RU165397U1

RU165397U1 - ROTOR-PISTON ENGINE

Info

Publication number: RU165397U1
Application number: RU2016101354/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Иосипович Новицкий
Original assignee: Юрий Иосипович Новицкий
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2016-10-20

Abstract

1. Роторно-поршневой двигатель, состоящий из корпуса с полостью, впускных и выпускных окон, наружного ротора с радиальными прорезями и с размещенными в них пластинами, образующими между стенками корпуса и наружного ротора рабочие камеры переменного объема, содержащие рабочее тело, сообщающиеся с камерой сгорания и образующие в совокупности в зоне расширения рабочего тела проточную часть двигателя, состоящий также из выполненных в наружном роторе цилиндров, с размещенными в них поршнями и с присоединенными к ним шатунами, кроме того, с размещенным в полости наружного ротора внутренним ротором, ось которого параллельна и смещена относительно оси наружного ротора, отличающийся тем, что на каждом поршне, с обеих сторон в радиальном направлении, размещен наружный шток и внутренний шток, причем каждый наружный шток помещен в радиальную прорезь наружного ротора, со способностью к перемещению в радиальном направлении и соединен свободным концом с пластиной, также в наружном роторе на внешней стороне каждого цилиндра выполнена стенка, на которой размещены наружные направляющие элементы с отверстием, выполненным в стенке и в наружных направляющих элементах с возможностью прохода наружного штока и со способностью к герметизации цилиндра, кроме того, на внутренней стороне цилиндра размещена стенка со сквозными окнами по краям цилиндра в осевом направлении, причем в стенке выполнено отверстие со способностью прохода внутреннего штока, кроме того, на стенке размещены внутренние направляющие элементы с зазором по отношению к стенкам цилиндра в осевом направлении, обеспечивающим соединение цилиндра с полостью наружного ротора, также1. A rotary piston engine, consisting of a housing with a cavity, inlet and outlet windows, an outer rotor with radial slots and plates placed therein, forming working chambers of variable volume between the walls of the housing and the outer rotor, containing a working fluid in communication with the combustion chamber and forming in the aggregate in the expansion zone of the working fluid the engine’s flow part, also consisting of cylinders made in the outer rotor, with pistons placed in them and with connecting rods attached to them, in addition, with placed in the cavity of the outer rotor of the inner rotor, the axis of which is parallel and offset relative to the axis of the outer rotor, characterized in that on each piston, on both sides in the radial direction, there is an outer rod and an inner rod, and each outer rod is placed in a radial slot of the outer rotor , with the ability to move in the radial direction and connected by a free end to the plate, also in the outer rotor on the outside of each cylinder there is a wall on which the outer guides are placed elements with a hole made in the wall and in the outer guide elements with the possibility of passage of the outer rod and with the ability to seal the cylinder, in addition, on the inner side of the cylinder there is a wall with through windows along the edges of the cylinder in the axial direction, and a hole with the ability to the passage of the inner rod, in addition, on the wall there are internal guiding elements with a gap with respect to the cylinder walls in the axial direction, which ensures the connection of the cylinder with the cavity zhnogo rotor also

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с вращающимися роторами.The utility model relates to engine building, namely to internal combustion engines with rotating rotors.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, в корпусе которого размещен ротор со смещением по отношению к оси корпуса двигателя (патент США №4688531). В роторе данного двигателя выполнены радиальные расточки, в которых размещены гильзы цилиндров с возможностью скольжения в радиальном направлении. При работе данного двигателя гильзы движутся вместе с ротором в окружном направлении и также возвратно-поступательно в радиальных расточках ротора. Поршни размещены в гильзах цилиндра и движутся только в окружном направлении вместе с ротором. Изменение объема между поверхностью поршня и поверхностью гильзы цилиндра происходит в результате радиального перемещения гильз цилиндра и обеспечивает всасывание горючей смеси через входное окно, затем сжатие в цилиндре и выпуск в рабочие камеры, которые образованы внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью ротора в радиальном направлении, В окружном направлении рабочие камеры ограничены наружной поверхностью двух соседних гильз и в осевом направлении ограничены боковыми крышками. Сгорание топлива происходит в рабочих камерах. Разность давлений в рабочих камерах вызывает вращение ротора. Процесс сжатия происходит частично в рабочих камерах и частично в гильзах цилиндров. Процесс расширения также осуществляется частично в рабочих камерах и частично в гильзах цилиндров. Для выхлопа отработавших газов предусмотрены выхлопные и продувочные отверстия. Воздух в продувочные отверстия подается вентилятором.Known rotary internal combustion engine, in the housing of which is placed the rotor with an offset relative to the axis of the engine housing (US patent No. 4688531). Radial bores are made in the rotor of this engine, in which cylinder liners are placed with the possibility of sliding in the radial direction. During the operation of this engine, the sleeves move with the rotor in the circumferential direction and also reciprocally in the radial bores of the rotor. Pistons are placed in cylinder liners and move only in the circumferential direction together with the rotor. The change in volume between the piston surface and the surface of the cylinder liner occurs as a result of radial movement of the cylinder liners and ensures the absorption of the combustible mixture through the inlet window, then compression in the cylinder and release into the working chambers, which are formed by the inner surface of the housing and the outer surface of the rotor in the radial direction, In the direction, the working chambers are limited by the outer surface of two adjacent sleeves and in the axial direction are limited by side covers. The combustion of fuel occurs in the working chambers. The pressure difference in the working chambers causes the rotor to rotate. The compression process takes place partly in the working chambers and partly in the cylinder liners. The expansion process is also carried out partly in the working chambers and partly in the cylinder liners. Exhaust and purge openings are provided for exhaust exhaust. Air is supplied to the purge openings by a fan.

Недостатком данного двигателя является низкая надежность, поскольку в процессе работы наружная поверхность гильзы цилиндра нагревается до высокой температуры в рабочих камерах, где происходит сгорание топлива, и контактирует с ротором в радиальных расточках. В зоне контакта гильз и ротора возникает большое трение, поскольку в радиальных расточках ротора возникает усилие, вызывающее вращение ротора. Недостатком также является необходимость применения вентилятора для поступления свежего воздуха.The disadvantage of this engine is its low reliability, since during operation the outer surface of the cylinder liner is heated to a high temperature in the working chambers where the fuel is burned and contacts the rotor in radial bores. In the contact zone of the sleeves and the rotor, a large friction occurs, since a force arises in the radial bores of the rotor, causing the rotor to rotate. The disadvantage is the need to use a fan for fresh air.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания (патент США US 2003047158), состоящий из корпуса, смещенного относительно оси вращения ротора. Лопатки присоединены к ротору шарнирно и создают отдельные камеры в двигателе. Каждая из камер обладает способностью работать по циклу Отто. Всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп осуществляются за 720 градусов поворота ротора двигателя. Каждая камера обладает свечей зажигания и клапанами впуска и выпуска, которые позволяют всасывать свежую смесь и удалять отработавшие газы.Known rotary internal combustion engine (US patent US 2003047158), consisting of a housing offset from the axis of rotation of the rotor. The blades are pivotally attached to the rotor and create separate chambers in the engine. Each of the cameras has the ability to work on the Otto cycle. Suction, compression, stroke and exhaust are carried out for 720 degrees of rotation of the engine rotor. Each chamber has spark plugs and intake and exhaust valves that allow you to suck in a fresh mixture and remove exhaust gases.

Недостатком двигателя является низкая надежность ввиду того, что шарнирные соединения крепления лопаток находятся в зоне сгорания топлива. Кроме того, сжатие и расширение рабочего тела происходит в одинаковых объемах, что не позволяет обеспечить полное расширение в процессе рабочего хода.The disadvantage of the engine is low reliability due to the fact that the swivel mounting of the blades are in the combustion zone of the fuel. In addition, the compression and expansion of the working fluid occurs in equal volumes, which does not allow for full expansion during the working stroke.

Известен роторный двигатель (патент РФ №2564366), в котором ротор выполнен в виде колеса со спицами и с размещенными в них каналами. Каналы в спицах служат направляющими для лопаток. В двигателе размещено выдвижное устройство, обеспечивающее возвратно-поступательное движение лопаток в каналах. Выдвижное устройство содержит кривошипы, шатуны и коромысло. Имеется также фиксирующее устройство, которое обеспечивает своевременное выдвижение лопаток.Known rotary engine (RF patent No. 2564366), in which the rotor is made in the form of a wheel with spokes and with channels placed in them. The channels in the spokes serve as guides for the blades. The engine has a retractable device that provides reciprocating motion of the blades in the channels. Retractable device contains cranks, connecting rods and rocker. There is also a locking device that provides timely extension of the blades.

Недостатком двигателя является сложность конструкции и невозможность полного расширения рабочего тела до давления близкого к атмосферному давлению.The disadvantage of the engine is the design complexity and the inability to fully expand the working fluid to a pressure close to atmospheric pressure.

Известна роторно-поршневая машина по патенту РФ №2255226, которая имеет корпус с полостью и ротор, в пазах которого размещены пластины. Ось корпуса смещена относительно оси ротора. Радиальное перемещение пластин осуществляется при помощи шарнирного соединения пластины с осью, совпадающей с осью корпуса. Между пластинами в окружном направлении размещена рабочая полость, которая в радиальном направлении ограничена наружной поверхностью ротора и внутренней поверхностью корпуса. Торцы пластин выполнены с таким соотношением между радиусом кривизны и шириной пластины в окружном направлении, которое позволяет перемещаться пластине в корпусе с минимальным зазором между внутренней поверхностью корпуса и конечной частью пластины. Роторно-поршневая машина имеет пластины, относящиеся к компрессорному узлу, и через разделительную стенку на роторе установлены пластины, относящиеся к двигателю. Горючая смесь поступает в рабочие камеры компрессорного узла через впускное отверстие и в рабочих камерах идет процесс сжатия. После сжатия горючая смесь через канал в стенке поступает в рабочую камеру двигателя, где происходит воспламенение и сгорание. Отработавшие газы удаляются в выхлопной канал. Вращение оси, совпадающей с осью корпуса, происходит за счет взаимодействие пластин с ротором в прорезях ротора. Съем мощности осуществляется с ротора. Преимуществом данного изобретения является компактность.Known rotary piston machine according to the patent of Russian Federation №2255226, which has a housing with a cavity and a rotor, in the grooves of which are placed the plate. The axis of the housing is offset relative to the axis of the rotor. The radial movement of the plates is carried out by hinging the plate with an axis coinciding with the axis of the housing. Between the plates in the circumferential direction there is a working cavity, which is radially bounded by the outer surface of the rotor and the inner surface of the housing. The ends of the plates are made with such a ratio between the radius of curvature and the width of the plate in the circumferential direction, which allows the plate to move in the housing with a minimum gap between the inner surface of the housing and the end of the plate. The rotary piston machine has plates related to the compressor unit, and plates related to the engine are mounted on the rotor through a dividing wall. The combustible mixture enters the working chambers of the compressor unit through the inlet and a compression process is going on in the working chambers. After compression, the combustible mixture through the channel in the wall enters the working chamber of the engine, where ignition and combustion take place. Exhaust fumes are exhausted into the exhaust duct. The rotation of the axis coinciding with the axis of the housing occurs due to the interaction of the plates with the rotor in the slots of the rotor. Power is removed from the rotor. An advantage of the present invention is compactness.

Недостатком данной роторно-поршневой машины является низкая надежность, вызванная трением пластин в пазах ротора двигателя. Именно воздействие пластин на ротор в пазах вынуждает вращаться ротор. Поскольку в рабочей камере происходит сгорание топлива, температура металла в зоне контакта пластин и ротора высока, что приводит к быстрому износу трущихся поверхностей.The disadvantage of this rotary piston machine is the low reliability caused by the friction of the plates in the grooves of the rotor of the engine. It is the effect of the plates on the rotor in the grooves that forces the rotor to rotate. Since fuel is combusted in the working chamber, the metal temperature in the contact zone of the plates and the rotor is high, which leads to rapid wear of the rubbing surfaces.

За прототип принят ротационный двигатель по авторскому свидетельству СССР №1183691, который содержит корпус с овальной полостью, в которую помещен наружный ротор с радиальными прорезями. В прорезях наружного ротора размещены пластины, на внутреннем конце которых закреплены поршни. На пластинах помещаются перфорированные футляры. На одной оси с наружным ротором размещен внутренний ротор, в котором выполнены цилиндры и в цилиндрах размещены поршни. В цилиндрах и в корпусе выполнены впускные и выпускные окна, также в корпусе выполнены пазы для возвратно-поступательного перемещения пластин вместе с поршнями в радиальном направлении. Пластины в полости корпуса образуют рабочие камеры между стенками корпуса и наружного ротора. При работе ротационного двигателя свежий воздух поступает в цилиндры и после сжатия направляется в камеру сгорания, в которой происходит сгорание топлива. Рабочее тело по каналу из камеры сгорания поступает в рабочие камеры. Разность давления в рабочих камерах вызывает вращение наружного и внутреннего ротора.According to the USSR author's certificate No. 1183691, the rotary engine was adopted as a prototype, which contains a body with an oval cavity in which an outer rotor with radial slots is placed. Plates are placed in the slots of the outer rotor, the pistons are fixed at the inner end of which. Perforated cases are placed on the plates. On the same axis as the outer rotor, an inner rotor is placed in which cylinders are made and pistons are placed in the cylinders. Inlet and outlet windows are made in the cylinders and in the housing, and grooves for reciprocating movement of the plates along with the pistons in the radial direction are also made in the housing. The plates in the cavity of the housing form the working chamber between the walls of the housing and the outer rotor. When the rotary engine is running, fresh air enters the cylinders and, after compression, is directed to the combustion chamber, in which the fuel is burned. The working fluid through the channel from the combustion chamber enters the working chamber. The pressure difference in the working chambers causes the rotation of the outer and inner rotor.

Перфорированные футляры также как и пластины вращаются вместе с ротором и перемещаются в радиальном направлении в его прорезях. Они предназначены для того, чтобы на конечном участке расширения рабочего тела осуществлять работу по принципу турбины трения.Perforated cases as well as plates rotate with the rotor and move radially in its slots. They are designed to carry out work on the principle of a friction turbine in the final section of the expansion of the working fluid.

Преимуществом ротационного двигателя является то, что процесс расширения рабочего тела организован таким образом, что позволяет расширить продукты сгорания до низкого давления.The advantage of a rotary engine is that the process of expansion of the working fluid is organized in such a way that allows you to expand the combustion products to low pressure.

Недостатком данного двигателя является низкая надежность, поскольку высокая температура металла и значительная удельная нагрузка в месте контакта пластин и ротора в прорезях приводит к быстрому износу трущихся поверхностей.The disadvantage of this engine is its low reliability, since the high temperature of the metal and a significant specific load at the contact point of the plates and the rotor in the slots leads to rapid wear of the rubbing surfaces.

Задачей настоящей полезной модели является создание двигателя, обладающего высокой надежностью при сохранении высокой экономичности. Увеличение надежности достигается за счет сведения к минимуму удельной нагрузки в месте контакта пластин и ротора в прорезях на участке расширения продуктов сгорания.The objective of this utility model is to create an engine with high reliability while maintaining high efficiency. The increase in reliability is achieved by minimizing the specific load at the contact point of the plates and the rotor in the slots in the expansion area of the combustion products.

Поставленная задача решается тем, что роторно-поршневой двигатель состоит из корпуса с полостью, впускных и выпускных окон, наружного ротора с радиальными прорезями и с размещенными в них пластинами, образующими между стенками корпуса и наружного ротора рабочие камеры переменного объема. Рабочие камеры выполнены содержащими рабочее тело, сообщающимися с камерой сгорания и образующими в совокупности в зоне расширения рабочего тела проточную часть двигателя. В наружном роторе выполнены цилиндры с размещенными в них поршнями и с присоединенными к ним шатунами. В полости наружного ротора размещен внутренний ротор, ось которого параллельна и смещена относительно оси наружного ротора. Внутренняя поверхность корпуса в проточной части выполнена максимально приближенной к линии движения конечной точки каждой из пластин. Также объем последней по ходу расширения рабочего тела рабочей камеры выполнен со способностью обеспечения величины давления рабочего тела близкой к величине атмосферного давления. На каждом поршне, с обеих сторон в радиальном направлении, размещен наружный шток и внутренний шток, причем каждый наружный шток помещен в радиальную прорезь наружного ротора со способностью к перемещению в радиальном направлении и соединен свободным концом с пластиной. В наружном роторе на внешней стороне каждого цилиндра выполнена стенка, на которой размещены наружные направляющие элементы, с отверстием, выполненным в стенке и в наружных направляющих элементах с возможностью прохода наружного штока и со способностью к герметизации цилиндра. Также на внутренней стороне цилиндра размещена стенка со сквозными окнами по краям цилиндра в осевом направлении, причем в стенке выполнено отверстие со способностью прохода внутреннего штока. Кроме того, на стенке размещены внутренние направляющие элементы с зазором по отношению к стенкам цилиндра в осевом направлении, обеспечивающим соединение цилиндра с полостью наружного ротора, также в каждом внутреннем направляющем элементе выполнено отверстие с возможностью прохода внутреннего штока. К каждому поршню присоединены два шатуна, размещенные с зазором по отношению к стенкам цилиндра. Шатуны выполнены с возможностью свободного прохода в сквозных окнах стенки на внутренней стороне цилиндра и в зазоре между внутренними направляющими элементами и стенками цилиндров, кроме того, шатуны выполнены с возможностью свободного прохода внутреннего штока.The problem is solved in that the rotary piston engine consists of a housing with a cavity, inlet and outlet windows, an outer rotor with radial slots and with plates placed in them, forming working chambers of variable volume between the walls of the housing and the outer rotor. The working chambers are made containing a working fluid, communicating with the combustion chamber and forming in the aggregate in the expansion zone of the working fluid the engine flow part. In the outer rotor, cylinders are made with pistons placed in them and with connecting rods attached to them. An internal rotor is placed in the cavity of the outer rotor, the axis of which is parallel and offset relative to the axis of the outer rotor. The inner surface of the housing in the flow part is made as close as possible to the line of movement of the end point of each of the plates. Also, the volume of the latter during the expansion of the working fluid of the working chamber is made with the ability to provide a pressure value of the working fluid close to the value of atmospheric pressure. On each piston, on both sides in the radial direction, there is an outer rod and an inner rod, with each outer rod placed in a radial slot of the outer rotor with the ability to move in the radial direction and connected by a free end to the plate. In the outer rotor on the outside of each cylinder there is a wall on which the outer guide elements are placed, with an opening made in the wall and in the outer guide elements with the possibility of passage of the outer rod and with the ability to seal the cylinder. Also on the inner side of the cylinder there is a wall with through-holes along the edges of the cylinder in the axial direction, and a hole is made in the wall with the ability to pass the inner rod. In addition, the inner guide elements are placed on the wall with a clearance in relation to the cylinder walls in the axial direction, which provides the connection of the cylinder with the cavity of the outer rotor, and a hole is made in each inner guide element with the possibility of passage of the inner rod. Two connecting rods are attached to each piston, placed with a gap in relation to the cylinder walls. The connecting rods are made with the possibility of free passage in the through windows of the wall on the inner side of the cylinder and in the gap between the internal guide elements and the cylinder walls, in addition, the connecting rods are made with the possibility of free passage of the inner rod.

На Фиг. 1 изображен роторно-поршневой двигатель.In FIG. 1 shows a rotary piston engine.

На Фиг. 2 изображено сечение А-А данного двигателя.In FIG. 2 shows a section AA of this engine.

Роторно-поршневой двигатель на Фиг. 1 и 2 содержит корпус 1, в полости корпуса, размещен наружный ротор 2, в котором выполнены радиальные прорези 3. В полости 4 наружного ротора размещен внутренний ротор 5. Ось 6 внутреннего ротора выполнена параллельно и со смещением относительно оси 7 наружного ротора. Буквой В обозначено смещение между осями. В наружном роторе выполнены цилиндры 8, в которых размещены поршни 9 с возможностью перемещения в радиальном направлении. В полости корпуса размещены пластины 10, которые крепятся к наружному штоку 11. Наружные штоки крепятся к наружной поверхности каждого поршня и размещены в радиальных прорезях наружного ротора с возможностью перемещения в радиальном направлении. Пластины делят полость корпуса в окружном направлении на рабочие камеры 12. Каждая рабочая камера ограничена в окружном направлении пластинами, в радиальном направлении стенками наружного ротора и корпуса двигателя и в осевом направлении ограничена боковыми стенками корпуса. Объем последней по ходу расширения рабочего тела рабочей камеры выполнен со способностью обеспечения величины давления рабочего тела близкой к величине атмосферного давления. Перфорированные футляры, которые применены в прототипе, в данном двигателе не применяются. Совокупность рабочих камер в зоне расширения рабочего тела составляет проточную часть двигателя. Внутренняя поверхность корпуса в проточной части выполнена максимально приближенной к линии движения конечной точки каждой из пластин. В данном двигателе выполнено четыре рабочих камеры, которые расположены в полости корпуса отточки К до точки С, в направлении стрелки М. Предусмотрено в двигателе и другое количество рабочих камер. К внутренней поверхности каждого поршня крепятся в радиальном направлении внутренние штоки 13. На внешней стороне каждого цилиндра выполнена стенка, на которой размещены наружные направляющие элементы 14, с отверстием, выполненным в стенке и в наружных направляющих элементах с возможностью прохода наружного штока и со способностью к герметизации цилиндра. На внутренней стороне цилиндра размещена стенка со сквозными окнами по краям цилиндра в осевом направлении, причем в стенке выполнено отверстие со способностью прохода внутреннего штока. На стенке размещены внутренние направляющие элементы 15 с отверстием, выполненным со способностью прохода внутреннего штока. Внутренние направляющие элементы установлены с зазором по отношению к стенкам цилиндра. Наружные и внутренние направляющие элементы выполнены с возможностью обеспечения смазки. К каждому поршню присоединены по два шатуна 16, выполненные с возможностью свободного прохода в сквозных окнах стенки на внутренней стороне цилиндра и в зазоре между внутренними направляющими элементами и стенками цилиндров. Шатуны, также выполнены с возможностью свободного прохода внутреннего штока, и посредством шарнирных соединений 17 прикреплены к поршню. Другим своим концом шатуны с помощью шарнирных соединений 18 прикреплены к внутреннему ротору. Шарнирные соединения выполнены с возможностью обеспечения смазки. В корпусе выполнено впускное окно 19 и выпускное окно 20. К выпускному окну присоединен трубопровод сжатого воздуха 21, к которому присоединен ресивер 22. В выхлопном патрубке 23 размещен регенератор 24, входной конец которого соединен с ресивером, и выходной конец соединен с камерой сгорания 25. В наружном роторе выполнены полые пространства 26. При этом полые пространства выполнены с отсутствием контакта с выпускным окном в корпусе. Для предотвращения утечек из камеры сгорания служат уплотнения 27, в радиальных прорезях наружного ротора размещены уплотнения 28. Стрелка Т показывает направление движения рабочего тела из камеры сгорания данного двигателя. В каждом цилиндре выполнены окна 29 для подвода свежего воздуха, которые также служат для отвода сжатого воздуха. Наружный и внутренний ротор размещен в корпусе двигателя на подшипниках 30.The rotary piston engine of FIG. 1 and 2 comprises a housing 1, an outer rotor 2 is placed in the cavity of the housing, in which radial slots 3 are made. An inner rotor 5 is placed in the cavity 4 of the outer rotor 5. The axis 6 of the inner rotor is parallel and offset relative to the axis 7 of the outer rotor. The letter B indicates the offset between the axes. In the outer rotor, cylinders 8 are made, in which pistons 9 are placed with the possibility of movement in the radial direction. Plates 10 are placed in the cavity of the housing, which are attached to the outer rod 11. The outer rods are attached to the outer surface of each piston and placed in the radial slots of the outer rotor with the possibility of movement in the radial direction. The plates divide the cavity of the casing in the circumferential direction into the working chambers 12. Each working chamber is bounded in the circumferential direction by the plates, in the radial direction by the walls of the outer rotor and the motor casing, and in the axial direction is limited by the side walls of the casing. The volume of the latter along the expansion of the working fluid of the working chamber is made with the ability to provide a pressure value of the working fluid close to the value of atmospheric pressure. Perforated cases, which are used in the prototype, are not used in this engine. The set of working chambers in the expansion zone of the working fluid is the flow part of the engine. The inner surface of the housing in the flow part is made as close as possible to the line of movement of the end point of each of the plates. In this engine, four working chambers are made, which are located in the cavity of the body of the point K up to point C, in the direction of the arrow M. There are another number of working chambers in the engine. Internal rods 13 are mounted to the inner surface of each piston in a radial direction. On the outer side of each cylinder there is a wall on which the outer guide elements 14 are placed, with a hole made in the wall and in the outer guide elements with the possibility of the passage of the outer rod and with the ability to seal cylinder. On the inner side of the cylinder there is a wall with through holes along the edges of the cylinder in the axial direction, and a hole is made in the wall with the ability to pass the inner rod. On the wall there are internal guiding elements 15 with a hole made with the ability to pass the inner rod. The inner guide elements are installed with a gap with respect to the walls of the cylinder. The outer and inner guide elements are configured to provide lubrication. Two connecting rods 16 are connected to each piston, made with the possibility of free passage in the through windows of the wall on the inner side of the cylinder and in the gap between the inner guide elements and the cylinder walls. The connecting rods are also made with the possibility of free passage of the inner rod, and by means of articulated joints 17 are attached to the piston. At their other end, the connecting rods are attached to the inner rotor by means of articulated joints 18. Swivel joints are designed to provide lubrication. An inlet window 19 and an outlet window are made in the housing. A compressed air pipe 21 is connected to the outlet window, to which the receiver 22 is connected. A regenerator 24 is located in the exhaust pipe 23, the inlet end of which is connected to the receiver, and the outlet end is connected to the combustion chamber 25. Hollow spaces 26 are made in the outer rotor. In this case, the hollow spaces are made with no contact with the outlet window in the housing. To prevent leaks from the combustion chamber, seals 27 are used; seals 28 are located in the radial slots of the outer rotor. Arrow T shows the direction of movement of the working fluid from the combustion chamber of this engine. In each cylinder, windows 29 for supplying fresh air are made, which also serve to discharge compressed air. The outer and inner rotor is placed in the motor housing on bearings 30.

Роторно-поршневой двигатель работает следующим образом. В камере сгорания 25 осуществляется сгорание топлива, рабочее тело поступает по стрелке Т в рабочие камеры 12, размещенные в полости корпуса 1. Разность давлений в рабочих камерах вызывает вращение наружного ротора 2 по стрелке М. В результате вращения ротора происходит увеличение объема рабочих камер, и давление в рабочих камерах, снижается. Максимальное давление рабочего тела в точке К, которая размещена в первой по ходу расширения рабочей камере. В последней по ходу расширения рабочего тела рабочей камере, в точке С, давление близкое к атмосферному. Совокупность всех рабочих камер в зоне расширения рабочего тела составляет проточную часть двигателя. Внутренняя поверхность корпуса двигателя в проточной части выполнена максимально близкой к траектории движения конечной точки пластин 10, что позволяет снизить потери от утечек. Смещение В осевой линии 7 наружного ротора относительно осевой линии 6 внутреннего ротора 5 вынуждает каждую из пластин совместно с поршнем 9 совершать возвратно поступательное движение посредством шатунов 16 и шарнирных соединений 17 шатунов с поршнями, а также с помощью шарнирных соединений 18 шатунов с внутренним ротором. К каждому поршню присоединены два шатуна по обе стороны в окружном направлении, которые размещены с зазором по отношению к стенкам цилиндра 8. Шатуны выполнены с возможностью свободного прохода в сквозных окнах стенки на внутренней стороне цилиндра и в зазоре между внутренними направляющими элементами и стенками цилиндров, и с возможностью свободного прохода внутреннего штока. Усилие, вызывающее вращение наружного ротора, возникает в месте контакта наружного штока 11 с наружными направляющими элементами 14 и в месте контакта внутреннего штока 13 с внутренними направляющими элементами 15. Поскольку контакт происходит вдали от проточной части, температура в местах контакта сравнительно невысока, это позволяет обеспечить смазку и повышает надежность работы двигателя. Размещение наружного штока между пластинами и поршнями позволяет изготавливать пластину и шток из разного материала. При этом отверстие для наружного штока в наружных направляющих элементах выполнено с обеспечением герметичности цилиндров, и при вращении наружного ротора отточки К до точки С по стрелке М в цилиндрах происходит сжатие воздуха. Центробежная сила, возникающая при вращении роторов, направлена против силы, возникающей от давления воздуха на поршень, что способствует разгрузке шарнирных соединений шатуна в поршне и во внутреннем роторе. За точкой С шатуны вынуждают поршни и пластины двигаться по радиусу наружного ротора в обратном направлении, и между пластинами и корпусом возникает зазор, увеличивающийся по ходу вращения. При вращении наружного ротора происходит поступление свежего воздуха через впускное окно 19 в боковой стенке корпуса двигателя при совмещении данного окна с окном 29 в цилиндре. Сжатый воздух выходит через окно в цилиндре при совмещении с выпускным окном 20 в стенке корпуса. Через трубопровод сжатого воздуха 21, ресивер 22 и регенератор 24 сжатый воздух поступает в камеру сгорания данного двигателя. Полный цикл в данном двигателе осуществляется за один оборот, то есть за 360°, что эквивалентно удвоению числа цилиндров в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания. Процесс сгорания в камере сгорания при работе данного двигателя непрерывен, это упрощает систему зажигания и топливную систему, ресивер сглаживает пульсации сжатого воздуха. Регенератор, размещенный в выхлопном патрубке 23, использует тепло отработавших газов для нагрева сжатого воздуха перед поступлением в камеру сгорания и повышает экономичность данного двигателя. Уплотнения 27 предотвращают утечки в зоне размещения камеры сгорания. Уплотнения 28 расположены в радиальных прорезях 3 наружного ротора и предотвращают утечки из рабочих камер. Наружные и внутренние направляющие элементы способствуют радиальному перемещению поршней в цилиндрах и пластин в рабочих камерах при возвратно поступательном движении. Это упрощает конструкцию уплотнений пластин, расположенных в радиальных прорезях, в зоне проточной части. Имеется возможность применения лабиринтовых уплотнений. Также упрощается конструкция уплотнений между стенками поршней и цилиндров. (На чертежах данные уплотнения не показаны.) Полые пространства 26 в наружном роторе выполнены для уменьшения веса. Полые пространства выполнены с предотвращением контакта с выпускным окном в корпусе, для устранения обратного потока сжатого воздуха из ресивера.A rotary piston engine operates as follows. In the combustion chamber 25, fuel is burned, the working fluid flows along arrow T into the working chambers 12 located in the cavity of the housing 1. The pressure difference in the working chambers causes the outer rotor 2 to rotate along arrow M. As a result of the rotor rotation, the volume of the working chambers increases, and pressure in working chambers decreases. The maximum pressure of the working fluid at point K, which is located in the first working chamber along the expansion. In the latter, along the expansion of the working fluid of the working chamber, at point C, the pressure is close to atmospheric. The set of all working chambers in the expansion zone of the working fluid is the flow part of the engine. The inner surface of the engine housing in the flow part is made as close as possible to the trajectory of the end point of the plates 10, which allows to reduce losses from leaks. Displacement In the axial line 7 of the outer rotor relative to the axial line 6 of the inner rotor 5 forces each of the plates together with the piston 9 to reciprocate by means of the connecting rods 16 and the pivot joints 17 of the connecting rods with pistons, as well as by the pivot joints 18 of the connecting rods with the inner rotor. Two connecting rods are attached to each piston on both sides in the circumferential direction, which are placed with a gap with respect to the walls of the cylinder 8. The connecting rods are made with the possibility of free passage in the through windows of the wall on the inner side of the cylinder and in the gap between the inner guide elements and the cylinder walls, and with the possibility of free passage of the inner rod. The force causing the rotation of the outer rotor occurs at the point of contact of the outer rod 11 with the outer guide elements 14 and at the point of contact of the inner rod 13 with the inner guide elements 15. Since the contact is far from the flow part, the temperature at the contact points is relatively low, this allows lubrication and improves engine reliability. Placing the outer rod between the plates and pistons allows the plate and rod to be made of different materials. The hole for the outer rod in the outer guide elements is made to ensure the tightness of the cylinders, and when the outer rotor of the point K is rotated to point C along arrow M in the cylinders, air is compressed. The centrifugal force arising from the rotation of the rotors is directed against the force arising from the air pressure on the piston, which contributes to the unloading of the articulated joints of the connecting rod in the piston and in the inner rotor. Behind point C, the connecting rods force the pistons and plates to move along the radius of the outer rotor in the opposite direction, and a gap increases between the plates and the housing, increasing along the rotation direction. When the outer rotor rotates, fresh air enters through the inlet window 19 in the side wall of the engine housing when this window is combined with the window 29 in the cylinder. Compressed air exits through the window in the cylinder when combined with the exhaust window 20 in the wall of the housing. Through the compressed air pipe 21, the receiver 22 and the regenerator 24, the compressed air enters the combustion chamber of this engine. A full cycle in this engine is carried out in one revolution, that is, 360 °, which is equivalent to doubling the number of cylinders in a four-stroke internal combustion engine. The combustion process in the combustion chamber during the operation of this engine is continuous, this simplifies the ignition system and the fuel system, the receiver smoothes out the pulsations of compressed air. The regenerator, located in the exhaust pipe 23, uses the heat of the exhaust gases to heat the compressed air before entering the combustion chamber and increases the efficiency of this engine. Seals 27 prevent leaks in the area of the combustion chamber. Seals 28 are located in the radial slots 3 of the outer rotor and prevent leakage from the working chambers. External and internal guide elements contribute to the radial movement of the pistons in the cylinders and plates in the working chambers during reciprocating motion. This simplifies the design of the plate seals located in the radial slots in the flow area. There is the possibility of using labyrinth seals. The design of seals between the walls of the pistons and cylinders is also simplified. (The seal data are not shown in the drawings.) Hollow spaces 26 in the outer rotor are designed to reduce weight. Hollow spaces are made to prevent contact with the exhaust window in the housing, to eliminate the reverse flow of compressed air from the receiver.

В данном двигателе происходит расширение рабочего тела практически до величины атмосферного давления, это означает, что данный двигатель работает по циклу Брайтона с регенерацией, то есть по тому циклу, по которому работают газотурбинные установки (ГТУ). Причем данный двигатель имеет ряд преимуществ перед ГТУ. Например, в двигателе нет необходимости соблюдать определенное соотношение между скоростью потока в осевом направлении и окружной скоростью ротора, в данном двигателе вместо большого количества сложных по форме и дорогих рабочих и направляющих лопаток применено всего несколько пластин, причем каждая пластина заменяет ступень в ГТУ. Кроме того, при работе двигателя не может возникнуть помпаж на нерасчетных режимах, также при работе двигателя происходит естественным образом охлаждение пластин и ротора, что упрощает систему охлаждения.In this engine, the working fluid expands to almost atmospheric pressure, which means that this engine operates according to the Brighton cycle with regeneration, that is, the cycle by which gas turbine units (GTU) operate. Moreover, this engine has several advantages over gas turbines. For example, in an engine there is no need to observe a certain ratio between the axial flow velocity and the rotor peripheral speed; in this engine, instead of a large number of complicated and expensive working and guide vanes, only a few plates are used, each plate replacing a stage in a gas turbine. In addition, when the engine is running, surge cannot occur in off-design modes, and when the engine is running, the plates and rotor are naturally cooled, which simplifies the cooling system.

Claims

1. A rotary piston engine, consisting of a housing with a cavity, inlet and outlet windows, an outer rotor with radial slots and plates placed therein, forming working chambers of variable volume between the walls of the housing and the outer rotor, containing a working fluid in communication with the combustion chamber and forming in the aggregate in the expansion zone of the working fluid the engine’s flow part, also consisting of cylinders made in the outer rotor, with pistons placed in them and with connecting rods attached to them, in addition, with placed in the cavity of the outer rotor of the inner rotor, the axis of which is parallel and offset relative to the axis of the outer rotor, characterized in that on each piston, on both sides in the radial direction, there is an outer rod and an inner rod, and each outer rod is placed in a radial slot of the outer rotor , with the ability to move in the radial direction and connected by a free end to the plate, also in the outer rotor on the outside of each cylinder there is a wall on which the outer guides are placed elements with a hole made in the wall and in the outer guide elements with the possibility of passage of the outer rod and with the ability to seal the cylinder, in addition, on the inner side of the cylinder there is a wall with through windows along the edges of the cylinder in the axial direction, and a hole with the ability to the passage of the inner rod, in addition, on the wall there are internal guiding elements with a gap with respect to the cylinder walls in the axial direction, which ensures the connection of the cylinder with the cavity zhnogo rotor, and in each inner guide member has an opening with an internal stem passage capacity.

2. The rotary piston engine according to claim 1, characterized in that two connecting rods are attached to each piston, placed with a gap in relation to the cylinder walls, and the connecting rods are made with the possibility of free passage in the through windows of the wall on the inner side of the cylinder and in the gap between internal guide elements and cylinder walls, in addition, the connecting rods are made with the possibility of free passage of the inner rod.