RU2111368C1

RU2111368C1 - Rotary internal combustion engine

Info

Publication number: RU2111368C1
Application number: RU95116548A
Authority: RU
Inventors: Ш.К. Гасанов
Original assignee: Гасанов Шамиль Курбанович; Абакаров Абакар Темирбулатович
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1998-05-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: rotary internal combustion engine has stator 1 with fitted in rotor 3. Shaft 5 is installed in rotor 3 on one axis with rotor. Fork of rotor 3 and fork of shaft 5 are connected, respectively, by means of large cross 11 made in form of ring and small cross 15, with two large and small forks of inclined shaft 14 arranged relatively square to one another and rigidly intercoupled into two universal joints with one common center of rotation. Shaft 5 has two crank heads installed opposite to each other, each being coupled with one of journals of additional crank 8. Heads of two additional cranks 8 are hinged-coupled with two pistons 7 arranged opposite to each other. Each additional crank 8 is provided with toothed sector 9 on its extension which is in engagement with gear wheel of rotor 3. Engine has displacement control mechanism made in form of hydraulic cylinder 18 secured on stator 1. Rod of piston 19 is hinge-coupled with bearing 20 on which inclined shaft 14 is installed. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к ротативным двигателям, и может быть использовано как в качестве дизельных, так и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to the field of engine building, namely to rotational engines, and can be used both as diesel and carburetor internal combustion engines.

Известна роторная машина объемного вытеснения, выполняющая функции гидравлического двигателя, содержащая два полых вала, установленных в корпусе и расположенных под углом друг к другу. Полые вилки указанных валов с помощью двух взаимно перпендикулярных пар подшипников прикреплены к сферическому корпусу. Сферический корпус с перемычками и расположенный в нем поршень-лопасть образуют рабочие камеры. Поршень-лопасть закреплен на полом стержне и жестко связан с полой вилкой одного из полых валов. Каналы впуска и выпуска выполнены на перемычках сферического корпуса и сообщаются с полостями, выполненными в валах. Роторная машина объемного вытеснения оснащена механизмом регулирования рабочего объема [1]. Known rotary volume displacement machine that performs the functions of a hydraulic motor containing two hollow shafts installed in the housing and located at an angle to each other. Hollow forks of said shafts are attached to a spherical housing with two mutually perpendicular pairs of bearings. The spherical body with jumpers and the piston-blade located in it form the working chambers. The piston-blade is mounted on a hollow shaft and is rigidly connected to the hollow fork of one of the hollow shafts. Inlet and outlet channels are made on the jumpers of the spherical body and communicate with the cavities made in the shafts. The rotary volume displacement machine is equipped with a working volume control mechanism [1].

Недостатками роторной машины объемного вытеснения являются сложность герметизации рабочих камер из-за уплотнения их пластинами, ограничены конструктивные возможности для размещения распределительного механизма, обеспечивающего четырехтактный цикл из-за расположения рабочих камер в пространстве, ограниченном вращающимися вилками валов. The disadvantages of a rotary volume displacement machine are the difficulty of sealing the working chambers due to compaction with their plates, the design possibilities for placing a distribution mechanism providing a four-stroke cycle due to the location of the working chambers in the space limited by the rotating forks of the shafts are limited.

Известен ротативный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенными в нем поршнями, имеющими опорные ролики, ротор, в котором размещен цилиндр с валом, установленном в подшипниках на стойках, закрепленных на опорной поверхности. Опорные ролики поршней, контактирующие с корпусом двигателя, состоящем из двух симметричных частей с профилированным поверхностями с охватываемыми и охватывающими направляющими, выполненными в виде трапециидальных выступов и пазов соответственно. Корпус гидроцилиндра закреплен на одной части корпуса двигателя, шток поршня которого скреплен с выступом другой части корпуса двигателя. A rotary internal combustion engine is known, comprising a cylinder with pistons disposed therein having support rollers, a rotor in which a cylinder is arranged with a shaft mounted in bearings on racks mounted on a support surface. The supporting rollers of the pistons in contact with the engine housing, consisting of two symmetrical parts with profiled surfaces with covered and covering guides, made in the form of trapezoidal protrusions and grooves, respectively. The cylinder body is fixed on one part of the engine body, the piston rod of which is fastened to the protrusion of the other part of the engine body.

Недостатком данного двигателя является быстрый износ опорных роликов поршней и профилированных поверхностей корпуса двигателя, не позволяющих форсировать двигатель по частоте вращения, из-за больших окружных скоростей опорных роликов поршней, кроме того, имеют место механические потери, возникающие от давления поршней на стенки цилиндра при работе двигателя [2]. The disadvantage of this engine is the rapid wear of the supporting rollers of the pistons and the profiled surfaces of the engine casing, which do not allow the engine to be boosted by the rotational speed, due to the high peripheral speeds of the supporting rollers of the pistons, in addition, mechanical losses occur due to the pressure of the pistons on the cylinder walls during operation engine [2].

Данное техническое решение принято за прототип. Задача, решаемая изобретением, заключается в создании компактного и экономичного двигателя внутреннего сгорания. This technical solution is taken as a prototype. The problem solved by the invention is to create a compact and economical internal combustion engine.

Технический результат при использовании данного изобретения состоит в возможности форсирования двигателя по частоте вращения из-за уменьшения окружных скоростей в подшипниках, уменьшения механических потерь за счет движения поршней без их давления на стенки цилиндров. The technical result when using this invention consists in the possibility of forcing the engine in rotational speed due to reduced peripheral speeds in the bearings, reduced mechanical losses due to the movement of the pistons without pressure on the cylinder walls.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном ротативном двигателе внутреннего сгорания, содержащем статор, ротор с установленным на нем цилиндром и двумя оппозитно расположенным поршнями механизм регулирования рабочего объема, в роторе на одной оси с ним установлен вал, вилка ротора и вилка вала с помощью большей крестовины, выполненной в виде кольца, и меньшей крестовины соответственно, соединены с двумя расположенными взаимно перпендикулярно и жестко связанными между собой большей и меньшей вилками наклонного вала в два шарнира неравных угловых скоростей имеющих один общий центр вращения, а вал имеет две оппозитно расположенные кривошипные головки, каждая из которых шарнирно связана с одной из шеек дополнительного кривошипа, а головки двух дополнительных кривошипов соответственно шарнирно связаны с двумя оппозитно расположенными поршнями, и каждый из дополнительных кривошипов имеет на своем продолжении зубчатый сектор, который находится в зацеплении с зубчатым колесом ротора. The specified technical result is achieved by the fact that in the known rotary internal combustion engine containing a stator, a rotor with a cylinder mounted on it and two opposed pistons, the working volume control mechanism, the shaft, the rotor fork and the shaft fork are installed on the same axis with it as the rotor a larger cross made in the form of a ring, and a smaller cross, respectively, are connected with two larger and smaller forks of an inclined shaft located mutually perpendicular and rigidly interconnected and in two hinges of unequal angular velocities having one common center of rotation, and the shaft has two opposed crank heads, each of which is pivotally connected to one of the necks of the additional crank, and the heads of two additional cranks are pivotally connected to two opposed pistons, and each Of the additional cranks, it has on its continuation a gear sector, which is engaged with the gear wheel of the rotor.

Изобретение представлено чертежами, где на фиг. 1 схематически изображен ротативный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А-А фиг. 1, поперечный разрез; на фиг. 3 - вид Б-Б фиг. 1 - положение крестовин. The invention is represented by drawings, where in FIG. 1 schematically shows a rotational engine, a longitudinal section; in FIG. 2 is a view aa of FIG. 1, cross section; in FIG. 3 is a view BB of FIG. 1 - the position of the crosses.

Установка в роторе вала и вилки ротора и вилки вала с помощью большей и меньшей крестовин соответственно, с двумя жестко связанными между собой вилками наклонного вала в два шарнира неравных угловых скоростей, имеющих один общий вращения, позволяет получить в подшипниках качательное движение и, как следствие, значительно уменьшить окружные скорости в них. The installation in the rotor of the shaft and the rotor fork and the shaft fork with the help of the larger and smaller crosses, respectively, with two forks of the inclined shaft rigidly connected to each other in two hinges of unequal angular velocities having one common rotation, allows to obtain a swinging motion in the bearings and, as a result, significantly reduce peripheral speeds in them.

Выполнение большей крестовины в виде кольца позволяет конструктивно установить меньшую крестовину таким образом, чтобы центр вращения меньшей крестовины совпадал с центром вращения большей крестовины. The implementation of a larger cross in the form of a ring allows you to constructively install a smaller cross in such a way that the center of rotation of the smaller cross is the same as the center of rotation of the larger cross.

Шарнирная связь каждой кривошипной головки вала с одной из шеек дополнительного кривошипа, шарнирная связь головок двух дополнительных кривошипов с поршнями и зубчатое зацепление дополнительных кривошипов с зубчатым колесом ротора позволяет обеспечить движение поршней без их давления на стенки цилиндром и, как следствие, уменьшить механические потери в двигателе. The articulation of each crank shaft head with one of the necks of the additional crank, the articulation of the heads of two additional cranks with pistons and the gearing of the additional cranks with the gear wheel of the rotor allows the pistons to move without pressure on the walls of the cylinder and, as a result, reduce mechanical losses in the engine .

Ротативный двигатель внутреннего сгорания содержит статор 1 с установленным на нем в подшипниках 2 ротором 3, в котором на подшипниках 4 установлен вал 5. В роторе 3 установлены цилиндры 6, поршни 7 размещены в цилиндрах 6 и шарнирно связаны с головками дополнительных кривошипов 8, а шейки дополнительных кривошипов 8 шарнирно связаны с кривошипными головками вала 5, причем радиусы дополнительных кривошипов 8 равны радиусам кривошипов вала 5. На продолжении каждого дополнительного кривошипа 8 выполнен зубчатый сектор 9 с центром качения на оси кривошипной головки вала 5 и начальным диаметром, равным сумме двух радиусов дополнительного кривошипа 8, на роторе 3 выполнено зубчатое колесо 10 внутреннего зацепления с центром на оси вращения ротора 3 и начальным диаметром, равным сумме двух начальных диаметров зубчатого сектора 9. Большая крестовина 11 установлена с помощью двух взаимно перпендикулярных подшипников 12 на вилке ротора 3 и большей вилке 13 наклонного вала 14. Меньшая крестовина 15 установлена с помощью двух взаимно перпендикулярных пар подшипников 16 на вилке вала 5 и меньшей вилке 17 наклонного вала 11. Гидроцилиндр 18 закреплен на статоре 1, шток поршня 19 шарнирно связан с подшипником 20, на котором установлен наклонный вал 14. The rotary internal combustion engine contains a stator 1 with a rotor 3 mounted on it in bearings 2, in which a shaft 5 is mounted on bearings 4. In the rotor 3, cylinders 6 are installed, pistons 7 are placed in cylinders 6 and are pivotally connected to the heads of additional cranks 8, and the necks additional cranks 8 are pivotally connected to the crank heads of the shaft 5, and the radii of the additional cranks 8 are equal to the radii of the cranks of the shaft 5. On the continuation of each additional crank 8 there is a gear sector 9 with a rolling center on the axis cr a shaft-mounted shaft head 5 and an initial diameter equal to the sum of the two radii of the additional crank 8, on the rotor 3 there is a gear wheel 10 of internal engagement centered on the axis of rotation of the rotor 3 and an initial diameter equal to the sum of the two initial diameters of the gear sector 9. A large cross 11 is installed with using two mutually perpendicular bearings 12 on the fork of the rotor 3 and the larger fork 13 of the inclined shaft 14. The smaller crosspiece 15 is installed using two mutually perpendicular pairs of bearings 16 on the fork of the shaft 5 and the smaller forks e 17 of the inclined shaft 11. The hydraulic cylinder 18 is mounted on the stator 1, the piston rod 19 is pivotally connected to the bearing 20, on which the inclined shaft 14 is mounted.

Ротативный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом: при одновременном вращении ротор 3 и вал 5 совершают относительно друг друга качательное движение, приводя в качательное движение дополнительные кривошипы 8, при этом головки дополнительных кривошипов 8 и поршни 7 совершают возвратно-поступательное движение, обеспечивая такты всасывания, сжатия, рабочего хода и выхлопе, причем движение поршней 7 происходит без их давления на стенки цилиндров 6. Большая крестовина 11 и меньшая крестовина 15 совершают в подшипниках 12 и 16 соответственно качательное движение, вследствие чего значительно уменьшаются окружные скорости в подшипниках 12 и 16. При перемещении штока поршня 19 вверх или вниз наклонный вал 14 меняет свое угловое расположение относительно продольной оси ротора 3 и вала 5, при котором соответственно увеличивается или уменьшается ход поршней 7, что в свою очередь увеличивает или уменьшает рабочий объем двигателя. A rotary internal combustion engine operates as follows: with simultaneous rotation, the rotor 3 and the shaft 5 make a swinging motion relative to each other, causing additional cranks 8 to swing, while the heads of the additional cranks 8 and pistons 7 reciprocate, providing suction strokes, compression, stroke and exhaust, and the movement of the pistons 7 occurs without their pressure on the walls of the cylinders 6. A large cross 11 and a smaller cross 15 is made in bearings 12 and 16 with the swinging movement is correspondingly, as a result of which the peripheral speeds in the bearings 12 and 16 are significantly reduced. When the piston rod 19 is moved up or down, the inclined shaft 14 changes its angular position relative to the longitudinal axis of the rotor 3 and shaft 5, at which the piston stroke 7 increases or decreases, which in turn increases or decreases the displacement of the engine.

Claims

A rotary internal combustion engine comprising a stator, a rotor with a cylinder mounted on it and two opposed pistons, a working volume control mechanism, characterized in that the rotor, the rotor fork and the shaft fork with a larger cross are installed in the rotor, on the same axis as it is made in the form of a ring and a smaller cross, respectively, are connected with two larger and smaller forks of the inclined shaft located mutually perpendicular and rigidly connected to each other in two hinges of unequal angular speeds d, having one common center of rotation, and the shaft has two opposed crank heads, each of which is pivotally connected to one of the necks of the additional crank, and the heads of two additional cranks are pivotally connected to two opposed pistons, and each of the additional cranks has continuation of the gear sector, which is meshed with the gear wheel of the rotor.