RU2074967C1 - Rotary engine - Google Patents

Rotary engine Download PDF

Info

Publication number
RU2074967C1
RU2074967C1 RU9494005793A RU94005793A RU2074967C1 RU 2074967 C1 RU2074967 C1 RU 2074967C1 RU 9494005793 A RU9494005793 A RU 9494005793A RU 94005793 A RU94005793 A RU 94005793A RU 2074967 C1 RU2074967 C1 RU 2074967C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
rotor
cylinder
engine
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU9494005793A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94005793A (en
Inventor
Виктор Васильевич Кузнецов
Илья Викторович Кузнецов
Original Assignee
Виктор Васильевич Кузнецов
Илья Викторович Кузнецов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Васильевич Кузнецов, Илья Викторович Кузнецов filed Critical Виктор Васильевич Кузнецов
Priority to RU9494005793A priority Critical patent/RU2074967C1/en
Publication of RU94005793A publication Critical patent/RU94005793A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2074967C1 publication Critical patent/RU2074967C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: engine has cylinder with crank mechanism mechanically coupled with power takeoff shaft. Intake and bypass valves are installed in cylinder head. Through bypass valve cylinder communicates with spherical combustion chamber arranged on stator rim and is connected with stator space through guide nozzle at other side. Engine cylinder, combustion chamber and engine stator are rigidly interconnected. Stator space is made in form of cylinder with two covers. Rotor is installed in stator space on bearings secured in stator covers. Rotor simultaneously plays the part of engine flywheel. Rotor tightly fits to inner surface of stator over perimeter and is provided with several spaces over perimeter into which combustion products are directed through guide nozzle, thus setting rotor into rotary motion. Hole for power takeoff shaft is made in one of covers. EFFECT: improved reliability of operation. 4 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области промышленного машиностроения, в частности, к двигателям внутреннего сгорания. The present invention relates to the field of industrial engineering, in particular, to internal combustion engines.

Известен 4-тактный двигатель внутреннего сгорания 1, который содержит цилиндр, поршень с уплотнительными кольцами, запальную свечу, шатунно-кривошипный механизм и маховик. Полный цикл совершается за два оборота маховика, за первый оборот выполняются два такта (всасывание и сжатие рабочей смеси) и за второй оборот два следующих такта (рабочий ход и выхлоп отработанных газов). Known 4-stroke internal combustion engine 1, which contains a cylinder, a piston with o-rings, a spark plug, crank mechanism and a flywheel. A full cycle is performed in two revolutions of the flywheel, for the first revolution two cycles are performed (suction and compression of the working mixture) and for the second revolution two next cycles (working stroke and exhaust gas exhaust).

Известен 2-тактный двигатель внутреннего сгорания 2, который имеет устройство такое же, как и 1, но полный цикл совершается за один оборот маховика, что достигается за счет того, что рабочая смесь всасывается в картер двигателя, где подвергается предварительному сжатию, а затем перепускается в цилиндр двигателя. Known 2-stroke internal combustion engine 2, which has the same device as 1, but the complete cycle is completed in one revolution of the flywheel, which is achieved due to the fact that the working mixture is sucked into the crankcase, where it is subjected to preliminary compression, and then bypassed into the engine cylinder.

Также известен двигатель внутреннего сгорания (дизель) 3, который имеет устройство такое же, как и два первых, но отличие заключается в том, что всасывается и сжимается воздух, а горючее под давлением подается в цилиндр в конце сжатия, после чего и происходит самовоспламенение смеси. An internal combustion engine (diesel) 3 is also known, which has the same device as the first two, but the difference is that air is sucked in and compressed, and fuel under pressure is supplied to the cylinder at the end of compression, after which the mixture self-ignites .

Известен двигатель Ванкеля 4, который принципиально отличается от всех предыдущих, так как не имеет поршня, цилиндра и шатунно-кривошипного механизма. Двигатель имеет поршень-ротор с тремя выступами, поршень-ротор под воздействием специального эксцентрика совершает эпициклическое движение. Во время работы двигателя в объемах, ограниченных внутренней поверхностью статора и каждой стороной поршня-ротора, происходят процессы по четырехтактному циклу. Энергия горения рабочей смеси передается непосредственно на обод маховика двигателя. The well-known Wankel engine 4, which is fundamentally different from all the previous ones, since it does not have a piston, a cylinder and a crank mechanism. The engine has a piston-rotor with three protrusions, the piston-rotor under the influence of a special eccentric makes an epicyclic motion. During engine operation, in volumes limited by the inner surface of the stator and each side of the piston-rotor, four-cycle processes occur. The combustion energy of the working mixture is transferred directly to the rim of the engine flywheel.

Известен "Ротационный двигатель" 5, заявка ФРГ N 2910304, кл. F 02 B 53/08, публикация 25.09.80 г. который содержит цилиндр, поршень с шатунно-кривошипным механизмом и ротор с тремя полостями. Поршень двигателя через перепускное отверстие в статоре проталкивает сжатую рабочую смесь непосредственно в полость ротора. За счет поворота ротора перепускное отверстие закрывается, и рабочая смесь оказывается в замкнутом объеме, где она воспламеняется от запальной свечи и происходит ее горение. При дальнейшем повороте ротора, полость соединяется с выпускным отверстием и происходит выхлоп. Наиболее близким по техническому решению и принципу действия к предлагаемому изобретению (прототипом) является устройство 5. Known "Rotary engine" 5, the application of Germany N 2910304, class. F 02 B 53/08, publication September 25.80, which contains a cylinder, a piston with a crank mechanism and a rotor with three cavities. The engine piston through the bypass hole in the stator pushes the compressed working mixture directly into the rotor cavity. Due to the rotation of the rotor, the bypass hole is closed, and the working mixture is in a closed volume, where it is ignited by the spark plug and it burns. With further rotation of the rotor, the cavity is connected to the outlet and exhaust occurs. The closest in technical solution and operating principle to the proposed invention (prototype) is a device 5.

Недостатки прототипа:
1. Горение рабочей смеси происходит в замкнутом объеме, при этом создается очень высокое избыточное давление, но вращательного момента в этот период не возникает.The disadvantages of the prototype:
1. The combustion of the working mixture takes place in a closed volume, and a very high overpressure is created, but no rotational moment arises during this period.

2. Вращательный момент возникает только во время выхлопа, причем, для создания максимально возможного повышения коэффициента полезного действия выхлопное отверстие должно иметь достаточно большой диаметр. 2. Torque occurs only during exhaust, and, to create the maximum possible increase in efficiency, the exhaust hole must have a sufficiently large diameter.

С целью устранения указанных недостатков и повышения КПД двигателя предлагаемое изобретение выполнено так, что первая половина рабочего цикла (всасывается и сжатие рабочей смеси) происходит аналогично прототипу 5, а вторая половина рабочего цикла имеет принципиальное отличие, а именно: горение рабочей смеси происходит в специальной камере сгорания, расположенной на ободе статора, а продукты горения (газы) через направляющее сопло по траектории близкой к касательной устремляются в полость ротора. In order to eliminate these drawbacks and increase engine efficiency, the invention is made so that the first half of the working cycle (the compression of the working mixture is absorbed) occurs similarly to prototype 5, and the second half of the working cycle has a fundamental difference, namely, the combustion of the working mixture takes place in a special chamber combustion, located on the rim of the stator, and the combustion products (gases) through the guide nozzle along a path close to the tangent rush into the rotor cavity.

Предлагаемое изобретение графически изображено на фиг.1 и фиг.2. The present invention is graphically depicted in figure 1 and figure 2.

Здесь изображен двухцилиндровый двигатель, хотя в принципе число цилиндров может быть изменено в любую сторону в зависимости от мощности двигателя и условий его эксплуатации. It depicts a two-cylinder engine, although in principle the number of cylinders can be changed in any direction depending on the engine power and operating conditions.

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2 с шатунно-кривошипным механизмом 3. В головке цилиндра расположены впускной 4 и перепускной 5 клапана. Камера сгорания 6 расположена на ободе статора 14 имея сферическую форму с одной стороны через канал перепускного клапана 5 соединена с цилиндром двигателя 1, а с другой стороны через направляющее сопло 9 соединена с полостью статора. Направляющее сопло выполнено заподлицо с внутренней поверхностью статора 14. Причем цилиндр двигателя, камера сгорания и статор жестко соединены между собой. Полость статора имеет вид цилиндра с двумя крышками фиг. 2.1. В полости статора установлен ротор на подшипниках, закрепленных в крышках статора. Ротор одновременно выполняет и роль маховика. Ротор по периметру плотно прилегает к внутренней поверхности статора и по периметру имеет несколько полостей 10, в которые поочередно через направляющее сопло устремляются продукты горения рабочей смеси и приводят ротор во вращательное движение. В одной из крышек выполнено отверстие для вала отбора мощности фиг. 2.2. который через систему шестерен связанc шатунно-кривошипным механизмом поршня цилиндра. The engine contains a cylinder 1, a piston 2 with a crank mechanism 3. Inlet cylinder 4 and bypass valve 5 are located in the cylinder head. The combustion chamber 6 is located on the rim of the stator 14 having a spherical shape on the one hand through the channel of the bypass valve 5 connected to the cylinder of the engine 1, and on the other hand through the guide nozzle 9 is connected to the stator cavity. The guide nozzle is flush with the inner surface of the stator 14. Moreover, the engine cylinder, the combustion chamber and the stator are rigidly interconnected. The stator cavity has the form of a cylinder with two covers of FIG. 2.1. In the stator cavity, a rotor is mounted on bearings mounted in the stator covers. The rotor simultaneously performs the role of a flywheel. The rotor around the perimeter fits snugly to the inner surface of the stator and has several cavities 10 around the perimeter, into which the combustion products of the working mixture rush through the guide nozzle and rotate the rotor. An opening for the power take-off shaft of FIG. 2.2. which is connected via a gear system with a connecting rod-crank mechanism of the piston of the cylinder.

Рассмотрим принцип действия предлагаемого изобретения фиг 1. Поршень 2, находясь в крайней верхней точке, начинает движение "вниз" при этом через открытый впускной клапан 4 происходит всасывание топливо-воздушной смеси. Достигнув крайней "нижней" точки, поршень, совершая возвратно-поступательное движение, начинает двигаться "вверх". Впускной клапан закрыт, происходит сжатие топливо-воздушной смеси и через открытый перепускной клапан 5 перекачка ее в камеру сгорания 6. Как только поршень достигает крайней "верхней" точки, перепускной клапан перекрывает канал, поршень идет вниз, повторяя тот же цикл, а в камере сгорания от запальной свечи 7 воспламеняется топливо-воздушная смесь. В этот момент ротор-маховик двигателя 8, совершая вращательное движение, открывает направляющее сопло 9, и газы под большим давлением попадает в полость ротора-маховика 10, ударяют в рабочую лопатку ротора-маховика 11, передавая ему накопленную энергию. За время рабочего хода под действием давления газов ротор-маховик совершает поворот на 60oC, (поршень за это время совершает движение от крайней "верхней" точки до крайней "нижней" точки), открывает выпускное сопло 12 и газы выходят в атмосферу. В этот момент камера сгорания через направляющее сопло и полость ротора-маховика соединена с выпускным соплом, происходит продув системы. Затем одновременно поршень начинает движение вверх (сжатие), а ротор-маховик выступом 13 перекрывает направляющее сопло и обеспечивает замкнутость камеры сгорания, необходимую для сжатия топливо-воздушной смеси. Этот цикл многократно повторяется.Consider the principle of operation of the invention of FIG. 1. Piston 2, being at its highest point, begins to move “downward”, while the intake of fuel-air mixture occurs through the open intake valve 4. Having reached the extreme “bottom” point, the piston, making a reciprocating motion, begins to move “up”. The inlet valve is closed, the fuel-air mixture is compressed, and through the open bypass valve 5 it is pumped into the combustion chamber 6. As soon as the piston reaches the “upper” point, the bypass valve closes the channel, the piston goes down, repeating the same cycle, and in the chamber combustion from the spark plug 7 is ignited fuel-air mixture. At this moment, the rotor-flywheel of the engine 8, making a rotational movement, opens the guide nozzle 9, and gases under high pressure enter the cavity of the rotor-flywheel 10, hit the working blade of the rotor-flywheel 11, transferring the accumulated energy to it. During the working stroke under the influence of gas pressure, the rotor-flywheel rotates by 60 o C (the piston during this time moves from the extreme “upper” point to the extreme “lower” point), opens the exhaust nozzle 12 and the gases escape into the atmosphere. At this point, the combustion chamber through the guide nozzle and the cavity of the rotor-flywheel is connected to the exhaust nozzle, the system is purged. Then, at the same time, the piston begins to move upward (compression), and the rotor-flywheel with the protrusion 13 overlaps the guide nozzle and ensures the closure of the combustion chamber, necessary for compression of the fuel-air mixture. This cycle is repeated many times.

Ротор-маховик двухцилиндрового двигателя имеет три полости с рабочими лопатками и три выступа делящих обод ротора-маховика на шесть равных частей, причем выступы ротора-маховика плотно прилегаютк внутренней поверхности статора и исключают возможность утечки топливо-воздушной смеси в момент сжатия. The rotor-flywheel of a two-cylinder engine has three cavities with working blades and three protrusions dividing the rim of the rotor-flywheel into six equal parts, and the protrusions of the flywheel rotor fit snugly against the inner surface of the stator and exclude the possibility of leakage of the fuel-air mixture at the time of compression.

Поршни двухцилиндрового двигателя жестко соединены между собой так, что когда первый поршень находится в крайней "верхней" точке, то второй поршень находится в крайней "нижней" точке. Это обеспечивает то, как только кончается горение топливо-воздушной смеси в камере сгорания первого цилиндра, сразу же начинается горение в камере сгорания второго цилиндра и воздействие газов на ротор-маховик происходит непрерывно. The pistons of a two-cylinder engine are rigidly interconnected so that when the first piston is at the “upper” point, the second piston is at the “lowest” point. This ensures that as soon as the combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the first cylinder ends, combustion in the combustion chamber of the second cylinder immediately begins and the action of gases on the rotor-flywheel occurs continuously.

За один полный поворот ротора-маховика каждый поршень успевает выполнить три цикла, а ротор-маховик испытывает шестиразовое воздействие газов. Ротор-маховик установлен в полости статора на подшипниках, закрепленных в крышках статора. В одной из крышек выполнено отверстие для вала отбора мощности, который через систему шестерен связан с шатунно-кривошипным механизмом. For one complete rotation of the rotor-flywheel, each piston manages to complete three cycles, and the rotor-flywheel experiences six-fold exposure to gases. The rotor-flywheel is installed in the stator cavity on bearings mounted in the stator covers. In one of the covers there is a hole for the power take-off shaft, which is connected through a gear system to the connecting rod-crank mechanism.

Предлагаемое изобретение имеет ряд преимуществ перед прототипом:
1. Камера сгорания имеет форму, близкую к идеальной, а это обеспечивает более полное сгорание топливо-воздушной смеси и снизит токсичность выхлопных газов.The present invention has several advantages over the prototype:
1. The combustion chamber has a shape close to ideal, and this provides a more complete combustion of the fuel-air mixture and will reduce the toxicity of exhaust gases.

2. Поскольку в камере сгорания полностью отсутствуют трущиеся поверхности, внутреннюю поверхность ее можно выполнить из жаропрочной керамики. 2. Since there are no rubbing surfaces in the combustion chamber, its inner surface can be made of heat-resistant ceramics.

3. Перепускной клапан изолирует камеру сгорания от полости цилиндра и это исключает возможность детонации, можно увеличить степень сжатия рабочей смеси, что в совокупности с п.1 повысит КПД двигателя. 3. The bypass valve isolates the combustion chamber from the cylinder cavity and this eliminates the possibility of detonation, it is possible to increase the compression ratio of the working mixture, which together with item 1 will increase engine efficiency.

4. Возможно создание двигателя, работающего по принципу дизеля. 4. It is possible to create an engine that works on the principle of a diesel engine.

5. за счет изоляции камеры сгорания двигатель становится менее критичным к октановому числу топлива, а это представляет возможность создать двигатель, работающий на различных видах топлива. 5. Due to the insulation of the combustion chamber, the engine becomes less critical to the octane number of fuel, and this represents the opportunity to create an engine running on different types of fuel.

Предлагаемое изобретение может быть использовано во всех областях деятельности человека. Например, в лесной промышленности для создания легких переносных бензопил, в автомобильной промышленности, в железнодорожном и морском транспорте, в авиации и т.д. The present invention can be used in all areas of human activity. For example, in the forest industry for the creation of light portable chainsaws, in the automotive industry, in rail and sea transport, in aviation, etc.

Claims (4)

1. Роторный двигатель, содержащий статор, жестко закрепленный на нем цилиндр, размещенный в нем поршень с шатунно-кривошипным механизмом, кинематически связанный с валом узла отбора мощности, ротор, на боковой поверхности которого выполнены рабочие полости для приема продуктов горения рабочей смеси, направляемых из камеры сгорания, отличающийся тем, что по крайней мере одна из камер сгорания соединена через канал с перепускным клапаном с полостью цилиндра, а через сопло, установленное на статоре под углом к боковой поверхности ротора с рабочими полостями ротора. 1. A rotary engine containing a stator, a cylinder rigidly fixed to it, a piston with a connecting rod and crank mechanism located in it, kinematically connected with the shaft of the power take-off unit, a rotor with working cavities on the lateral surface for receiving combustion products of the working mixture sent from combustion chambers, characterized in that at least one of the combustion chambers is connected through a channel with a bypass valve to the cylinder cavity, and through a nozzle mounted on the stator at an angle to the side surface of the rotor with a side cavities of the rotor. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся там, что камера сгорания выполнена сферической формы, установлена между цилиндром и статором и жестко связана с ним. 2. The engine according to claim 1, characterized in that the combustion chamber is spherical in shape, installed between the cylinder and the stator and is rigidly connected to it. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что статор выполнен с двумя крышками, на которых через подшипники установлен ротор. 3. The engine according to claim 1, characterized in that the stator is made with two covers on which a rotor is mounted through bearings. 4. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что торец сопла камеры сгорания выполнен заподлицо с внутренней поверхностью статора. 4. The engine according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the end face of the nozzle of the combustion chamber is flush with the inner surface of the stator.
RU9494005793A 1994-02-18 1994-02-18 Rotary engine RU2074967C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9494005793A RU2074967C1 (en) 1994-02-18 1994-02-18 Rotary engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9494005793A RU2074967C1 (en) 1994-02-18 1994-02-18 Rotary engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94005793A RU94005793A (en) 1996-03-10
RU2074967C1 true RU2074967C1 (en) 1997-03-10

Family

ID=20152690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9494005793A RU2074967C1 (en) 1994-02-18 1994-02-18 Rotary engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2074967C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013020186A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 АЙДОГДУ, Синан Device for forced feeding of a fuel-air mixture into a combustion chamber
RU2484271C2 (en) * 2011-05-31 2013-06-10 Степан Георгиевич Тигунцев Tiguntsev rotary jet engine
CN106194412A (en) * 2016-08-26 2016-12-07 叶先炳 Even formula vane rotor electromotor
RU182290U1 (en) * 2017-05-22 2018-08-13 Михаил Алексеевич Золотарев ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE
WO2018217130A1 (en) * 2017-05-22 2018-11-29 Михаил Алексеевич ЗОЛОТАРЕВ Rotary internal combustion engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. В.Н. Болтинский. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей. 2. Под ред. А. С. Орлина, М.Г. Круглова. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484271C2 (en) * 2011-05-31 2013-06-10 Степан Георгиевич Тигунцев Tiguntsev rotary jet engine
WO2013020186A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 АЙДОГДУ, Синан Device for forced feeding of a fuel-air mixture into a combustion chamber
CN106194412A (en) * 2016-08-26 2016-12-07 叶先炳 Even formula vane rotor electromotor
CN106194412B (en) * 2016-08-26 2019-01-08 叶先炳 Even formula vane rotor engine
RU182290U1 (en) * 2017-05-22 2018-08-13 Михаил Алексеевич Золотарев ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE
WO2018217130A1 (en) * 2017-05-22 2018-11-29 Михаил Алексеевич ЗОЛОТАРЕВ Rotary internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3016485B2 (en) Reciprocating 2-cycle internal combustion engine without crank
US4011842A (en) Piston machine
GB2327103A (en) Internal combustion engine with constant-volume independent combustion chamber
US4077365A (en) Expansible chamber apparatus
US4884532A (en) Swinging-piston internal-combustion engine
US3563223A (en) Perfectly balanced double-acting reciprocating machine
US5970924A (en) Arc-piston engine
GB2262965A (en) Rotary piston internal combustion engine or compressor.
CA1209925A (en) Internal combustion engine and operating cycle
EP0058679A1 (en) Novel dual expansion internal combustion cycle and engine.
RU2074967C1 (en) Rotary engine
EP0137622B1 (en) Improvements in or relating to engines
JPS59170401A (en) Machine having piston and cylinder wall part in integral structure
KR100678485B1 (en) Rotary Internal-Combustion Engine
US6021746A (en) arc-piston engine
EP0137621A1 (en) Improvements in or relating to engines
JP3377968B2 (en) Internal combustion rotary engine and compressor
US6148775A (en) Orbital internal combustion engine
US4036566A (en) Fluid displacement apparatus
US4788952A (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2800634C1 (en) Turbine piston internal combustion engine
US4144865A (en) Fluid displacement apparatus
RU1834980C (en) Rotor-piston internal combustion engine
RU2009348C1 (en) Piston engine
RU2045665C1 (en) Rotor-piston engine