RU2013591C1

RU2013591C1 - Rotary engine

Info

Publication number: RU2013591C1
Application number: SU894763154A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Воронов
Original assignee: Владимир Иванович Воронов
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: automotive engineering. SUBSTANCE: device has hollow cylindrical casing closed by heads at ends and accommodating rotor. Casing and rotor are movably journalled in bearings of fixed side plates. Midportion of the casing has intermediate plate to divide it into separate cylindrical sections, particularly compression and working sections. Each section has a partition piston secured to inner surface of the cylindrical section by double hinge mechanism connected to a shuttle mechanism for changing the position of the partition piston. Combustion chamber is spherical, and is located in the working section. The movable casing and rotor have a synchronization mechanism. An expansion in displacement volume occurs thanks to eccentricity of the rotor. Working mixture is admitted to the volume along passages. This mixture is compressed after a second revolution, and with valve open it is forced to the combustion chamber of the working section where fuel expands to execute useful work, particularly to rotate the rotor of the engine. EFFECT: enhanced efficiency in operation. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для привода машин и механизмов. The invention relates to mechanical engineering and can be used to drive machines and mechanisms.

Известен роторный двигатель, вращающийся цилиндрический корпус которого промежуточной плитой разделен на две секции: компрессорную и двигательную, каждая из которых состоит из гильзы и ротора и радиально расположенной перегородки-поршень, соединяющей их шарнирно, закрыты с торцов крышками выходные валы роторных секций и крышки вращающегося ротора установлены в подшипники боковых стоек защитного кожуха таким образом, что при совместном вращении корпуса и расположенного в нем ротора внутренние поверхности гильз и ротора каждой секции контактируют [1] . A rotary engine is known, the rotating cylindrical casing of which is divided by an intermediate plate into two sections: compressor and motor, each of which consists of a sleeve and a rotor and a radially arranged baffle-piston connecting them pivotally, the output shafts of the rotor sections and the rotor rotor covers are closed from the ends installed in the bearings of the side racks of the protective casing in such a way that when the housing and the rotor located in it are rotated together, the inner surfaces of the sleeves and rotor of each section contact [1].

Недостатками известного двигателя является расположение камеры сгорания топлива в наружном звене, что затрудняет подвод жидкости для его охлаждения, создает возможность попадания рабочих газов в систему охлаждения, а охладителя - в рабочую, исключена возможность подвода охлаждающей жидкости к внутренним элементам ротора по валу двигателя вследствие расположения в нем газораспределительного механизма. Недостатком является то, что в известном роторном двигателе перегородка-поршень закреплена шарнирно на внутренней поверхности гильзы, а свободным концом с посадкой скольжения входит в направляющий паз ротора, который ориентирует перегородку-поршень, а следовательно, и паз ротора к месту закрепления, но так как ось ротора смещена относительно оси вращения цилиндрического корпуса угол поворота ротора не равен углу поворота корпуса, а изменяется по синусоиде от mах до min от min до max, четыре раза за один оборот. Изменение угловой скорости вращения ротора вызовет вибрацию двигателя к высоким инерционным нагрузкам на перегородку-поршень, вследствие чего неизбежен их интенсивный износ и поломка. The disadvantages of the known engine is the location of the combustion chamber of the fuel in the outer link, which makes it difficult to supply fluid to cool it, makes it possible for the working gases to enter the cooling system, and the cooler to the working one, excluding the possibility of supplying coolant to the internal elements of the rotor along the motor shaft due to timing mechanism. The disadvantage is that in the known rotary engine, the baffle-piston is pivotally mounted on the inner surface of the sleeve, and the free end with the slip fit enters the guide groove of the rotor, which orientes the baffle-piston, and therefore the groove of the rotor to the fixing point, but since the rotor axis is offset relative to the axis of rotation of the cylindrical body, the angle of rotation of the rotor is not equal to the angle of rotation of the body, but varies in sinusoid form from max to min from min to max, four times in one revolution. Changing the angular speed of rotation of the rotor will cause the engine to vibrate to high inertial loads on the baffle-piston, as a result of which intensive wear and breakage is inevitable.

Целью изобретения является повышение надежности. The aim of the invention is to increase reliability.

Это достигается тем, что в известном роторном двигателе внутреннего сгорания перегородка-поршень закреплена на внутренней поверхности гильзы с помощью шарнирного звена, которое компенсирует изменение точки закрепления перегородки-поршня на внутренней поверхности гильзы, но такое плавающее закрепление делает возможным не только вращения с одинаковой угловой скоростью корпуса и ротора, но и их относительные подвижки, что бы этого не происходило предусмотрен механизм синхронизации вращения ротора и корпуса с помощью зубчатого зацепления, камера сгорания выполнена в роторе, имеет форму шаровой сферы и связана с компрессорной и двигательной частью тангенциальными каналами и органами газообмена. This is achieved by the fact that in the known rotary internal combustion engine, the baffle-piston is fixed on the inner surface of the liner using a hinge link that compensates for the change in the fixing point of the baffle-piston on the inner surface of the liner, but this floating fixation makes it possible not only to rotate at the same angular velocity the case and the rotor, but also their relative movements, so that this would not happen, a mechanism for synchronizing the rotation of the rotor and the case with a gear mesh is provided Ia, a combustion chamber formed in the rotor, has the shape of a spherical sphere and is connected with the compressor and motor part tangential gas exchange channels and organs.

Предложенное устройство предусматривает комбинированную систему охлаждения, у которого отвод тепла от ребристой наружной поверхности происходит за счет контакта вращающегося корпуса с воздушным потоком, отвод тепла от наиболее нагруженных в температурном отношении внутренних элементов ротора и расположенной в нем шаровой камеры сгорания топлива обеспечивается прокачкой охлаждающей жидкости по внутренним полостям ротора рабочей и компрессорной секции. Под действием центробежных сил создается плотный слой охладителя вокруг камеры сгорания топлива, вытесняющей нагретую жидкость к центру вращения ротора, чем обеспечивается интенсивный отвод от рабочих стенок камеры сгорания. Нагретая охлаждающая жидкость по валу рабочей и компрессорной секции поступает во внутреннюю полость и, отдав часть тепла стенкам ротора компрессорной секции, по выходному валу поступает в емкость сбора и радиатор охлаждения, откуда охлажденная жидкость снова поступает в ротор рабочей секции. The proposed device provides a combined cooling system, in which heat is removed from the ribbed outer surface due to the contact of the rotating body with the air flow, heat is removed from the most thermally loaded internal elements of the rotor and the spherical combustion chamber located in it by pumping coolant through the internal rotor cavities of the working and compressor sections. Under the action of centrifugal forces, a dense layer of cooler is created around the fuel combustion chamber, displacing the heated liquid to the center of rotation of the rotor, which ensures intensive removal from the working walls of the combustion chamber. Heated coolant enters the internal cavity through the shaft of the working and compressor sections and, having given part of the heat to the walls of the compressor section rotor, enters the collection tank and cooling radiator through the output shaft, from where the cooled liquid again enters the working section rotor.

Предложенное решение охлаждения роторного двигателя исключает потери охлаждающей жидкости, так как прокачка охладителя происходит по внутренним полостям ротора рабочей и компрессорной секции с единственным неподвижным соединением вала ротора рабочей секции с валом ротора компрессорной секции. В этом случае также исключена возможность попадания охладителя в рабочую камеру. The proposed solution for cooling a rotary engine eliminates the loss of coolant, since the cooler is pumped through the internal cavities of the rotor of the working and compressor sections with the only fixed connection of the rotor shaft of the working section with the rotor shaft of the compressor section. In this case, the possibility of getting the cooler into the working chamber is also excluded.

На фиг. 1 изображен роторный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 и 3 - сечения А-А и Б-Б фиг. 1. In FIG. 1 shows a rotary engine, a longitudinal section; in FIG. 2 and 3 are sections A-A and B-B of FIG. 1.

Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит вращающийся корпус, установленный в подшипники боковых стоек 1 и 2 неподвижного защитного кожуха, состоящий из двух секций: компрессорный и двигательной. The rotary internal combustion engine contains a rotating housing mounted in the bearings of the side posts 1 and 2 of the stationary protective casing, consisting of two sections: compressor and motor.

Компрессорная секция содержит гильзу 3, шарнирное звено 4, перегородку-поршень 5, ротор 6 и соединительный палец 7, двигательная секция - свечу 8, сообщенную с полостью камеры 9 сгорания, ротор 10, гильзу 11, окно 12, перегородку-поршень 13, шарнирное звено 14, соединительный палец 15. The compressor section contains a sleeve 3, an articulated link 4, a baffle-piston 5, a rotor 6 and a connecting pin 7, an engine section - a candle 8 connected to the cavity of the combustion chamber 9, a rotor 10, a sleeve 11, a window 12, a baffle-piston 13, a hinge link 14, connecting pin 15.

Компрессорная секция с торцов закрыта крышкой 16, а рабочая - крышкой 17. Перепускной клапан 18, полость которого сообщена каналом 19 с полостью камеры 9 сгорания, размещен в промежуточной плите 20 между компрессорной и двигательной секциями кольцевого коллектора 21 сбора отработанных газов. Механизм синхронизации движения цилиндрического корпуса и ротора состоит из ведущей шестерни 22, ведомой шестерни 23 и вала с шестерней 24, входящей в зацепление с зубчатым венцом 25 крышки 16 компрессорной секции. The compressor section from the ends is closed by a cover 16, and the working one is covered by a cover 17. The bypass valve 18, the cavity of which is communicated by the channel 19 with the cavity of the combustion chamber 9, is placed in the intermediate plate 20 between the compressor and engine sections of the annular exhaust gas collector 21. The mechanism for synchronizing the movement of the cylindrical housing and the rotor consists of a drive gear 22, a driven gear 23 and a shaft with gear 24, which engages with the ring gear 25 of the cover 16 of the compressor section.

Свеча 8 контактирует с контактным кольцом 26, напряжение на которое поступает от щетки 27, закрепленной на боковой стойке 2 защитного кожуха. The candle 8 is in contact with the contact ring 26, the voltage to which comes from the brush 27, mounted on the side stand 2 of the protective casing.

Между цилиндрическими поверхностями гильзы 11 и ротора образована расширительная полость 28. Камера сгорания 9 сообщена каналом 29 с полостью свечи 8 и окном 30 - с расширительной полостью 28. Перепускной клапан 18 снабжен коромысло 31, взаимодействующим с упором 32. An expansion cavity 28 is formed between the cylindrical surfaces of the sleeve 11 and the rotor. The combustion chamber 9 is in communication with the channel 29 with the cavity of the candle 8 and the window 30 with the expansion cavity 28. The bypass valve 18 is provided with a rocker 31 interacting with the stop 32.

Предлагаемый роторный двигатель работает следующим образом. При вращении ротора за перегородкой-поршнем 5 происходит увеличение рабочего объема камеры компрессорной секции. В образовавшееся разряжение через окно стойки 1 защитного кожуха рабочая смесь поступает в кольцевую полость головки, расположенную по периметру зубчатого венца 25, и далее через всасывающее окно - в компрессорную секцию, заполнение камеры происходит до тех пор, пока перегородка-поршень 5 не пройдет линию касания цилиндрических поверхностей, а всасывающее окно перекроется торцовой плоскостью ротора 6. При этом заполненная топливом камера окажется в замкнутом объеме и при дальнейшем вращении ротора происходит сжатие топливно-воздушной смеси впереди перегородки-поршня 5. За нею в это же время происходит заполнение секции другой порцией топлива. The proposed rotary engine operates as follows. When the rotor rotates behind the baffle-piston 5, the working volume of the chamber of the compressor section increases. In the resulting vacuum through the window of the rack 1 of the protective casing, the working mixture enters the annular cavity of the head located along the perimeter of the gear ring 25, and then through the suction window to the compressor section, the chamber is filled until the baffle-piston 5 passes the contact line cylindrical surfaces, and the suction window is closed by the end plane of the rotor 6. In this case, the chamber filled with fuel will be in a closed volume and with further rotation of the rotor, the fuel-air cm is compressed B-piston front partition 5. During her at the same time, is filled with another portion of the fuel section.

Сжатие топливно-воздушной смеси будет происходить до тех пор, пока не откроется перепускной клапан 18. В этот момент один конец коромысла 31 набежит на упор 32, откроется клапан 18 и пропустит через канал 19 топливно-воздушную смесь в камеру сгорания 9. Воспламенение смеси произойдет от свечи 8, сообщенной каналом 29 с камерой сгорания 9. Напряжение на свечу 8 поступает с контактного кольца 26, куда подается напряжение через щетки 27. Рабочие газы через окно 30 ротора 10 поступают в расширительную полость 28. The compression of the air-fuel mixture will occur until the bypass valve 18 opens. At this point, one end of the rocker arm 31 runs against the stop 32, the valve 18 opens and passes the air-fuel mixture through the channel 19 into the combustion chamber 9. The mixture ignites from the candle 8, communicated by the channel 29 with the combustion chamber 9. The voltage on the candle 8 comes from the contact ring 26, where voltage is supplied through the brushes 27. The working gases through the window 30 of the rotor 10 enter the expansion cavity 28.

Расширяющийся объем газов сгоревшей смеси воздействует на перегородку-поршень 13, создает вращательный момент в результате эксцентрического расположения ротора в полости двигательной секции. Совместное вращение ротора и цилиндрического корпуса, снабженных механизмом синхронизации, дает возможность снимать вращающий момент как зубчатого венца, напрессованного на цилиндрический корпус, так и с выходного вала ротора. Наиболее целесообразно использовать блок двигателей, расположенных по периметру центрального зубчатого колеса. The expanding volume of gases of the burnt mixture acts on the baffle-piston 13, creates a torque due to the eccentric location of the rotor in the cavity of the motor section. The joint rotation of the rotor and the cylindrical body, equipped with a synchronization mechanism, makes it possible to remove the torque of the gear ring, pressed onto the cylindrical body, and from the output shaft of the rotor. It is most advisable to use a block of engines located around the perimeter of the central gear.

Claims

A rotary internal combustion engine, comprising a housing with a cylindrical internal cavity, a sleeve and side covers, in which a rotor with a groove is mounted on the bearings of the eccentric cavity, mounted for synchronous rotation with the sleeve and constant contact with it, a transverse plate with gas exchange organs located therein, dividing the working cavity into the compressor and motor parts, a radial baffle-piston kinematically connected with the rotor and installed in the groove of the rotor, and a combustion chamber, distinguishing ysya in that the radial-piston partition wall connected to the sleeve is provided with two hinges and a synchronizing mechanism, a combustion chamber formed in the rotor, it has a spherical shape and is connected with the compressor and motor parts of the tangential channels and gas exchange bodies.