chamber, creates excess pressure on the piston blades, which gives them a circular rotation. The movement of the pistons under pressure to position No. 2 (Fig.7) is called a stroke.

От положения №2 до положения №3 (Фиг.8) происходит выхлоп отработанных газов. От положения №3 поршень проходит положения №1, №2, №3 и до положения №1 происходит продув полости от отработанных газов до начала нового цикла. Продув секции осуществляется при подаче воздуха в проходные каналы для подачи и продувки воздуха, расположенные так же в боковой стенке рабочей секции (Фиг.4).From position No. 2 to position No. 3 (Fig. 8), exhaust gas is exhausted. From position No. 3, the piston passes position No. 1, No. 2, No. 3 and to position No. 1, the cavity is purged from the exhaust gases to the start of a new cycle. The section is purged by supplying air to the passage channels for supplying and purging air located in the side wall of the working section (Figure 4).

Валы, на которых закреплены поршни за пределами рабочей секции, находятся в зацеплении между собой одинаковыми шестернями.The shafts on which the pistons are fixed outside the working section are meshed with the same gears.

Рабочий объем двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ» обуславливается объемом камеры принудительного сжигания и объемом камеры высокого давления.The working volume of the MARG-TIM external combustion engine is determined by the volume of the forced-combustion chamber and the volume of the high-pressure chamber.

Признаки двухроторного двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ»:Signs of the two-rotor external combustion engine MARG-TIM:

1. Двухроторный двигатель внешнего сгорания, содержащий рабочую секцию с камерой высокого давления и двумя поршнями, выполненными в форме объединяющей половину овальной центроиды и половину окружности, и установленными с возможностью вращения в противоположенные стороны, и камеру принудительного сжигания топлива, при этом камера принудительного сжигания топлива расположена с наружной стороны рабочей секции, поршни закреплены на двух валах, расположенных параллельно друг другу, при этом в поршнях выполнены проходные каналы для прохождения сгоревшего топлива и для продува рабочей секции, а в боковой стенке рабочей секции так же выполнены проходные каналы для прохождения сгоревшего топлива и для продува рабочей секции.1. A two-rotor external combustion engine containing a working section with a high-pressure chamber and two pistons made in the form of combining half an oval centroid and half a circle, and mounted to rotate in opposite directions, and a forced fuel combustion chamber, wherein the forced fuel combustion chamber located on the outside of the working section, the pistons are mounted on two shafts arranged parallel to each other, while in the pistons are made passage channels for passage eniya combusted fuel and for pressurizing the working section, and the side wall of the working section also formed passageways for passing the burned fuel and for pressurizing the working section.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что корпус рабочей секции выполнен в виде двух цилиндрических расточек с центрами расположенными на прямой, и совпадающими с центрами вращения поршней.2. The engine according to claim 1, characterized in that the housing of the working section is made in the form of two cylindrical bores with centers located on a straight line and coinciding with the centers of rotation of the pistons.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что каждый вал закреплен на двух опорных подшипниках.3. The engine according to claim 1, characterized in that each shaft is mounted on two pillow blocks.

4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что валы связанны между собой двумя одинаковыми шестернями.4. The engine according to claim 1, characterized in that the shafts are interconnected by two identical gears.

5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что поршень выполнен с возможностью осуществления функции клапана при подаче сгоревшего топлива в камеру высокого давления и при осуществлении продува секции.5. The engine according to claim 1, characterized in that the piston is configured to perform valve functions when the burned fuel is supplied to the high pressure chamber and when the section is purged.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На Фиг.1 представлен внешний вид рабочей секции (правый наклон поршня). На Фиг.2 представлено построение геометрической формы поршня двухроторного двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ». На Фиг.3 представлена схема размещения проходных каналов в поршнях двухроторного двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ». На Фиг.4 представлен внешний вид боковой стенки рабочей секции двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ». На Фиг.5 представлена схема размещения проходных каналов боковой стенки рабочей секции вместе с поршнями (начало рабочего хода). На Фиг.6 представлено расположение поршней в «базовой точке» (Положение №1). На Фиг.7 представлено расположение поршней в Положении №2. На Фиг.8 представлено расположение поршней в Положении №3.Figure 1 shows the appearance of the working section (the right inclination of the piston). Figure 2 presents the construction of the geometric shape of the piston of a two-rotor external combustion engine "MARG-TIM". Figure 3 presents the layout of the passage channels in the pistons of a two-rotor external combustion engine "MARG-TIM". Figure 4 presents the appearance of the side wall of the working section of the external combustion engine "MARG-TIM". Figure 5 presents the layout of the passage channels of the side wall of the working section together with the pistons (the beginning of the working stroke). Figure 6 shows the location of the pistons at the "base point" (Position No. 1). Figure 7 shows the location of the pistons in Position No. 2. On Fig presents the location of the pistons in Position No. 3.

Осуществление полезной модели.Implementation of a utility model.

В результате оценки возможности работы двухроторного двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ», основанного на описываемом принципе, получен вывод о том, что технический результат работы двигателя достижим и подтверждается это нижеследующим.As a result of evaluating the possibility of operation of the MARG-TIM two-rotor external combustion engine, based on the described principle, it is concluded that the technical result of the engine operation is achievable and is confirmed by the following.

Данная конструкция двигателя позволяет исключить кривошипно-шатунный механизма при передаче энергии сгоревшего топлива непосредственно валам, на которых закреплены поршни. Поршни вращаются вместе с валами по оси вращения.This engine design eliminates the crank mechanism when transferring the energy of the burned fuel directly to the shafts on which the pistons are mounted. The pistons rotate with the shafts along the axis of rotation.

Двухроторный двигатель внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ» может состоять из нескольких секций соединенных между собой последовательно через валы. Признаки двухроторного двигателя внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ»;The MARG-TIM two-rotor external combustion engine may consist of several sections interconnected in series through shafts. Signs of the two-rotor external combustion engine MARG-TIM;

Данная полезная модель применима во всех областях, где применяются двигатели внутреннего сгорания.This utility model is applicable in all areas where internal combustion engines are used.

Применяемый двигатель внутреннего сгорания может быть заменен на двухроторный двигатель внешнего сгорания «МАРГ-ТИМ».The internal combustion engine used can be replaced by the MARG-TIM two-rotor external combustion engine.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. Патент №133203 от 10.10.2013 г. (соавторы Казанцев П.К., Чурсин Д.И.);1. Patent No. 133203 of 10/10/2013 (co-authors Kazantsev P.K., Chursin D.I.);

2. Киясбейли А.Ш., Лифшиц Л.М. «Счетчики и расходомеры жидкости с овальными шестернями». М.: Машиностроение, 1983. 144 с;2. Kiyasbeyli A.Sh., Lifshits L.M. "Liquid meters and flow meters with oval gears." M.: Mechanical Engineering, 1983. 144 s;

3. Оглобин М.П., Рево В.Д., Стасевич М.Н., Шальянов В.И., авторское свидетельство SU 340788 A1, F04C 17/12, 1972 (1);3. Oglobin M.P., Revo V.D., Stasevich M.N., Shalyanov V.I., copyright certificate SU 340788 A1, F04C 17/12, 1972 (1);

4. «Роторно-поршневой двигатель Ванкеля» - интернет-сайт: http://ru.wikipedia.org.4. "Wankel Rotary Piston Engine" - Internet site: http://ru.wikipedia.org.

Claims

1. A two-rotor external combustion engine containing a working section with a high-pressure chamber and two pistons, which are made with a contour in the form of interconnected half oval centroids and half circles and are mounted for rotation in opposite directions, and a forced combustion chamber located with the outer side of the working section, while the pistons are mounted on two shafts located parallel to each other, and in the pistons and in the side wall of the working section there are passage channels for passage of burned fuel and to purge the working section.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the housing of the working section is made in the form of two cylindrical bores with centers located on a straight line and coinciding with the centers of rotation of the pistons.

3. The engine according to claim 1, characterized in that each shaft is mounted on two pillow blocks.

4. The engine according to claim 1, characterized in that the shafts are interconnected by two identical gears.

5. The engine according to claim 1, characterized in that the piston is configured to perform valve functions when the burned fuel is supplied to the high pressure chamber and when the section is purged.