RU2017979C1

RU2017979C1 - Rotor internal combustion engine

Info

Publication number: RU2017979C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Костюков
Original assignee: Владимир Николаевич Костюков
Priority date: 1991-10-14
Filing date: 1991-10-14
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: rotor engine has case 1 partially filled with fluid, jacket 2 received within case 1, rotor 2, which is provided with working chambers open from one end and positioned along generatrix of axle 12 of rotation, mounted in jacket 2 for rotation, and hydraulic motor 5. A base of case 1 is provided with discharging passage 6 whose inlet is in communication with inner space of case 1 and outlet with inlet of hydraulic motor 5 and with inner space of case 1 through check valve 20. Outlet of hydraulic motor 5 is also coupled with inner space of case 1. Jacket 2 is provided with side port 9, which interconnects inner spaces of case 1 and jacket 2, and bottom port 10, which is coincident with inlet of discharging passage 6. Radial cylinder 16 and opening 19, which is parallel to axle 12 of rotor 3, are provided in body of rotor 3 at bottom part of each working chambers 4. Spring-loaded piston 17 provided with roller 18 is received within cylinder 16. Axle 12 of the rotor is provided with force ring 13 whose outer surface is provided with groove 14 and hollow 15. When rotor 3 rotates roller 18 rolls over groove 14 and engages with hollow periodically. At the beginning openings 19 is coincident with inlet opening of a system for supplying of fluid and then with a spark plug of an ignition system. Sucking of the fluid is performed when roller 18 is set in hollow 15 and opening 19 is coincident with inlet opening of the system for supplying of fluid. Ignition of fluid occurs at the moment when roller 18 is set out from hollow 15 and opening 19 is coincident with the spark plug. In so doing open face of the working chamber 4 is coincident with bottom part 10 of jacket 2. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания с жидкостным кольцом, и может быть использовано в качестве привода механизмов различного назначения. The invention relates to internal combustion engines, in particular to rotary internal combustion engines with a liquid ring, and can be used as a drive for mechanisms for various purposes.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания. Closest to the invention in technical essence is a rotary internal combustion engine containing a sealed housing provided with end walls, a rotor placed therein with a possibility of rotation, in the body of which working chambers open from one end are made, the axes of which are located tangentially to the axis of rotation, the system supply of the working fluid and the ignition system.

Однако известный двигатель обладает недостаточной мощностью, экономичностью и надежностью, что обусловлено наличием в составе двигателя поршневой группы и неполным отбором мощности от продуктов сгорания рабочего тела. However, the known engine has insufficient power, efficiency and reliability, which is due to the presence of a piston group in the engine and incomplete selection of power from the combustion products of the working fluid.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении мощности, экономичности и надежности двигателя и снижении уровня токсичности выхлопных газов. The technical result achieved by using the invention is to increase the power, efficiency and reliability of the engine and reduce the level of toxicity of exhaust gases.

Указанный технический результат достигается тем, что в роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания, ротор двигателя установлен в закрепленном внутри корпуса цилиндрическом кожухе с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами, взаимодействующими со стенками кожуха, причем кожух снабжен двумя окнами, одно из которых выполнено в боковой части кожуха и сообщает его внутреннюю полость с внутренней полостью корпуса, а другое выполнено в нижней части кожуха на расстоянии от первого так, что часть внутренней поверхности кожуха, расположенная между окнами, полностью перекрывает открытый торец рабочей камеры при их совмещении в процессе вращения ротора, корпус двигателя частично заполнен жидкостью, а часть внутренней полости корпуса, не заполненная жидкостью, сообщена с внешней средой посредством редукционного клапана, установленного в верхней части корпуса на качающейся шаровой опоре, в нижней части внутренней полости корпуса размещен гидродвигатель, кинематически связанный с ротором и снабженный входом и выходом для рабочей жидкости, а в основании корпуса выполнен отводной канал, входное отверстие которого совмещено с окном, выполненным в нижней части кожуха, а выходное отверстие связано с входом гидродвигателя, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса двигателя, причем ротор двигателя установлен на неподвижной оси, снабженной силовым кольцом, на внешней поверхности которого выполнены пpофилированные канавка и выемка, в теле ротора у донной части каждой рабочей камеры выполнены сообщающиеся с ней цилиндр с размещенным в нем подпружиненным поршнем с роликом и отверстие, причем цилиндр выполнен радиально со стороны оси ротора, а отверстие выполнено со стороны торца ротора параллельно его оси, на торцевой стенке корпуса со стороны отверстия в теле ротора выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания, причем профилированная выемка на силовом кольце, нижнее окно в кожухе, входное отверстие системы подачи рабочего тела и свеча системы зажигания расположены так, что при вращении ротора отверстие в теле ротора совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик входит в выемку на силовом кольце в момент перекрытия торца соответствующей рабочей камеры частью внутренней стенки кожуха, расположенной между окнами, отверстие в теле ротора совмещается со свечой системы зажигания, а ролик выходит из выемки на силовом кольце в момент совмещения торца соответствующей рабочей камеры с нижним окном кожуха, причем выходное отверстие отводного канала сообщено с внутренней полостью корпуса двигателя посредством обратного клапана. The specified technical result is achieved by the fact that in the rotary internal combustion engine containing a sealed housing provided with end walls, the rotor is rotatably arranged therein, in the body of which working chambers open from one end are made, the axes of which are located tangentially to the axis of rotation, the system the supply of the working fluid and the ignition system, the engine rotor is mounted in a cylindrical casing fixed inside the housing with a gap relative to its walls and is equipped with a sealant located in this gap plates interacting with the walls of the casing, and the casing is provided with two windows, one of which is made in the side of the casing and communicates its internal cavity with the internal cavity of the casing, and the other is made in the lower part of the casing at a distance from the first so that part of the inner surface of the casing located between the windows completely overlaps the open end of the working chamber when they are combined during the rotation of the rotor, the motor housing is partially filled with liquid, and part of the internal cavity of the housing that is not filled fluid, communicated with the external environment by means of a pressure reducing valve installed in the upper part of the housing on a swinging ball bearing, in the lower part of the internal cavity of the housing there is a hydraulic motor kinematically connected to the rotor and provided with an input and output for the working fluid, and a drain channel is made in the base of the housing, the inlet of which is combined with the window made in the lower part of the casing, and the outlet is connected to the inlet of the hydraulic motor, the output of which is communicated with the internal cavity of the engine casing, why the rotor of the engine is mounted on a fixed axis, equipped with a power ring, on the outer surface of which a profiled groove and recess are made, in the body of the rotor at the bottom of each working chamber there is a cylinder communicating with it with a spring-loaded piston with a roller and an opening placed in it, the cylinder being made radially from the side of the rotor axis, and the hole is made from the side of the end of the rotor parallel to its axis, on the end wall of the housing from the side of the hole in the rotor body, the inlet of the feed system and the spark plug of the ignition system, the profiled recess on the power ring, the bottom window in the casing, the inlet of the working fluid supply system and the spark plug of the ignition system are positioned so that when the rotor rotates, the hole in the rotor body is aligned with the inlet of the working fluid supply system, and the roller enters the recess on the power ring at the moment of closing the end of the corresponding working chamber with a part of the inner wall of the casing located between the windows, the hole in the rotor body is combined with the candle of the zipper system anija and the clip out of the recess to force the ring at the time of combining respective end of the working chamber with the lower window casing, wherein the outlet opening of the branch duct is communicated with the interior of the motor housing through the check valve.

На чертеже представлена схема конструктивного выполнения роторного двигателя внутреннего сгорания, поперечный разрез. The drawing shows a diagram of a structural embodiment of a rotary internal combustion engine, a cross section.

Роторный двигатель содержит корпус 1, укрепленный в нем цилиндрический кожух 2, размещенный в кожухе 2 ротор 3 с рабочими камерами 4, выполненными в его теле, и гидродвигатель 5. В основании корпуса 1 выполнен отводной канал 6, входное отверстие которого сообщено с внутренней полостью корпуса 1, а выходное - с входом гидродвигателя 5, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса 1 двигателя. В верхней части корпуса 1 на шаровой опоре 7 установлен редукционный клапан 8. Кожух 2 снабжен двумя окнами 9 и 10. Окно 9 выполнено в боковой части кожуха 2 и сообщает его внутреннюю полость с внутренней полостью корпуса 1, а окно 10 выполнено в нижней части кожуха 2 и совмещено со входным отверстием отводного канала 6. Ротор 3 установлен в кожухе 2 с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами 11. Ротор 3 установлен на неподвижной оси 12, снабженной силовым кольцом 13, на внешней поверхности которого выполнены канавки 14 и профилированная выемка 15. В теле ротора 3 у донной части каждой рабочей камеры 4 выполнены сообщающиеся с ней цилиндр 16 с размещенными в нем подпружиненным поршнем 17, снабженным роликом 18, и отверстие 19. Рабочие камеры 4 выполнены в теле ротора 3 так, что их оси расположены по касательной к оси вращения ротора 3. Гидродвигатель 5 размещен во внутренней полости корпуса 1 в ее нижней части. При этом вал гидродвигателя 5 кинематически связан с валом ротора 3, а гидравлический вход гидродвигателя 5 - с внутренней полостью корпуса 1 двигателя посредством обратного клапана 20. Цилиндр 16 выполнен радиально со стороны оси ротора 3. Отверстие 19 выполнено со стороны торца ротора 3 параллельно его оси. В торцевой стенке корпуса 1 со стороны отверстия 19 в теле ротора 3 выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания (не показаны). The rotary engine comprises a housing 1, a cylindrical casing 2 fixed therein, a rotor 3 located in the casing 2 with working chambers 4 made in its body, and a hydraulic motor 5. At the base of the housing 1, a channel 6 is made, the inlet of which is communicated with the internal cavity of the housing 1, and the output - with the input of the hydraulic motor 5, the output of which is in communication with the internal cavity of the housing 1 of the engine. In the upper part of the housing 1, a pressure reducing valve is installed on the ball bearing 7. The casing 2 is provided with two windows 9 and 10. The window 9 is made in the side of the casing 2 and communicates its internal cavity with the internal cavity of the housing 1, and the window 10 is made in the lower part of the casing 2 and combined with the inlet of the outlet channel 6. The rotor 3 is installed in the casing 2 with a gap relative to its walls and is equipped with sealing plates 11 located in this gap. The rotor 3 is mounted on a fixed axis 12 provided with a power ring 13, on the outer surface of which Grooves 14 and a profiled recess 15 are made. In the body of the rotor 3 at the bottom of each working chamber 4, a cylinder 16 is made communicating with it with a spring-loaded piston 17 provided with a roller 18 and a hole 19. The working chambers 4 are made in the body of the rotor 3 so so that their axes are tangent to the axis of rotation of the rotor 3. The hydraulic motor 5 is located in the inner cavity of the housing 1 in its lower part. The shaft of the hydraulic motor 5 is kinematically connected with the shaft of the rotor 3, and the hydraulic input of the hydraulic motor 5 is connected to the internal cavity of the motor housing 1 by means of a check valve 20. The cylinder 16 is made radially from the side of the axis of the rotor 3. The hole 19 is made from the side of the end of the rotor 3 parallel to its axis . In the end wall of the housing 1 from the side of the hole 19 in the body of the rotor 3 is made the inlet of the supply system of the working fluid and a spark plug (not shown) is installed.

Роторный двигатель работает следующим образом. Rotary engine operates as follows.

При вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4, пройдя окно 9, перекрывается частью стенки кожуха 2, расположенной между окнами 9 и 10. В этот же момент отверстие 19 совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик 18, перекатываясь по канавке 14, попадает в выемку 15. Поршень 17 под действием пружины перемещается в направлении оси 12 ротора 3, создавая разрежение в цилиндре 16, в который при этом засасывается жидкость из рабочей камеры 4, в результате чего в рабочей камере 4 создается разрежение и происходит всасывание рабочего тела из системы подачи рабочего тела через отверстие 19. When the rotor 3 is rotated, the open end of the working chamber 4, having passed through the window 9, is blocked by a part of the wall of the casing 2 located between the windows 9 and 10. At the same moment, the hole 19 is aligned with the inlet of the working fluid supply system, and the roller 18 is rolled over the groove 14 , falls into the recess 15. The piston 17 under the action of the spring moves in the direction of the axis 12 of the rotor 3, creating a vacuum in the cylinder 16, in which case the liquid is sucked from the working chamber 4, as a result of which a vacuum is created in the working chamber 4 and the working th body from the supply system of the working fluid through the hole 19.

При дальнейшем вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4 совмещается с окном 10 кожуха 2, а следовательно, и с входным отверстием отводного канала 6. В этот момент отверстие 19 совмещается со свечой системы зажигания, а ролик 18 выходит из выемки 15 и, сжимая пружину, перемещает поршень 17 в исходное положение. При этом жидкость выталкивается из цилиндра 16 в рабочую камеру 4, рабочее тело в камере 4 сжимается. В этот же момент времени срабатывает свеча системы зажигания и пpоисходит воспламенение рабочего тела. Давление расширяющихся продуктов сгорания, воздействуя на дно рабочей камеры 4, создает крутящий момент на валу ротора 3 и одновременно выталкивает жидкость из рабочей камеры 4 в отводной канал 6. Жидкость, выталкиваемая из рабочей камеры 4, воздействует на рабочий орган гидродвигателя 5 и создает на его валу крутящий момент, который через кинематическую связь передается на вал ротора 3. При этом жидкость, пройдя через гидродвигатель 5, попадает во внутреннюю полость корпуса 1, а в отводном канале 6 создается разрежение. Под действием этого разрежения обратный клапан 20 открывается и жидкость из внутренней полости корпуса 1 вновь заполняет отводной канал 6. При дальнейшем вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4 совмещается с боковым окном 9 кожуха 2. При этом пpодукты сгорания рабочего тела выходят из полости рабочей камеры 4, а камера 4 вновь заполняется жидкостью, после чего рабочий цикл двигателя повторяется. With further rotation of the rotor 3, the open end of the working chamber 4 is aligned with the window 10 of the casing 2, and therefore with the inlet of the outlet channel 6. At this point, the hole 19 is aligned with the spark plug, and the roller 18 exits the recess 15 and compresses the spring moves the piston 17 to its original position. When this liquid is pushed out of the cylinder 16 into the working chamber 4, the working fluid in the chamber 4 is compressed. At the same time, the spark plug ignites and ignition of the working fluid occurs. The pressure of expanding combustion products, acting on the bottom of the working chamber 4, creates a torque on the shaft of the rotor 3 and at the same time pushes the liquid from the working chamber 4 into the exhaust channel 6. The liquid pushed out of the working chamber 4 acts on the working body of the hydraulic motor 5 and creates on it shaft torque, which is transmitted through a kinematic connection to the rotor shaft 3. In this case, the liquid, passing through the hydraulic motor 5, enters the internal cavity of the housing 1, and a vacuum is created in the outlet channel 6. Under the influence of this vacuum, the check valve 20 opens and the liquid from the inner cavity of the housing 1 again fills the outlet channel 6. With a further rotation of the rotor 3, the open end of the working chamber 4 is combined with the side window 9 of the casing 2. In this case, the combustion products of the working fluid exit the cavity of the working chamber 4, and the chamber 4 is again filled with liquid, after which the duty cycle of the engine is repeated.

Избыточное давление газов во внутренней полости корпуса 1 двигателя стравливается в окружающую среду через редукционный клапан 8. Excessive gas pressure in the internal cavity of the engine housing 1 is vented to the environment through a pressure reducing valve 8.

Claims

INTERNAL COMBUSTION ROTARY ENGINE, comprising a sealed housing provided with end walls, a rotor arranged thereto to rotate, in the body of which working chambers open from one end are made, the axes of which are tangent to the axis of rotation, the supply system of the working fluid and the ignition system, characterized the fact that the engine rotor is mounted in a cylindrical casing fixed inside the housing with a gap relative to its walls and is equipped with sealing plates placed in this gap, interacting them with the walls of the casing, and the casing is provided with two windows, one of which is made in the side of the casing and communicates its inner cavity with the internal cavity of the casing, and the other is made in the lower part of the casing at a distance from the first so that the part of the inner surface of the casing located between completely covers the open end of the working chamber when they are combined during rotation of the rotor, the engine housing is partially filled with liquid, and the part of the internal cavity of the housing that is not filled with liquid is communicated from the external environment by means of a pressure reducing valve installed in the upper part of the housing on a swinging ball bearing, in the lower part of the internal cavity of the housing there is a hydraulic motor kinematically connected to the rotor and provided with an inlet and outlet for the working fluid, and at the base of the housing there is a discharge channel, the inlet of which is aligned with a window made in the lower part of the casing, and the outlet is connected to the inlet of the hydraulic motor, the output of which is in communication with the internal cavity of the engine housing, and the rotor of the engine is mounted on and a fixed axis provided with a power ring, on the outer surface of which profiled groove and recess are made, in the body of the rotor at the bottom of each working chamber there are made a cylinder communicating with it with a spring-loaded piston with a roller and a hole placed in it, the cylinder being made radially from the axis of the rotor, and the hole is made from the side of the end of the rotor parallel to its axis, on the end wall of the housing from the side of the hole in the rotor body, the inlet of the working fluid supply system is made and a candle with ignition systems, and a profiled recess on the power ring, a lower window in the casing, the inlet of the working fluid supply system and the spark plug of the ignition system are located so that when the rotor rotates, the hole in the rotor body is aligned with the inlet of the working fluid supply system and the roller enters the recess on the power ring at the moment of closing the end of the corresponding working chamber with a part of the inner wall of the casing located between the windows, the hole in the rotor body is aligned with the spark plug, and the roller exits the recess force annulus at the time of combining respective end of the working chamber with the lower window casing, wherein the vent channel opening communicated with the interior of the motor housing through the check valve.