RU2118471C1 - Rotary-piston internal-combustion engine - Google Patents
Rotary-piston internal-combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2118471C1 RU2118471C1 RU95121976A RU95121976A RU2118471C1 RU 2118471 C1 RU2118471 C1 RU 2118471C1 RU 95121976 A RU95121976 A RU 95121976A RU 95121976 A RU95121976 A RU 95121976A RU 2118471 C1 RU2118471 C1 RU 2118471C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- working shaft
- sleeves
- distribution system
- gas distribution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
Abstract
Description
Изобретение относится к роторным двигателям внутреннего сгорания для использования, преимущественно, в автомобильной и тракторной технике. The invention relates to rotary internal combustion engines for use mainly in automotive and tractor equipment.
Известны роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания двигатели Ванкеля (см. Ханин Н.С. и Чистозвонов С.Б. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. Машгиз, 1964; Бениович В.С. и др. Ротопоршневые двигатели. Машиностроение. 1968; Большая советская энциклопедия. Том 4, третье издание, 1971, с. 855 "Ванкеля двигатель". Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С. Орлина. 1990 г., с. 264), в которых отсутствует специальный механизм газораспределения, что упрощает конструкцию двигателя. Known rotary piston internal combustion engines Wankel engines (see Khanin NS and Chistozvonov SB Automobile rotary piston engines. Mashgiz, 1964; Beniovich VS and other rotary piston engines. Engineering. 1968; Big Soviet Encyclopedia,
В роторно-поршневых двигателях Ванкеля функции поршня по передаче движения рабочего тела движущимся частям выполняет ротор, который размещен в цилиндрическом корпусе с внутренней поверхностью, выполненной по эпитрохоиде. In Wankel rotary piston engines, the functions of the piston in transmitting the movement of the working fluid to the moving parts are performed by the rotor, which is housed in a cylindrical body with an inner surface made of epitrochoid.
Установленный на проходящем через торцы корпуса эксцентриковом рабочем валу ротор жестко соединен с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестерней. Ротор с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг шестерни. Его грани при этом скользят по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объемы камер в цилиндре. Такая конструкция позволяет осуществить четырехтактный цикл без применения специального механизма газораспределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к внутренней поверхности цилиндра центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Системы питания, зажигания, смазки, охлаждения как у обычного поршневого двигателя. The rotor mounted on an eccentric working shaft passing through the ends of the housing is rigidly connected to the gear wheel, which engages with the fixed gear. A rotor with a gear wheel rolls around a gear. In this case, its faces glide along the epitrochoidal surface of the cylinder and cut off the variable volumes of the chambers in the cylinder. This design allows for a four-stroke cycle without the use of a special gas distribution mechanism. The sealing of the chambers is ensured by radial and end sealing plates pressed against the inner surface of the cylinder by centrifugal forces, gas pressure, and belt springs. Power systems, ignition, lubrication, cooling like a conventional piston engine.
В роторно-поршневых двигателях (РПД) Ванкеля контакт поверхностей уплотнительных пластин с эпитрохоидной поверхностью корпуса происходит по линии, что обусловливает большие контактные нагрузки. Поэтому поверхности уплотнений и корпуса двигателя быстро изнашиваются и моторесурс РПД меньше моторесурса обычного поршневого двигателя. Кроме того, в РПД имеют место повышенные утечки газа из камер сгорания. In Wankel rotary piston engines (RPDs), the contact surfaces of the sealing plates with the epitrochoid surface of the housing occurs along the line, which causes large contact loads. Therefore, the surfaces of the seals and the engine housing wear out quickly and the RPD engine life is less than the engine life of a conventional piston engine. In addition, in the RPD there are increased gas leaks from the combustion chambers.
Относительно меньший моторесурс и повышенные утечки газа являются основными недостатками РПД. Relatively lower motor resources and increased gas leaks are the main disadvantages of RPD.
Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания с радиальным перемещением поршней по патенту США N 3964450, кл. F 02 B 75/22, 1973 г. Known rotary piston internal combustion engine with radial movement of the pistons according to US patent N 3964450, class. F 02 B 75/22, 1973
Роторно-поршневой двигатель по патенту США N 3964450 содержит корпус в виде оболочки с закрытыми торцами, пустотелый рабочий вал с впускными и выпускными отверстиями газораспределения. С рабочим валом жестко соединены своими торцевыми поверхностями равномерно по окружности цилиндрические гильзы, при этом впускные и выпускные отверстия цилиндрических гильз совпадают с соответствующими отверстиями на рабочем валу, а в цилиндрических гильзах размещены поршни с уплотнительными кольцами. Поршни жестко соединены с проходящими через направляющие втулки штоками, которые другим концом соединены каждый со своим механизмом, имеющим возможность перемещаться в расположенных на внутренней поверхности корпуса кольцах. Внутри рабочего вала расположены вал системы газораспределения с впускными и выпускными отверстиями, выполненными в одной плоскости с соответствующими отверстиями рабочего вала и объединенными внутри вала в систему впускных и выпускных каналов с выходом на противоположные торцы вала системы газораспределения. Rotary piston engine according to US patent N 3964450 contains a housing in the form of a shell with closed ends, a hollow working shaft with intake and exhaust openings of gas distribution. Cylindrical sleeves are rigidly connected to their working surfaces with their end surfaces uniformly around the circumference, while the inlet and outlet openings of the cylindrical sleeves coincide with the corresponding holes on the working shaft, and pistons with O-rings are placed in the cylindrical sleeves. The pistons are rigidly connected to the rods passing through the guide bushings, which are connected at the other end to its own mechanism, which can move in rings located on the inner surface of the housing. A gas distribution system shaft with inlet and outlet openings located in the same plane as the corresponding openings of the working shaft and integrated inside the shaft into the intake and exhaust channel system with access to opposite ends of the gas distribution system shaft are located inside the working shaft.
В РПД по патенту США исключаются повышенные утечки газа, так как поршневые группы в нем содержат цилиндрические гильзы, в которых размещены поршни с уплотнительными кольцами. In the RPA according to the US patent, increased gas leaks are excluded, since the piston groups in it contain cylindrical liners in which pistons with o-rings are placed.
РПД внутреннего сгорания по патенту США N 3964450 принят в качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности к заявляемому изобретению. RPD internal combustion according to US patent N 3964450 adopted as a prototype, as the closest in technical essence to the claimed invention.
В РПД по патенту США N 3964450 ротором является корпус, закрепленный на валу системы газораспределения. Для закрытия его в условиях эксплуатации и установки подшипников для вала газораспределения требуется дополнительный неподвижный корпус или защитный кожух, что усложняет конструкцию и увеличивает габаритные размеры двигателя. Пустотелый рабочий вал расположен внутри неподвижного блока цилиндров и не проходит через торцы корпуса. Фигурные кольца переменного радиуса на внутренней поверхности корпуса, в которых расположены соединенные со штоками поршней кулачковые механизмы, имеют крутые линии подъема, что вызывает высокие нагрузки на кулачковые механизмы и штоки и последующий их износ при четырехкратном нагружении за каждый оборот. In the RPD of US Pat. No. 3,964,450, the rotor is a housing mounted on a shaft of a gas distribution system. To close it under operating conditions and install bearings for the camshaft, an additional fixed housing or protective casing is required, which complicates the design and increases the overall dimensions of the engine. The hollow working shaft is located inside the fixed cylinder block and does not pass through the ends of the housing. Figured rings of variable radius on the inner surface of the housing, in which the cam mechanisms are connected to the piston rods, have steep lifting lines, which causes high loads on the cam mechanisms and rods and their subsequent wear with four times loading per revolution.
Заявленное изобретение решает задачи упрощения конструкции РПД, уменьшения габаритных размеров его и повышения меторесурса. The claimed invention solves the problem of simplifying the design of the RPD, reducing its overall dimensions and increasing the metasource.
Решение указанных задач достигается тем, что в РПД, содержащем вышеуказанные признаки патента США N 3964450, корпус двигателя выполнен неподвижным. Рабочий вал проходит через торцы корпуса, составляя вместе с цилиндрическими гильзами, поршнями, штоками вращающуюся часть двигателя - ротор. Причем рабочий вал расположен в корпусе двигателя эксцентрично, что вместе с выполненными по окружности кольцами на внутренней поверхности корпуса обеспечивает радиальное перемещение поршней и четырехтактную работу двигателя, причем один рабочий ход совершается за 2 оборота. Цилиндрические гильзы расположены по окружности по одной или по две со смещением каждой последующей гильзы вдоль рабочего вала. Вал системы газораспределения соединен с рабочим валом системой передач, обеспечивающей вращение в одном с ним направлении с соотношением количества оборотов вала системы газораспределения и рабочего вала 1:2. The solution to these problems is achieved by the fact that in the RPD containing the above features of US patent N 3964450, the engine housing is stationary. The working shaft passes through the ends of the housing, together with the cylindrical sleeves, pistons, rods, the rotating part of the engine - the rotor. Moreover, the working shaft is located in the engine casing eccentrically, which together with the circumferential rings on the inner surface of the casing provides radial movement of the pistons and four-stroke operation of the engine, with one working stroke being made in 2 turns. The cylindrical sleeves are arranged in a circle one or two with the displacement of each subsequent sleeve along the working shaft. The shaft of the gas distribution system is connected to the working shaft by a transmission system that provides rotation in the same direction with the ratio of the number of revolutions of the gas distribution system shaft and the working shaft 1: 2.
Для повышения технологичности изготовления и сборки двигателя рабочий вал может быть выполнен из отдельных частей, соединенных друг с другом, а цилиндрические гильзы выполнены заодно с рабочим валом или его частями. To improve the manufacturability and manufacture of the engine, the working shaft can be made of separate parts connected to each other, and cylindrical sleeves are made integral with the working shaft or its parts.
Для обеспечения герметичности трущихся поверхностей соприкосновения рабочего вала и вала системы газораспределения, на последнем могут быть расположены конические поджимаемые вдоль оси вала втулки, соприкасающиеся с внутренними коническими поверхностями рабочего пустотелого вала, причем на втулках выполнены отверстия, совпадающие с впускными и выпускными отверстиями вала системы газораспределения. To ensure the tightness of the friction surfaces of the contact between the working shaft and the gas distribution system shaft, the latter can have conical bushings pressed along the axis of the shaft that are in contact with the internal conical surfaces of the working hollow shaft, and the holes are made on the bushings matching the inlet and outlet openings of the gas distribution system shaft.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен продольный разрез РПД, на фиг.2 - разрез А-А фигуры 1, на фиг.3 - сечение Б-Б фигуры 1, на фиг.4 - сечение В-В фигуры 1, на фиг.5 - вариант сборки рабочего вала с валом системы газораспределения. The invention is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of the RPD, Fig. 2 is a section AA of Fig. 1, Fig. 3 is a section B-B of Fig. 1, Fig. 4 is a section B-B of Fig. 1 , figure 5 is a variant of the Assembly of the working shaft with the shaft of the gas distribution system.
РПД содержит корпус 1 в виде оболочки с закрытыми торцами 2 и 3, через которые проходит со смещением относительно оси оболочки пустотелый рабочий вал 4 с впускными 5 и выпускными 6 отверстиями системы газораспределения. На рабочем валу 4 расположены равномерно по окружности гильзы 7, которые торцевой поверхностью соединены с рабочим валом 4, при этом каждая последующая гильза смещена вдоль оси вала. На торцевой поверхности гильзы 7 расположены впускные и выпускные отверстия, которые совпадают с соответствующими отверстиями 5 и 6 на рабочем валу. В гильзах расположены с возможностью возвратно-поступательного движения поршни 8 с уплотнительными кольцами, причем поршни соединены со штоками 9, проходящими через направляющие втулки 10, расположенные на противоположном торце гильзы. Штоки 9 другим концом шарнирно соединены каждый со своим кольцом или кареткой 11, имеющими возможность вращаться в неподвижных кольцах 12, расположенных на внутренней поверхности оболочки корпуса 1. В случае применения кареток неподвижные кольца могут иметь в сечении швелерообразную форму. Внутри рабочего вала 4 расположен с возможностью вращения вал 13 системы газораспределения с впускными 14 и выпускными 15 отверстиями, выполненными в одной плоскости с соответствующими отверстиями 5 и 6 рабочего вала и объединенными внутри вала в систему впускных и выпускных каналов с выходом на противоположные торцы вала 13 системы газораспределения. Впускной патрубок 16 соединен с впускными каналами вала 13, а выпускной патрубок 17 - с выпускными каналами. The RPD contains a housing 1 in the form of a shell with closed ends 2 and 3, through which a hollow working
Система шестеренчатых передач 18 обеспечивает через промежуточную пару шестерен вращение вала 13 системы газораспределения в одном направлении с рабочим валом 4 с соотношением количества оборотов 1:2. The gear system 18 provides through an intermediate pair of gears the rotation of the
На фиг. 1 также показаны: муфта оцепления 19, передний подшипник 20 и задний подшипник 21 рабочего вала 4. В трехцилиндровых двигателях могут устанавливаться как подшипники качения, так и подшипники скольжения. В четырех и более цилиндровых двигателях более приемлемы подшипники скольжения в виде вкладышей. Рабочий вал 4 содержит уплотнительные сальники 22 и 23. Впускной патрубок 16 содержит уплотнение 24, а выпускной патрубок 17 - уплотнение 25. С впускным патрубком соединен карбюратор 26. Система зажигания и пуска содержит свечи 27, провода высокого напряжения 28 с наконечниками 29, генератор 30, прерыватель 31, стартер 32. Распределение тока высокого напряжения происходит при вращении рабочего вала 4 набеганием наконечников 29 на контакт прерывателя 31. Привод прерывателя 31 осуществляется от переднего торца вала 13 системы газораспределения, например, через пару шестерен. In FIG. 1 also shows: a clutch 19, a front bearing 20 and a rear bearing 21 of the working
Вентилятор 33 и воздушные полости 34 оболочки корпуса 1 входят в систему воздушного охлаждения. Может быть применена система жидкостного охлаждения. The fan 33 and the
При необходимости, охлаждение свечей зажигания 27 может быть обеспечено вентилятором 33 через воздушные каналы. При этом входные каналы холодного воздуха выходят за передний торец рабочего вала 4, а выходные каналы выполнены короче с выходом в зону разрежения, создаваемую вентилятором 33. If necessary, the cooling of the
Смазка трущихся частей, расположенных внутри корпуса 1, осуществляется в трехцилиндровых двигателях разбрызгиванием. В четырех и более цилиндровых двигателях применяется масляный насос для смазки под давлением подшипников скольжения, а также масляный радиатор для охлаждения смазочного масла. The lubrication of the rubbing parts located inside the housing 1 is carried out in three-cylinder engines by spraying. Four or more cylinder engines use an oil pump for lubrication under the pressure of sliding bearings, as well as an oil cooler for cooling lubricating oil.
Звездообразное расположение цилиндров позволяет устанавливать их с частичным перекрытием соседних цилиндров вдоль оси двигателя, что уменьшает длину рабочего вала 4. Так как рабочий вал трубчатой формы увеличенного диаметра имеет более высокую прочность, чем не трубчатый вал меньшего диаметра, то промежуточные подшипники при количестве цилиндров 4 и более могут быть установлены через 2 - 3 цилиндра. Снижению нагрузки на рабочий вал 4 способствует также звездообразное расположение цилиндров. The star-shaped arrangement of the cylinders allows them to be installed with a partial overlap of adjacent cylinders along the axis of the engine, which reduces the length of the working
На фиг.5 показаны конические втулки 35, поджимаемые ленточной зигзагообразной пружиной 36 для обеспечения герметичности трущихся частей рабочего вала 4 и вала системы газораспределения 13. Шпонка 37 исключает проворачивание втулки 35 и позволяет ее осевое перемещение. Figure 5 shows the
Для динамического уравновешивания эксцентрично вращающихся масс поршней, штоков и других деталей на внутренних поверхностях торцов 2 и 3 эксцентрично расположены неподвижные кольца 38, причем центр их смещен в сторону, противоположную эксцентричности неподвижных колец 12. To dynamically balance the eccentrically rotating masses of the pistons, rods and other parts, the
На рабочем валу 4 в местах расположения первой и последней гильз 7 равномерно по окружности расположены направляющие втулки-цилиндры 39 в количестве с каждой стороны равном количеству гильз в двигателе при нечетном их количестве и половине гильз в двигателе при четном их количестве, причем втулки-цилиндры расположены диаметрально противоположно гильзам. On the working
Во втулки-цилиндры вложены с возможностью возвратно-поступательного движения грузы 40, внешние торцы которых шарнирно соединены с подвижным кольцом 41, имеющим возможность вращаться в неподвижных кольцах 38. Loads 40 are inserted into the cylinder sleeves with the possibility of reciprocating movement, the outer ends of which are pivotally connected to the
Масса двух параллельных грузов 40, расположенных на переднем 2 и заднем 3 торцах и уравновешивающих соответствующий поршень или поршни с деталями, должна быть обратно пропорциональна радиусу центра масс уравновешиваемых поршней с деталями и радиусу центра масс грузов. The mass of two parallel weights 40 located on the front 2 and rear 3 ends and balancing the corresponding piston or pistons with parts should be inversely proportional to the radius of the center of mass of the balanced pistons with the parts and the radius of the center of mass of the goods.
Для обеспечения равномерности импульсов крутящего момента наиболее рационально применение 3, 5 и 9 - цилиндрических двигателей, в которых гильзы расположены равномерно по окружности по одной через 120o, 72o и 40o соответственно.To ensure uniformity of torque pulses, it is most rational to use 3, 5 and 9 - cylindrical engines, in which the sleeves are evenly spaced around the circumference, one through 120 o , 72 o and 40 o, respectively.
Равенство интервалов между вспышками обеспечивается при углах поворота рабочего вала:
для 3-цилиндровых двигателей 720o:3 240o,
для 5-цилиндровых двигателей 720o:5=144o,
для 9-цилиндровых двигателей 720o:9=80o.The equality of the intervals between flashes is provided at the angles of rotation of the working shaft:
for 3-cylinder engines 720 o : 3 240 o ,
for 5-cylinder engines 720 o : 5 = 144 o ,
for 9-cylinder engines 720 o : 9 = 80 o .
Для обеспечения равномерности импульсов крутящего момента 4, 6, 8, 10 и 12-цилиндровых двигателей необходимо располагать по 2 гильзы в каждой продольной плоскости через 180o, 120o, 90o, 72o, 60o соответственно. Равенство интервалов между вспышками обеспечивается при углах поворота рабочего вала:
для 4-цилиндровых двигателей 720o:4=180o;
для 6-цилиндровых двигателей 720o:6=120o;
для 8-цилиндровых двигателей 720o:8=90o;
для 10-цилиндровых двигателей 720o:10=72o;
для 12-цилиндровых двигателей 720o:12=60o.To ensure uniformity of torque pulses of 4, 6, 8, 10 and 12-cylinder engines, it is necessary to have 2 sleeves in each longitudinal plane through 180 o , 120 o , 90 o , 72 o , 60 o, respectively. The equality of the intervals between flashes is provided at the angles of rotation of the working shaft:
for 4-cylinder engines 720 o : 4 = 180 o ;
for 6-cylinder engines 720 o : 6 = 120 o ;
for 8-cylinder engines 720 o : 8 = 90 o ;
for 10-cylinder engines 720 o : 10 = 72 o ;
for 12-cylinder engines 720 o : 12 = 60 o .
Для разработки двигателя корпус 1 имеет горизонтальный разъем на две части. После съема верхней части корпуса открывается доступ к узлам и деталям, расположенным внутри корпуса. For engine development, the housing 1 has a horizontal connector in two parts. After removal of the upper part of the housing, access to the nodes and parts located inside the housing opens.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95121976A RU2118471C1 (en) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Rotary-piston internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95121976A RU2118471C1 (en) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Rotary-piston internal-combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95121976A RU95121976A (en) | 1998-02-20 |
RU2118471C1 true RU2118471C1 (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=20175117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95121976A RU2118471C1 (en) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Rotary-piston internal-combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2118471C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD1989C2 (en) * | 1998-11-20 | 2003-02-28 | Георге МИХАЙЛОВ | Internal combustion engine |
-
1995
- 1995-12-22 RU RU95121976A patent/RU2118471C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2518418C (en) | Internal combustion engine and method | |
US4004556A (en) | Rotary internal combustion engine of axially sliding vane type | |
KR100490247B1 (en) | Improvements in axial piston rotary engines | |
RU2168035C2 (en) | Axial piston rotary engine | |
EP0336617B1 (en) | Rotating cylinder block piston-cylinder engine | |
US3256866A (en) | Internal combustion engine | |
US5123394A (en) | Rotary reciprocating internal combustion engine | |
US3945358A (en) | Rotary internal combustion engine with cam transmission | |
US3921601A (en) | Rotary machine | |
US4170213A (en) | Rotary engine | |
US3922118A (en) | Rotary vane piston devices with stationary spur gears and crankshaft hub bearings | |
US3477415A (en) | Rotary piston engine | |
IE56834B1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2118471C1 (en) | Rotary-piston internal-combustion engine | |
US4009690A (en) | Rotary internal combustion engine | |
US3213838A (en) | Internal combustion rotary motor | |
RU2113608C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
US20040050356A1 (en) | Stotler radial rotary piston engine | |
PL180814B1 (en) | Work performing machine in particular a cat-and-mouse engine | |
JPH07158464A (en) | Four cycle piston type internal combustion engine | |
US4051819A (en) | Rotary block engine | |
US3886913A (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
RU2143572C1 (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
RU2783737C1 (en) | Rotary piston engine finca | |
CA2185315A1 (en) | Rotary motor or engine having a rotational gate valve |