RU2134796C1 - Displacement machine (versions) - Google Patents

Displacement machine (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2134796C1
RU2134796C1 RU96123796/06A RU96123796A RU2134796C1 RU 2134796 C1 RU2134796 C1 RU 2134796C1 RU 96123796/06 A RU96123796/06 A RU 96123796/06A RU 96123796 A RU96123796 A RU 96123796A RU 2134796 C1 RU2134796 C1 RU 2134796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
partition
hub
slot
machine
Prior art date
Application number
RU96123796/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96123796A (en
Inventor
Сергей Борисович Матвеев
Original Assignee
Сергей Борисович Матвеев
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 Сергей Борисович Матвеев filed Critical Сергей Борисович Матвеев
Priority to RU96123796/06A priority Critical patent/RU2134796C1/en
Priority to PCT/RU1997/000268 priority patent/WO1998027317A1/en
Priority to AU41398/97A priority patent/AU4139897A/en
Publication of RU96123796A publication Critical patent/RU96123796A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2134796C1 publication Critical patent/RU2134796C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00—Oscillating-piston machines or engines
    • F01C9/005—Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating in the space, e.g. around a fixed point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C3/00—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F01C3/06—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees

Abstract

FIELD: mechanical engineering; pumps, compressors, internal combustion engines with carburation or fuel injection. SUBSTANCE: displacement machine has channels providing communication of inlet and outlet holes with working chambers and made in form of through holes in side walls of partition and/or in form of cavities on hub surface. EFFECT: enhanced reliability of operation, simplified design. 8 cl, 26 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве насоса, компрессора или двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с внутренним или внешним смесеобразованием. The invention relates to mechanical engineering and can be used as a pump, compressor or internal combustion engine (ICE) with internal or external mixture formation.

Известна объемная машина, содержащая корпус, в котором размещена с возможностью вращения и качания ступица с жестко закрепленным на ней поршнем двойного действия, выполненного в виде кольца с прорезью, в которой размещена перегородка, образующая в корпусе рабочие камеры и неподвижно закрепленная на корпусе в плоскости вала машины, связанного со ступицей, ось которой проходит под углом к оси вала машины и перпендикулярна плоскости, проходящей через основание поршня на ступице, а на корпусе выполнены впускное и выпускное отверстия (см. патент США N 5251594, кл. F 02 B 53/00, 1993). Known volumetric machine containing a housing in which is located rotatably and swinging the hub with a double-acting piston rigidly fixed on it, made in the form of a ring with a slot, in which a partition is placed, forming working chambers in the housing and fixedly mounted on the housing in the shaft plane a machine connected to the hub, the axis of which passes at an angle to the axis of the machine shaft and is perpendicular to the plane passing through the base of the piston on the hub, and the inlet and outlet openings are made on the housing (see Pat. nt US N 5251594, cl. F 02 B 53/00, 1993).

Недостаток известной машины заключается в низкой надежности работы и сложности конструкции. A disadvantage of the known machine is the low reliability and complexity of the design.

Известна объемная машина, содержащая корпус, в котором размещена пара оппозитных поршней, жестко соединенных друг с другом посредством ступицы и установленных с возможностью вращения и качания в корпусе, при этом, по меньшей мере, один из поршней соединен с валом машины, причем на ступице в плоскости ее оси закреплена вертикальная перегородка, соединенная с поршнями, а в экваториальной плоскости корпуса закреплена пластина с прорезью, в которой размещена перегородка, взаимодействующая с корпусом и со стенками прорези в пластине, взаимодействующей со ступицей, причем поршни расположены на ступице по обе стороны пластины с образованием в корпусе рабочих камер, при этом впускное и выпускное отверстия выполнены с разных сторон перегородки (см. патент N 3816037, кл. F 04 B 1/16, 1974). Known volumetric machine containing a housing in which a pair of opposed pistons are placed, rigidly connected to each other by a hub and installed with the possibility of rotation and swing in the housing, while at least one of the pistons is connected to the shaft of the machine, and on the hub in the plane of its axis is fixed with a vertical partition connected to the pistons, and in the equatorial plane of the body a plate with a slot is fixed, in which a partition interacts with the body and with the walls of the slot in the plate, operating with a hub, the pistons being located on the hub on both sides of the plate with the formation of working chambers in the housing, while the inlet and outlet openings are made on different sides of the partition (see patent N 3816037, class F 04 B 1/16, 1974).

Недостатком указанной машины является низкая надежность работы и сложность конструкции. The disadvantage of this machine is the low reliability and complexity of the design.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности работы объемной машины, а также в упрощении конструкции. The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the volumetric machine, as well as to simplify the design.

Это достигается тем, что в первом варианте объемной машины впускное и выпускное отверстия выполнены в перегородке в виде сквозных продольных прорезей, а машина снабжена каналами, обеспечивающими возможность сообщения впускного и выпускного отверстий с рабочими камерами, и выполненными в виде сквозных отверстий в боковых стенках перегородки и/или в виде выемок на поверхности ступицы. This is achieved by the fact that in the first embodiment of the volumetric machine, the inlet and outlet openings are made in the partition in the form of through longitudinal slots, and the machine is equipped with channels that allow the inlet and outlet openings to work chambers, and made in the form of through holes in the side walls of the partition and / or in the form of recesses on the surface of the hub.

При этом на внутренней поверхности корпуса в плоскости вала машины выполнена, по меньшей мере, еще одна перегородка, с разных сторон которой в корпусе выполнены дополнительные впускное и выпускное отверстия, а в поршне выполнена прорезь, в которой размещена вторая перегородка. At the same time, at least one more partition is made on the inner surface of the housing in the plane of the shaft of the machine, on the different sides of which additional inlet and outlet openings are made in the housing, and a slot is made in the piston in which the second partition is placed.

Причем в средней части сквозной продольной прорези в перегородке, со стороны рабочей камеры с более высоким рабочим давлением, размещена пробка. Moreover, in the middle part of the through longitudinal slot in the partition, from the side of the working chamber with a higher working pressure, a cork is placed.

Кроме того, на внутренней поверхности корпуса в плоскости вала машины выполнена взаимодействующая со ступицей дополнительная перегородка с выполненной изнутри глухой продольной прорезью, средняя часть которой перекрыта пробкой или в прорези размещен с возможностью продольного перемещения уплотненный ползун, соединенный со ступицей в плоскости поршня и разделяющий полость глухой прорези на две замкнутые камеры, а в поршне выполнена прорезь, в которой размещена дополнительная перегородка, причем на поверхности ступицы выполнены каналы, обеспечивающие возможность периодического сообщения замкнутых камер с рабочими камерами в корпусе. In addition, on the inner surface of the body in the plane of the shaft of the machine, an additional partition interacting with the hub is made with a blind longitudinal slot made from the inside, the middle part of which is blocked by a stopper or a sealed slider is placed with the possibility of longitudinal movement connected to the hub in the piston plane and separating the blind cavity slots into two closed chambers, and a slit is made in the piston, in which an additional partition is placed, and a channel is made on the surface of the hub s that provide for periodic messages closed chambers with the working chambers in the housing.

Она снабжена пластиной в виде кольца и вторым поршнем, жестко закрепленным на ступице, при этом ступица разделена пополам по плоскости, перпендикулярной оси стержня, на каждой половине которой симметрично относительно плоскости ее деления размещены поршни, при этом кольцевая пластина размещена в экваториальной плоскости корпуса перпендикулярной оси вала машины и неподвижно соединена с корпусом и перегородкой, а поршни расположены с разных сторон пластины, уплотненной относительно ступицы, обе половины которой установлены с возможностью вращения относительно друг друга. It is equipped with a plate in the form of a ring and a second piston rigidly fixed on the hub, while the hub is divided in half along a plane perpendicular to the axis of the rod, on each half of which pistons are placed symmetrically relative to the plane of its division, while the annular plate is placed in the equatorial plane of the housing perpendicular to the axis the shaft of the machine and is fixedly connected to the body and the baffle, and the pistons are located on different sides of the plate, sealed relative to the hub, both halves of which are installed with the possibility of Strongly rotating relative to each other.

По второму варианту задача достигается тем, что в перегородке выполнены две глухие прорези, напротив которых в корпусе расположены впускное и выпускное отверстия, и машина снабжена каналами, обеспечивающими возможность сообщения продольных прорезей с рабочими камерами, при этом каналы выполнены в виде сквозных отверстий в боковых стенках перегородки и/или в виде выемок на внутренней поверхности корпуса. According to the second variant, the task is achieved by the fact that two blind slots are made in the partition, opposite which inlet and outlet openings are located in the casing, and the machine is equipped with channels enabling longitudinal slots to communicate with the working chambers, while the channels are made in the form of through holes in the side walls partitions and / or in the form of recesses on the inner surface of the housing.

При этом в средней части продольной прорези перегородки со стороны рабочей камеры с более высоким рабочим давлением размещена пробка. At the same time, a plug is placed in the middle part of the longitudinal slot of the partition from the side of the working chamber with a higher working pressure.

Кроме того, машина снабжена дополнительной перегородкой, размещенной в плоскости оси ступицы и соединенной с последней и с поршнями, при этом в пластине выполнена прорезь, в которой размещена дополнительная перегородка, взаимодействующая со стенками прорези в пластине и с корпусом, причем в дополнительной перегородке выполнена одна продольная глухая прорезь, средняя часть которой закрыта пробкой или в прорези размещен уплотненный палец-поршень, закрепленный на корпусе в плоскости пластины и разделяющий полость прорези на две замкнутые камеры, а на внутренней стенке корпуса выполнены каналы, обеспечивающие возможность периодического сообщения замкнутых камер в прорези дополнительной перегородки с рабочими камерами в корпусе. In addition, the machine is equipped with an additional partition placed in the plane of the axis of the hub and connected to the latter and with the pistons, while a slot is made in the plate, in which an additional partition is placed, interacting with the walls of the slot in the plate and with the housing, and one is made in the additional partition a longitudinal blind slot, the middle part of which is closed by a plug or a sealed finger-piston is placed in the slot, fixed to the housing in the plane of the plate and separating the cavity of the slot into two closed chamber and the inner wall of the housing has channels that provide for periodic posts in closed chambers slit septum with additional working chambers in the housing.

На фиг. 1 изображен продольный разрез объемной машины по первому варианту. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a volumetric machine according to the first embodiment.

На фиг. 2 изображен общий вид машины с частично снятой спереди стенкой корпуса; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 с одной перегородкой; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 2 с двумя перегородками; на фиг. 5 представлен общий вид объемной машины с другим вариантом выполнения перегородки со снятым спереди корпусом, которая используется в разных качествах, в том числе и в ДВС; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - вид А на фиг. 5; на фиг. 8 - вид Б на фиг. 5; на фиг. 9 - вид В на фиг. 6; на фиг. 10 - вид сзади объемной машины, используемой в качестве ДВС на фиг. 1 и 5; на фиг. 11 - разрез по В-В на фиг. 10; на фиг. 12 изображена объемная машина с двумя поршнями; на фиг. 13 - разрез по Г-Г на фиг. 12; на фиг. 14 изображен вид Г на фиг. 13; на фиг. 15 изображен продольный разрез объемной машины по второму варианту, совмещенный с общим видом машины с частично снятой спереди (слева от оси ступицы) стенкой корпуса; на фиг. 16 и 17 - вид спереди объемной машины на фиг. 15 на впускное и выпускное отверстие; на фиг. 18 изображен общий вид объемной машины с другим вариантом выполнения перегородки со снятой спереди стенкой корпуса, которая используется в разных качествах, в том числе и как ДВС. In FIG. 2 shows a general view of a machine with a partially removed front wall of the housing; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2 with one partition; in FIG. 4 is a section AA in FIG. 2 with two partitions; in FIG. 5 shows a general view of a volumetric machine with another embodiment of a partition with a body removed from the front, which is used in various qualities, including in ICE; in FIG. 6 is a section BB in FIG. 5; in FIG. 7 is a view A in FIG. 5; in FIG. 8 is a view B in FIG. 5; in FIG. 9 is a view B in FIG. 6; in FIG. 10 is a rear view of a volumetric machine used as an internal combustion engine in FIG. 1 and 5; in FIG. 11 is a section along BB in FIG. ten; in FIG. 12 shows a volumetric machine with two pistons; in FIG. 13 is a section along G-D in FIG. 12; in FIG. 14 is a view D of FIG. 13; in FIG. 15 shows a longitudinal section of a volumetric machine according to the second embodiment, combined with a general view of the machine with the body wall partially removed from the front (to the left of the axis of the hub); in FIG. 16 and 17 are a front view of the volumetric machine of FIG. 15 at the inlet and outlet; in FIG. 18 shows a general view of a volumetric machine with another embodiment of a partition with a body wall removed in front, which is used in various qualities, including as an internal combustion engine.

На фиг. 19 изображен вид сзади объемной машины, используемой в качестве ДВС, на фиг. 20 - вид Д на фиг. 18; на фиг. 21 - вид Е на фиг. 18; на фиг. 22 - сечение Д-Д на фиг. 18; на фиг. 23 представлена диаграмма изменения объемов рабочих камер в корпусе при вращении вала машины на 360o при работе ее в качестве насоса; а на фиг. 24 - такая же диаграмма, но при работе машины в качестве ДВС для первого варианта объемной машины; на фиг. 25 и 26 - те же диаграммы, но для второго варианта объемной машины.In FIG. 19 is a rear view of a volumetric machine used as an internal combustion engine; FIG. 20 is a view D in FIG. 18; in FIG. 21 is a view E of FIG. 18; in FIG. 22 is a section DD in FIG. 18; in FIG. 23 is a diagram of a change in volumes of working chambers in a housing during rotation of a machine shaft by 360 ° when operating as a pump; and in FIG. 24 is the same diagram, but when the machine is operating as an internal combustion engine for the first embodiment of a volumetric machine; in FIG. 25 and 26 are the same diagrams, but for the second variant of the volumetric machine.

Объемная машина содержит сферический корпус 1, в котором размещена с радиальным зазором промежуточная ступица 2, выполненная в виде сферы, центр которой размещен в центре корпуса 1. В диаметральной плоскости корпуса 1 и ступицы 2 размещен поршень 3 двойного действия, выполненный в виде кольца, закрепленного жестко и герметично на ступице 2. Ступица 2 установлена с возможностью вращения и качания в корпусе 1. Рабочая площадь поршня 3 образована двумя плоскими поверхностями, причем наружная поверхность поршня-кольца 3 взаимодействует с внутренней поверхностью 1. Ступица 2 установлена на стержне 4 с возможностью вращения вокруг его оси, при этом либо стержень 4 неподвижно соединен с валами 5 машины, а ступица 2 установлена с возможностью вращения относительно стержня 4 (см. фиг. 1), либо ступица 2 неподвижно закреплена на стержне 4, который соединен с валами 5 машины с возможностью вращения вокруг собственной оси (на чертеже условно не показано). Ось стержня 4 проходит через центр корпуса 1 под углом к оси валов 5 машины, при этом стержень 4 соединен с валами 5 машины, образуя жесткий коленчатый вал. Кроме того, ось стержня 4, на котором установлена ступица 2, перпендикулярна плоскости поршня 3, проходящей через его основание на поверхности ступицы 2. На внутренней стенке корпуса 1 в плоскости валов 5 машины выполнена перегородка 6, взаимодействующая с поршнем 3 и со ступицей 2. Рабочие камеры 7 и 8 машины образованы из полости, заключенной между корпусом 1 и ступицей 2, разделенной поршнем 3 и перегородкой 6. На корпусе 1 с разных сторон перегородки 6 выполнены впускное 9 и выпускное 10 отверстия, соединенные с рабочими камерами 7 и 8. В частном случае (см. фиг. 5) впускное 9 и выпускное 10 отверстия выполнены в перегородке 6 в виде сквозных продольных прорезей на высоту камер 7 и 8. The volumetric machine comprises a spherical housing 1, in which an intermediate hub 2 is placed with a radial clearance, made in the form of a sphere, the center of which is located in the center of the housing 1. In the diametrical plane of the housing 1 and the hub 2 there is a double-acting piston 3 made in the form of a ring fixed rigidly and tightly on the hub 2. The hub 2 is mounted for rotation and swinging in the housing 1. The working area of the piston 3 is formed by two flat surfaces, and the outer surface of the piston-ring 3 interacts with the inner th surface 1. The hub 2 is mounted on the rod 4 with the possibility of rotation around its axis, while either the rod 4 is fixedly connected to the shafts 5 of the machine, and the hub 2 is mounted for rotation relative to the rod 4 (see Fig. 1), or the hub 2 fixedly mounted on the rod 4, which is connected to the shafts 5 of the machine with the possibility of rotation around its own axis (conventionally not shown in the drawing). The axis of the rod 4 passes through the center of the housing 1 at an angle to the axis of the shafts 5 of the machine, while the rod 4 is connected to the shafts 5 of the machine, forming a rigid crankshaft. In addition, the axis of the rod 4, on which the hub 2 is mounted, is perpendicular to the plane of the piston 3 passing through its base on the surface of the hub 2. On the inner wall of the housing 1 in the plane of the shafts 5 of the machine there is a partition 6 interacting with the piston 3 and with the hub 2. The working chambers 7 and 8 of the machine are formed from a cavity enclosed between the housing 1 and the hub 2, separated by a piston 3 and a partition 6. On the housing 1, inlet 9 and outlet 10 are made from different sides of the partition 6 connected to the working chambers 7 and 8. B special case e (see. Fig. 5) the inlet 9 and outlet 10 holes are made in the partition 6 in the form of through longitudinal slots in the height of the chambers 7 and 8.

Для сообщения впускного и выпускного отверстий 9 и 10 с рабочими камерами 7 и 8 машина снабжена каналами в боковых стенках 11 и 12 (см. фиг. 7 и 8) перегородки 6 в виде сквозных отверстий 13 и 14 и/или в виде выемок 15 (см. фиг. 5 и 6) на поверхности ступицы с обеих сторон поршня 3 и перегородки 6, обеспечивая во втором случае периодическое их сообщение. Кроме перегородки 6 на внутренней поверхности корпуса 1 может быть выполнена в плоскости вала 5 машины, по крайней мере, еще одна взаимодействующая со ступицей 2 перегородка 18 (см. фиг. 4), с разных сторон которой в корпусе 1 выполнены дополнительные впускное 17 и выпускное 18 отверстия. Под каждую перегородку 6 и 16 в поршне 3 выполнены прорези 19 (см. фиг. 2 и 5). При этом совокупность перегородки 6 с прорезью 19 в поршне 3 (см. фиг. 2) обеспечивает качательно-вращательное движение ступицы 2 с поршнем 3 в корпусе 1. То же самое осуществляют перегородка 16 и прорезь 19 в объемной машине с двумя перегородками 6 и 16 (см. фиг. 4). Для обеспечения герметичности мест взаимодействия стенок перегородок 6 (см. фиг. 2 и 5) и 16 (см. фиг. 4) с соответствующими прорезями 19 при любом положении плоскости поршня 3 относительно этих перегородок при работе объемной машины они (взаимодействующие элементы перегородок 6 и 16 и прорезей 19) спрофилированы, например, концы поршня 3 - цилиндрические, а толщина перегородок 6 и 16 меняется по их высоте - увеличивается от середины к периферии. При этом вторая перегородка 16 образует из двух рабочих камер 7 и 8 - четыре. Кроме того, в перегородке 16 впускное 17 и выпускное 18 отверстия могут быть выполнены так же, как в перегородке 6 (см. фиг. 5), в виде сквозных продольных прорезей (на чертеже условно не показано), а для их сообщения с новыми рабочими камерами в боковых стенках второй перегородки 16 могут быть выполнены каналы: в виде сквозных отверстий (как в стенках в перегородке 6, изображенных на фиг. 7 и 8) и/или в виде выемок на поверхности ступицы 2, таких же, как изображены на фиг. 5 и 6 (эти каналы на чертеже условно не показаны). Наличие второй перегородки 16 расширяет функциональные возможности объемной машины, т.к. она может в этом случае обеспечить, например, перекачку разных сред одновременно, или двухступенчатое повышение давления газа при работе ее в режиме компрессора, при этом выпускное отверстие 18 первой ступени сообщается с впускным 17 отверстием второй ступени. Причем, если вторая перегородка 16 смещена относительно первой перегородки 6 на угол. отличный от 180o (по экваториальной плоскости), машина может обеспечить работу с разной производительностью за счет разных объемов рабочих камер. Для обеспечения регулирования, например степени расширения газа или установления ее заданного значения, сквозная продольная прорезь в перегородке 6 со стороны рабочей камеры с более высоким рабочим давлением перекрыта пробкой 20 в ее средней части (см. фиг. 9).To communicate the inlet and outlet openings 9 and 10 with the working chambers 7 and 8, the machine is provided with channels in the side walls 11 and 12 (see Fig. 7 and 8) of the partition 6 in the form of through holes 13 and 14 and / or in the form of recesses 15 ( see Fig. 5 and 6) on the surface of the hub on both sides of the piston 3 and the baffle 6, providing in the second case their periodic communication. In addition to the partition 6 on the inner surface of the housing 1 can be made in the plane of the shaft 5 of the machine, at least one more interacting with the hub 2 partition 18 (see Fig. 4), from different sides of which in the housing 1 are made additional inlet 17 and outlet 18 holes. Under each baffle 6 and 16, slots 19 are made in the piston 3 (see Figs. 2 and 5). The aggregate of the partition 6 with the slot 19 in the piston 3 (see Fig. 2) provides a rotational-rotational movement of the hub 2 with the piston 3 in the housing 1. The same is done by the partition 16 and the slot 19 in a volumetric machine with two partitions 6 and 16 (see Fig. 4). To ensure the tightness of the places of interaction of the walls of the partitions 6 (see Fig. 2 and 5) and 16 (see Fig. 4) with the corresponding slots 19 at any position of the plane of the piston 3 relative to these partitions during operation of the volumetric machine they (interacting elements of the partitions 6 and 16 and slots 19) are profiled, for example, the ends of the piston 3 are cylindrical, and the thickness of the partitions 6 and 16 varies in height — it increases from the middle to the periphery. In this case, the second partition 16 forms of two working chambers 7 and 8 - four. In addition, in the septum 16, the inlet 17 and the outlet 18 of the hole can be made in the same way as in the septum 6 (see Fig. 5), in the form of through longitudinal slots (not shown conditionally in the drawing), and for their communication with new workers channels in the side walls of the second partition 16 can be made channels: in the form of through holes (as in the walls in the partition 6 shown in Figs. 7 and 8) and / or in the form of recesses on the surface of the hub 2, the same as shown in FIG. . 5 and 6 (these channels are not conventionally shown in the drawing). The presence of the second partition 16 extends the functionality of the volumetric machine, because it can in this case provide, for example, pumping different media at the same time, or a two-stage increase in gas pressure when operating in compressor mode, while the outlet 18 of the first stage communicates with the inlet 17 of the second stage. Moreover, if the second partition 16 is offset relative to the first partition 6 by an angle. different from 180 o (on the equatorial plane), the machine can provide work with different capacities due to different volumes of the working chambers. To ensure regulation, for example, the degree of expansion of the gas or to establish its predetermined value, a through longitudinal slot in the partition 6 from the side of the working chamber with a higher working pressure is blocked by a plug 20 in its middle part (see Fig. 9).

Объемная машина, работающая в режиме ДВС на самовоспламеняющейся топливовоздушной смеси, изображена на фиг. 1 или фиг. 5 (вид спереди) и на фиг. 10 (вид сзади фиг. 5). Для пояснения работы ДВС будем рассматривать фиг. 5 и 10. Помимо элементов, перечисленных при описании объемной машины, изображенной на фиг. 5, он (ДВС) содержит дополнительную перегородку 16, расположенную на внутренней поверхности корпуса 1 в плоскости вала 5 машины, например, напротив первой перегородки 6, и в которой изнутри корпуса 1 выполнена глухая продольная прорезь 21. Средняя часть прорези 21 может быть перекрыта пробкой, такой, какая изображена в прорези 10 на фиг. 9, или в прорези 21 размещен с возможностью продольного перемещения уплотненный ползун 22, установленный на направляющем пальце 23, свободный конец которого размещен в ступице 2 в плоскости поршня 3. В поршне 3 выполнена вторая прорезь 24, при этом каждая прорезь 19 и 24 взаимодействует с соответствующими боковыми стенками перегородок 6 и 16. На поверхности ступицы 2 с обеих сторон дополнительной перегородки 16 и поршня 3 выполнены каналы 25 в виде выемок, обеспечивающие возможность периодического сообщения замкнутых камер в прорези 21 дополнительной перегородки 16 с рабочими камерами в корпусе 1. В боковых стенках 11 и 12 перегородки 6 выполнены сквозные отверстия 13 и 14 соответственно. Впускное отверстие 9 в перегородке 6 сообщено с системой подачи самовоспламеняющейся топливовоздушной смеси (на чертеже условно не показано). Кроме того, при использовании несамовоспламеняющейся топливовоздушной смеси и внешнего смесеобразования в ДВС на периферии замкнутых камер в корпусе 1 или в стенке корпуса камер сгорания устанавливают свечи зажигания (на чертеже изображены пунктиром), а при внутреннем смесеобразовании там же устанавливают топливные форсунки (на чертеже условно не показаны). A volumetric engine operating in the internal combustion engine mode on a self-igniting air-fuel mixture is depicted in FIG. 1 or FIG. 5 (front view) and in FIG. 10 (rear view of FIG. 5). To explain the operation of the internal combustion engine, we will consider FIG. 5 and 10. In addition to the elements listed in the description of the volumetric machine shown in FIG. 5, it (ICE) contains an additional partition 16 located on the inner surface of the housing 1 in the plane of the shaft 5 of the machine, for example, opposite the first partition 6, and in which a blind longitudinal slot 21 is made from the inside of the housing 1. The middle part of the slot 21 can be blocked by a stopper such as that shown in slot 10 in FIG. 9, or in the slot 21, a sealed slider 22 is mounted with the possibility of longitudinal movement, mounted on the guide pin 23, the free end of which is placed in the hub 2 in the plane of the piston 3. The second slot 24 is made in the piston 3, with each slot 19 and 24 interacting with the corresponding side walls of the partitions 6 and 16. On the surface of the hub 2 on both sides of the additional partition 16 and the piston 3 channels 25 are made in the form of recesses, which enable periodic communication of the closed chambers in the slot 21 of the additional eregorodki 16 with the working chambers in the housing 1. The side walls 11 and 12 of the partition 6 is provided with through holes 13 and 14 respectively. The inlet 9 in the partition 6 is in communication with a self-igniting fuel-air mixture supply system (not shown conventionally in the drawing). In addition, when using a non-combustible air-fuel mixture and external mixture formation in the internal combustion engine, spark plugs are installed on the periphery of the closed chambers in the housing 1 or in the wall of the housing of the combustion chambers (dashed in the drawing), and for internal mixture formation, fuel nozzles are also installed there (conditionally not in the drawing shown).

Машина, изображенная на фиг. 12, содержит сферический корпус 1, в котором размещена сферическая ступица 2, разделенная пополам по плоскости, перпендикулярной оси стержня 4, на две части 26 и 27. Обе части 26 и 27 ступицы 2 установлены на стержне с возможностью вращения друг относительно друга и стержня 4. Стержень 4 соединен с валом 5 машины, оси которых выполнены под углом друг к другу и пересекаются в центре корпуса 1. The machine shown in FIG. 12, comprises a spherical body 1, in which a spherical hub 2 is placed, divided in half along a plane perpendicular to the axis of the rod 4, into two parts 26 and 27. Both parts 26 and 27 of the hub 2 are mounted on the rod for rotation relative to each other and the rod 4 The rod 4 is connected to the shaft 5 of the machine, the axes of which are made at an angle to each other and intersect in the center of the housing 1.

Внутри корпуса 1 в экваториальной плоскости размещена пластина 28 в виде кольца, неподвижно закрепленная на корпусе 1 и уплотненная относительно частей 26 и 27 ступицы 2, которые уплотнены относительно друг друга (на чертеже условно не показано). На каждой половине 26 и 27 ступицы 2 закреплено по поршню 3, рабочие поверхности каждого из которых выполнены в виде усеченных конусов, обращенных вершинами друг к другу. Поршни 3 установлены симметрично относительно плоскости деления ступицы 2 по обе стороны пластины 28. Рабочие камеры 29, 30, 31 и 32 в верхней и нижней частях корпуса 1 образованы стенками корпуса 1, ступицей 2 и плоскостями пластины 28. На внутренней стенке корпуса 1 в плоскости вала 5 машины закреплена, взаимодействующая со ступицей 2, перегородка 6, соединенная с пластиной 28, разделяя рабочие камеры 29, 30, 31 и 32 над и под пластиной 28. С разных сторон перегородки 6 в корпусе 1 выполнены впускные 9 и выпускные 10 отверстия (см. фиг. 14) сверху и снизу пластины 28. Кроме того, верхняя и нижняя части машины могут быть одновременно или каждая в отдельности снабжены такими же элементами, как и машины, описанные выше. Inside the housing 1 in the equatorial plane there is a plate 28 in the form of a ring, fixedly mounted on the housing 1 and sealed relative to the parts 26 and 27 of the hub 2, which are sealed relative to each other (not shown conventionally in the drawing). On each half 26 and 27 of the hub 2 is fixed along the piston 3, the working surfaces of each of which are made in the form of truncated cones facing the vertices to each other. Pistons 3 are mounted symmetrically with respect to the division plane of the hub 2 on both sides of the plate 28. The working chambers 29, 30, 31 and 32 in the upper and lower parts of the housing 1 are formed by the walls of the housing 1, the hub 2 and the planes of the plate 28. On the inner wall of the housing 1 in the plane the shaft 5 of the machine is fixed, interacting with the hub 2, the partition 6 connected to the plate 28, separating the working chambers 29, 30, 31 and 32 above and below the plate 28. Inlet 9 and outlet 10 holes are made on different sides of the partition 6 in the housing 1 ( see Fig. 14) above and below the plate 28. In addition, the upper and lower parts of the machine can be simultaneously or each individually equipped with the same elements as the machines described above.

Для обеспечения надежной работы машин, поверхности поршня 3, взаимодействующие с поверхностями корпуса 1 и перегородок 6 и 16, уплотнены, обеспечивая необходимую герметичность и подвижность. Поршень 3, совершая качательно-вращательное движение со ступицей 2, постоянно взаимодействует с корпусом 1 всей внешней поверхностью (ободом) 33 и по двум радиальным линиям 34 на участках между ступицей 2 и корпусом 1 в его верхнем и нижнем основаниях (см. фиг. 1 и 12), что обеспечивает герметичное отделение рабочих камер 7 и 8 и 29, 30, 31 и 32 друг от друга при его движении. Т.е. за один оборот вала 5 машины вокруг собственной оси рабочие плоские поверхности поршня 3 последовательно прокатываются по этим радиальным линиям 34 нижнего и верхнего оснований корпуса 1, изменяя объемы рабочих камер, не нарушая работоспособности элементов машины и обеспечивая нормальное протекание рабочих процессов в камерах корпуса 1. To ensure reliable operation of the machines, the surfaces of the piston 3, interacting with the surfaces of the housing 1 and the partitions 6 and 16, are sealed, providing the necessary tightness and mobility. The piston 3, making a swinging-rotational movement with the hub 2, constantly interacts with the housing 1 with the entire external surface (rim) 33 and along two radial lines 34 in the sections between the hub 2 and the housing 1 in its upper and lower bases (see Fig. 1 and 12), which provides a tight separation of the working chambers 7 and 8 and 29, 30, 31 and 32 from each other during its movement. Those. for one revolution of the shaft 5 of the machine around its own axis, the working flat surfaces of the piston 3 are successively rolled along these radial lines 34 of the lower and upper bases of the housing 1, changing the volumes of the working chambers without disrupting the operability of the machine elements and ensuring the normal course of working processes in the chambers of the housing 1.

Объемная машина, изображенная на фиг. 1, в режиме насоса работает следующим образом. The volumetric machine shown in FIG. 1, in pump mode, operates as follows.

При вращении валов 5 машины от внешнего привода (на чертеже условно не показан) вращающий момент передается к ступице 2 через стержень 4 посредством подшипников, при этом ось стержня 4 описывает в пространстве два конуса с вершиной в центре корпуса 1. Наличие перегородки 6, выполненной на корпусе 1 в плоскости вала 5, препятствует совершению кругового вращательного движения всех точек ступицы 2 и поршня 3 вокруг оси вала 5 машины. Однако при этом все точки ступицы 2 и поршня 3 совершают сложное качательно-вращательное движение относительно оси вала 5 машины, т.е. относительно корпуса 1. При таком сложном движении поршня 3 относительно стенок корпуса 1 и перегородки 6, рассмотрим протекание рабочего процесса в камерах корпуса 7 и 8, используя диаграммы, изображенные на фиг. 23, где упрощенно (для обеспечения непрерывности линий, разделяющих объемы рабочих камер 7 и 8 друг от друга) представлена развертка сферического корпуса 1 на плоскости, выполненная по перегородке 6. When the shafts 5 of the machine are rotated from an external drive (not shown conditionally in the drawing), the torque is transmitted to the hub 2 through the rod 4 by means of bearings, while the axis of the rod 4 describes in space two cones with an apex in the center of the housing 1. The presence of a partition 6 made on the housing 1 in the plane of the shaft 5, prevents the circular rotational movement of all points of the hub 2 and piston 3 around the axis of the shaft 5 of the machine. However, at the same time, all points of the hub 2 and piston 3 perform a complex swing-rotational movement relative to the axis of the shaft 5 of the machine, i.e. relative to the housing 1. With such a complex movement of the piston 3 relative to the walls of the housing 1 and the partition 6, we consider the flow of the working process in the chambers of the housing 7 and 8, using the diagrams shown in FIG. 23, where, in a simplified manner (to ensure continuity of lines dividing the volumes of the working chambers 7 and 8 from each other), a scan of a spherical body 1 on a plane is presented along the partition 6.

При этом слева на диаграмме - впускное отверстие 9 в виде продольного окна, а справа - выпускное 10 отверстие в виде продольного окна. Ломаная линия на диаграмме условно отображает спроектированную на внутреннюю поверхность корпуса 1 плоскость, проходящую через середину поршня 3, разделяющего полость корпуса 1 на рабочие объемы 7 и 8 над 7 и под 8 поршнем 3. Условно - т. к. в каждом последующем положении поршня 3 его плоскость находится под другим углом к оси вала 5, чем он нарисован в последующих положениях, однако эти положения практически отображают изменение объемов рабочих камер 7 и 8, заключенных между корпусом 1, ступицей 2 и рабочими плоскостями поршня 3. In this case, the inlet 9 in the form of a longitudinal window is on the left in the diagram, and the outlet 10 in the form of a longitudinal window is on the right. The broken line in the diagram conditionally displays the plane designed on the inner surface of the housing 1, passing through the middle of the piston 3, dividing the cavity of the housing 1 into working volumes 7 and 8 above 7 and under the piston 3. Conditionally - because in each subsequent position of the piston 3 its plane is at a different angle to the axis of the shaft 5 than it is drawn in the following positions, however, these positions practically reflect the change in the volumes of the working chambers 7 and 8, enclosed between the housing 1, the hub 2 and the working planes of the piston 3.

Рассмотрим происходящие процессы в рабочих камерах 7 и 8 на примере рабочей камеры 8 под поршнем. Это положение поршня 3 соответствует 0o поворота вала 5 машины, при этом рабочая среда под поршень 3 не поступает (впускное отверстие 9 сообщено с источником подачи рабочей среды - жидкости или газа). На диаграмме представлены изменения рабочих объемов камер через каждые 45o поворота вала 5 машины в пределах одного оборота, при этом развертка корпуса 1 выполнена так же через 45o. При повороте вала 5 от начального (0o) положения ступица 2 с поршнем 3 начинает совершать качательно-вращательное движение относительно перегородки 6, при этом рабочая камера 8 под поршнем (мы рассматриваем только ее) начинает сообщаться через продольное окно впускного 9 отверстия в корпусе 1 с источником подачи, обеспечивая поступление рабочей среды. При дальнейшем повороте вала 5 объем рабочей камеры 8 продолжает увеличиваться, достигая своего максимального значения через 360o, т.е. за один оборот. При дальнейшем повороте вала 5 рабочая камера 8 через продольное окно выпускного 10 отверстия в корпусе 1 сообщается с потребителем (на чертеже условно не показан) и происходит выдача рабочей среды, при этом впускное 9 отверстие отделяется от полости рабочей камеры 8, поскольку плоскость поршня 3 находится в положении от 0 до 45o. При повороте вала 5 со ступицей 2 и поршнем 3, объем рабочей камеры 8 уменьшается и весь объем рабочей среды передавливается (перекачивается) потребителю. Также за один оборот в 360o, т.е. за второй оборот вала 5. Такой же процесс происходит в рабочей камере 7 над поршнем, но все это протекает в противофазе со смещением на 180o.Consider the ongoing processes in the working chambers 7 and 8 for example, the working chamber 8 under the piston. This position of the piston 3 corresponds to 0 o rotation of the shaft 5 of the machine, while the working medium under the piston 3 does not enter (inlet 9 is in communication with the source of supply of the working medium - liquid or gas). The diagram shows the changes in the working volumes of the chambers after every 45 o rotation of the shaft 5 of the machine within one revolution, while the sweep of the housing 1 is also made after 45 o . When the shaft 5 is rotated from the initial (0 o ) position, the hub 2 with the piston 3 starts to swing-rotate relative to the partition 6, while the working chamber 8 under the piston (we consider only it) begins to communicate through the longitudinal window of the inlet 9 of the hole in the housing 1 with a supply source, ensuring the flow of the working environment. With a further rotation of the shaft 5, the volume of the working chamber 8 continues to increase, reaching its maximum value through 360 o , i.e. for one revolution. With a further rotation of the shaft 5, the working chamber 8 through the longitudinal window of the outlet 10 of the hole in the housing 1 communicates with the consumer (not shown conventionally in the drawing) and the medium is discharged, while the inlet 9 is separated from the cavity of the working chamber 8, since the plane of the piston 3 is in position from 0 to 45 o . When turning the shaft 5 with the hub 2 and the piston 3, the volume of the working chamber 8 decreases and the entire volume of the working medium is squeezed (pumped) to the consumer. Also for one revolution of 360 o , i.e. for the second revolution of the shaft 5. The same process occurs in the working chamber 7 above the piston, but all this takes place in antiphase with an offset of 180 o .

При работе машины в режиме компрессора на выходе машины может быть установлен обратный клапан, газовый редуктор или ресивер, что обеспечит нагнетание газа потребителю под давлением. When the machine is operating in compressor mode, a check valve, gas reducer or receiver can be installed at the machine’s outlet, which will ensure gas is pumped to the consumer under pressure.

Кроме того, перекрывая среднюю часть выпускного 10 отверстия пробкой 20 (см. фиг. 9), можно обеспечить сжатие газа до заданной величины в рабочей камере. При этом ее заполнение происходит за первый оборот вала, сжатие до заданного давления (оно определяется положением выемки 15 относительно пробки 20) в пределах второго оборота, а при его завершении - выдача порции газа заданного давления. При этом размер выемки 15 и место ее выполнения на ступице 2 относительно выпускного 10 окна, а также выбор максимальных оборотов вала 5 должны обеспечивать полное опорожнение рабочих камер за время сообщения выемки 15 с выпускным 10 отверстием. In addition, by blocking the middle part of the outlet 10 of the hole with plug 20 (see Fig. 9), it is possible to provide gas compression to a predetermined value in the working chamber. Moreover, its filling takes place during the first rotation of the shaft, compression to a predetermined pressure (it is determined by the position of the recess 15 relative to the plug 20) within the second revolution, and when it is completed, the portion of gas of the given pressure is dispensed. The size of the recess 15 and the place of its execution on the hub 2 relative to the outlet 10 of the window, as well as the choice of the maximum revolutions of the shaft 5, should ensure complete emptying of the working chambers during the communication of the recess 15 with the outlet 10 of the hole.

ДВС с внешним смешением, работающий на самовоспламеняющейся топливовоздушной смеси, изображенный на фиг. 5, 10, работает следующим образом. Для пояснения работы ДВС воспользуемся диаграммами изменения объемов рабочих камер, изображенными на фиг. 24. При этом слева - впускное отверстие 9, справа - выпускное 10, а посередине глухая прорезь 21 в перегородке 16 с ползуном 22, образующим замкнутые камеры сгорания. Каждый поршень 3 в своих положениях 0o и 180o - поворота вала 5 образует в корпусе 1 по два рабочих объема в каждой камере 7 и 8: а в остальных случаях - поршень 3 образует по три объема (см. диаграммы).External mixing internal combustion engine operating on a self-igniting air-fuel mixture shown in FIG. 5, 10, works as follows. To explain the operation of the internal combustion engine, we will use the diagrams of changes in the volumes of the working chambers shown in FIG. 24. In this case, the inlet 9 is on the left, the outlet 10 is on the right, and in the middle there is a blind slot 21 in the partition 16 with the slider 22 forming closed combustion chambers. Each piston 3 in its positions 0 o and 180 o - rotation of the shaft 5 forms in the housing 1 two working volumes in each chamber 7 and 8: and in other cases - the piston 3 forms three volumes (see diagrams).

Примем за начальное - 0 положение элементов ДВС, изображенное на диаграмме 24, а работу ДВС будет рассматривать только для рабочей камеры 8 под поршнем 3. We take for the initial - 0 position of the ICE elements shown in diagram 24, and the ICE operation will be considered only for the working chamber 8 under the piston 3.

I цикл всасывания (от 0 до 270o поворота вала 5). При этом рабочая камера 8 сообщена с прорезью впускного 9 отверстия: через выемку 15 (см. фиг. 5) в пределах от 0 до 90o поворота вала 5, в пределах от 90 до 180o через выемку 15 и отверстие 14 в боковой стенке 12 перегородки 6, а в пределах от 180 до 270o через отверстие 14 в боковой стенке 12 перегородки 6. В течение этого времени соответствующего углу 270o поворота вала 5 рабочая смесь поступает в рабочую камеру 8, достигая максимального объема. Этот процесс обеспечивается соответствующим выполнением выемок 15 на ступице 2 относительно боковой стенки 12 перегородки 6 и плоскости поршня 3 и ее размером, также размером отверстия 14 в стенке 12 перегородки 6.I suction cycle (from 0 to 270 o rotation of the shaft 5). In this case, the working chamber 8 is in communication with the slot of the inlet 9 of the hole: through the recess 15 (see Fig. 5) in the range from 0 to 90 o rotation of the shaft 5, in the range from 90 to 180 o through the recess 15 and the hole 14 in the side wall 12 partitions 6, and in the range from 180 to 270 o through the hole 14 in the side wall 12 of the partition 6. During this time, the corresponding angle of 270 o rotation of the shaft 5, the working mixture enters the working chamber 8, reaching the maximum volume. This process is ensured by the corresponding implementation of the recesses 15 on the hub 2 relative to the side wall 12 of the baffle 6 and the plane of the piston 3 and its size, also the size of the holes 14 in the wall 12 of the baffle 6.

II цикл сжатия (от 270 до 540o поворота вала 5). В пределах от 270 до 360o поворота вала 5 рабочая смесь находится в замкнутом объеме рабочей камеры, но за счет его уменьшения (см. диаграмму) смесь начинает сжиматься. В пределах от 360 до 540o поворота вала 5 рабочая смесь продолжает сжиматься за счет уменьшения объема рабочей камеры 8, но при этом она сообщается выемкой 24 с замкнутой камерой в прорези 21 перегородки 16, куда рабочая смесь полностью передавливается и при достижении угла поворота вала 5 540o объем замкнутой камеры в прорези 21 достигает минимального значения, а давление и температура в ней максимального значения.II compression cycle (from 270 to 540 o rotation of the shaft 5). In the range from 270 to 360 o rotation of the shaft 5, the working mixture is in a closed volume of the working chamber, but due to its reduction (see diagram), the mixture begins to compress. In the range from 360 to 540 o rotation of the shaft 5, the working mixture continues to be compressed by reducing the volume of the working chamber 8, but at the same time it communicates with a recess 24 with a closed chamber in the slot 21 of the partition 16, where the working mixture is completely squeezed and when the angle of rotation of the shaft 5 is reached 540 o the volume of the closed chamber in the slot 21 reaches a minimum value, and the pressure and temperature in it the maximum value.

III цикл горения (от 540 до 810o поворота вала 5). При этих параметрах рабочая смесь воспламеняется (если несамовоспламеняющаяся рабочая смесь, то в этот момент подается электропитание на свечу). При этом в пределах от 540 до 720o происходит горение с расширением продуктов сгорания, которые через другую выемку 24 поступают из замкнутой камеры в камеру сгорания, догорая в ней и продолжая расширяться. Давление продуктов сгорания воздействует на ползун 22 и рабочую поверхность поршня 3, приводя его во вращение вместе со ступицей 2. Это вращение передается валу 5. В пределах этого угла поворота вала 5 замкнутая камера в прорези 22 опорожняется через выемку 24, а в пределах от 720 до 810o поворота вала продолжается догорание рабочей смеси и расширение продуктов сгорания только в замкнутом объеме камеры сгорания.III combustion cycle (from 540 to 810 o rotation of the shaft 5). With these parameters, the working mixture ignites (if the non-self-igniting working mixture, then the candle is supplied with power). In the range from 540 to 720 o there is combustion with the expansion of the combustion products, which through another recess 24 come from a closed chamber into the combustion chamber, burned out in it and continuing to expand. The pressure of the combustion products acts on the slider 22 and the working surface of the piston 3, causing it to rotate together with the hub 2. This rotation is transmitted to the shaft 5. Within this angle of rotation of the shaft 5, the closed chamber in the slot 22 is emptied through the recess 24, and within 720 up to 810 o rotation of the shaft continues to burn out the working mixture and the expansion of the combustion products only in a closed volume of the combustion chamber.

IV цикл выхлопа (от 810 до 1080o поворота вала 5). В пределах от 810 до 900o происходит выхлоп через отверстие 13 в боковой стенке 11 перегородки 6 в выпускное отверстие 10 вследствие уменьшения объема рабочей камеры и избыточного давления продуктов сгорания. В пределах от 900 до 990o выхлоп продолжается через отверстие 13 в стенке 11 и выемку 15 на ступице 2. А в пределах от 990 до 1080o поворота вала выхлоп заканчивается через выемку 15, сообщающую камеру сгорания с прорезью 10 в перегородке 6.IV exhaust cycle (from 810 to 1080 o rotation of the shaft 5). In the range from 810 to 900 o there is an exhaust through the hole 13 in the side wall 11 of the partition 6 into the outlet 10 due to a decrease in the volume of the working chamber and the excess pressure of the combustion products. In the range from 900 to 990 o the exhaust continues through the hole 13 in the wall 11 and the recess 15 on the hub 2. And in the range from 990 to 1080 o the rotation of the shaft, the exhaust ends through the recess 15, which communicates the combustion chamber with a slot 10 in the partition 6.

Одновременно с этими циклами, протекающими в рабочих камерах над поршнем 3, аналогичные процессы происходят в рабочих камерах под поршнем 3, но со сдвигом на фазу. Simultaneously with these cycles occurring in the working chambers above the piston 3, similar processes occur in the working chambers under the piston 3, but with a phase shift.

Описание работы машины с двумя поршнями 3, изображенной на фиг. 12, аналогично описанию работы машин с одним поршнем 3 при использовании ее в качестве насоса, компрессора, ДВС или их разных комбинаций. A description of the operation of the machine with two pistons 3 shown in FIG. 12, similar to the description of the operation of machines with one piston 3 when used as a pump, compressor, internal combustion engine or various combinations thereof.

Преимущество объемной машины по первому варианту заключается в высокой надежности работы. Это связано с отсутствием в ее конструкции горизонтальной пластины, закрепленной на корпусе с возможностью вращения для обеспечения качательного движения поршней в прототипе, и выполнением перегородки 6, неподвижно закрепленной на корпусе 1, обеспечивающей вращательно-качательное движение поршня 3 со ступицей 2 в корпусе 1 и выполнением поршня 3 в виде плоского кольца. The advantage of the volumetric machine in the first embodiment is its high reliability. This is due to the absence in its design of a horizontal plate mounted on the housing with the possibility of rotation to provide oscillatory movement of the pistons in the prototype, and the implementation of the partition 6, fixedly mounted on the housing 1, providing rotational-swinging movement of the piston 3 with the hub 2 in the housing 1 and execution piston 3 in the form of a flat ring.

Для ДВС упрощается конструкция за счет выполнения системы управления топливными клапанами газораспределительного механизма в виде выемок 15 и 24 на поверхности ступицы 2 и впускного 9 и выпускного 10 отверстия в виде продольных прорезей в перегородке 6 и замкнутых камер в прорези 21 перегородки 16, обеспечивающих возможность выполнения заданной последовательности заполнения и опорожнения рабочих камер. For the internal combustion engine, the design is simplified by implementing a gas distribution valve control system in the form of recesses 15 and 24 on the surface of the hub 2 and inlet 9 and outlet 10 in the form of longitudinal slots in the partition 6 and closed chambers in the slot 21 of the partition 16, which makes it possible to fulfill a predetermined the sequence of filling and emptying the working chambers.

Кроме того, машина может одновременно работать и насосом, и компрессором, а также работать с разной производительностью и на разных рабочих средах за счет выполнения на корпусе нескольких перегородок или установки второго поршня и разделения рабочих камер горизонтальной пластиной в виде кольца. In addition, the machine can simultaneously operate both a pump and a compressor, as well as operate at different capacities and on different working media due to the implementation of several partitions on the housing or the installation of a second piston and separation of the working chambers with a horizontal plate in the form of a ring.

Объемная машина по второму варианту, изображенная на фиг. 15, содержит сферический корпус 1, в котором с радиальным зазором размещена ступица 2, выполненная в виде сферы, центр которой размещен в центре корпуса 1. На ступице 2 симметрично относительно ее экваториальной плоскости перпендикулярной ее оси неподвижно закреплена пара оппозитных поршней 3, выполненных в виде части тела вращения, например усеченных конусов. В горизонтальной экваториальной плоскости корпуса 1 размещена пластина 35 в виде кольца, неподвижно закрепленная на корпусе 1 и взаимодействующая со ступицей 2, при этом поршни 3 размещены по разные стороны пластины 35. Ось ступицы 2 расположена под углом к оси валов 5 машины и соединена с последними, например посредством шаровых сегментов 36. The volumetric machine of the second embodiment shown in FIG. 15 contains a spherical housing 1, in which a hub 2 is placed with a radial clearance, made in the form of a sphere, the center of which is located in the center of the housing 1. On the hub 2, a pair of opposed pistons 3 is fixedly mounted symmetrically with respect to its equatorial plane perpendicular to its axis, made in the form body parts of rotation, for example truncated cones. In the horizontal equatorial plane of the housing 1 is placed a plate 35 in the form of a ring, fixedly mounted on the housing 1 and interacting with the hub 2, while the pistons 3 are placed on opposite sides of the plate 35. The axis of the hub 2 is located at an angle to the axis of the shafts 5 of the machine and connected to the latter for example by means of ball segments 36.

Машина содержит узел, обеспечивающий качательно-вращательное движение ступицы 2 с поршнями 3 относительно корпуса 1. Узел выполнен из двух взаимодействующих между собой элементов: перегородки 37, герметично прикрепленной в плоскости ступицы 2 к последней и к поршням 3, и прорези 38, выполненной в пластине-кольце 35. При этом перегородка 37 взаимодействует с корпусом 1 и с боковыми стенками прорези 38 в пластине 35. Для обеспечения герметичности этого узла толщина перегородки 37 увеличивается от середины к периферии (на чертеже условно не показано). В корпусе 1 выполнены впускное 9 и выпускное 10 отверстия (см. фиг. 16) с разных сторон перегородки 38, сообщающиеся с рабочими камерами 39 и 40 в корпусе 1. The machine contains a node that provides the oscillatory-rotational movement of the hub 2 with the pistons 3 relative to the housing 1. The assembly is made of two interacting elements: a partition 37 sealed in the plane of the hub 2 to the latter and to the pistons 3, and a slot 38 made in the plate -ring 35. In this case, the partition 37 interacts with the housing 1 and with the side walls of the slot 38 in the plate 35. To ensure the tightness of this assembly, the thickness of the partition 37 increases from the middle to the periphery (not shown conventionally in the drawing). In the housing 1, an inlet 9 and an outlet 10 are made (see FIG. 16) from different sides of the partition 38, communicating with the working chambers 39 and 40 in the housing 1.

В объемной машине, изображенной на фиг. 17, перегородка 37 может быть выполнена с двумя продольными глухими прорезями 41 и 42, при этом впускное 9 и выпускное 10 отверстия в корпусе 1 выполнены в плоскости пластины 35 напротив соответствующих прорезей 41 и 42 в перегородке 37. In the volumetric machine shown in FIG. 17, the partition 37 can be made with two longitudinal blind slots 41 and 42, while the inlet 9 and outlet 10 of the hole in the housing 1 are made in the plane of the plate 35 opposite the corresponding slots 41 and 42 in the partition 37.

Для сообщения впускного 9 и выпускного 10 отверстий с рабочими камерами 39 и 40 в боковых стенках 43 и 44 перегородки 37 выполнены сквозные отверстия 45 и 46 (см. фиг. 20 и 21) и/или на поверхности корпуса 1 с разных сторон пластины 35 и перегородки 37 выполнены выемки 47 (на фиг. 17 они изображены пунктиром). Выемки 47 обеспечивают периодическое сообщение отверстий 9 и 10 с рабочими камерами 39 и 40. For communication of the inlet 9 and outlet 10 openings with working chambers 39 and 40 in the side walls 43 and 44 of the partition 37, through holes 45 and 46 (see Figs. 20 and 21) and / or on the surface of the housing 1 from different sides of the plate 35 and partitions 37 are recesses 47 (in Fig. 17 they are depicted by a dashed line). The recesses 47 provide periodic communication of the holes 9 and 10 with the working chambers 39 and 40.

Для увеличения количества рабочих камер, т.е. расширения функциональных возможностей машины, она может быть снабжена по меньшей мере второй перегородкой (на чертеже условно не показана), аналогично первой так же размещенной в плоскости оси ступицы 2, как и первая перегородка 37, а в пластине 35 - выполнена вторая прорезь, в которой размещена вторая перегородка. При этом вторая перегородка также соединена со ступицей 2 и с поршнями 3 и взаимодействует с корпусом 1 и стенками прорези в пластине 35. С разных сторон второй перегородки в корпусе выполнена вторая пара впускного и выпускного отверстий. Кроме того, в глухой продольной прорези в перегородке 37 со стороны камеры с более высоким давлением может быть размещена пробка 20. To increase the number of working chambers, i.e. expanding the functionality of the machine, it can be equipped with at least a second partition (not conventionally shown in the drawing), similarly to the first also placed in the plane of the axis of the hub 2, as the first partition 37, and in the plate 35 a second slot is made in which the second partition is placed. In this case, the second partition is also connected to the hub 2 and to the pistons 3 and interacts with the housing 1 and the walls of the slot in the plate 35. From the different sides of the second partition in the housing, a second pair of inlet and outlet openings is made. In addition, in the blind longitudinal slot in the partition 37 from the side of the chamber with a higher pressure, a plug 20 can be placed.

На фиг. 18 и 19 изображена объемная машина, работающая в режиме ДВС на самовоспламеняющейся топливовоздушной смеси. От объемной машины, работающей в режиме насоса или компрессора, она отличается наличием второй перегородки 48 (см. фиг. 19), размещенной в плоскости оси ступицы 2 и соединенной с последней и с поршнями 3, при этом в пластине 35 выполнена вторая прорезь 49, в которой размещена вторая перегородка 48, взаимодействующая со стенками прорези 49 в пластине 35 и с корпусом 1. В первой перегородке 37 выполнены две продольные глухие прорези 41, 42, напротив которых в корпусе 1 в плоскости пластины 35 выполнены впускное 9 и выпускное 10 отверстия соответственно, а в боковых стенках 43 и 44 отверстия 45 и 46. При этом на внутренней стенке корпуса 1 выполнены выемки 47 с разных сторон пластины 35 и перегородки 37, обеспечивающие возможность периодического сообщения рабочих камер 39 и 40 с впускным 9 и выпускным 10 отверстиями через продольные прорези 41 и 42. Во второй перегородке 48 выполнена одна продольная глухая прорезь 50, в середине которой размещена пробка (на чертеже условно не показана) или в прорези 50 размещен уплотненный палец-поршень 51, разделяющий полость прорези 50 на две замкнутые камеры. Поршень 51 закреплен на корпусе 1 в плоскости пластины 35, а на внутренней стенке корпуса 1 выполнены выемки 52 с разных сторон второй перегородки 48 и пластины 35, обеспечивая возможность периодического сообщения замкнутых камер в прорези 50 перегородки 48 с камерами сгорания 53 и 54 в корпусе 1. Впускное отверстие 9 соединено с источником подачи самовоспламеняющейся топливовоздушной смеси (на чертеже условно не показан), а выпускное 10 - с выхлопом (на чертеже условно не показан). Вал 5 машины соединен с внешним приводом (на черте условно не показан). In FIG. Figures 18 and 19 show a volumetric machine operating in the internal combustion engine mode on a self-igniting air-fuel mixture. It differs from a volumetric machine operating in the pump or compressor mode by the presence of a second partition 48 (see Fig. 19) located in the plane of the axis of the hub 2 and connected to the latter and with the pistons 3, while a second slot 49 is made in the plate 35, in which the second partition 48 is placed, interacting with the walls of the slot 49 in the plate 35 and with the housing 1. In the first partition 37 there are two longitudinal blind slots 41, 42, opposite which the inlet 9 and the outlet 10 are made in the housing 1 in the plane of the plate 35, respectively but in boko the outlet walls 43 and 44 of the holes 45 and 46. At the same time, recesses 47 are made on the inner wall of the housing 1 from the different sides of the plate 35 and the partition wall 37, allowing periodic communication of the working chambers 39 and 40 with the inlet 9 and the outlet 10 through longitudinal slots 41 and 42. In the second partition 48, there is one longitudinal blind slot 50, in the middle of which there is a plug (not shown conventionally in the drawing) or a sealed finger-piston 51 is placed in the slot 50, dividing the cavity of the slot 50 into two closed chambers. The piston 51 is mounted on the housing 1 in the plane of the plate 35, and recesses 52 are made on the inner wall of the housing 1 from different sides of the second partition 48 and the plate 35, providing the possibility of periodic communication of the closed chambers in the slot 50 of the partition 48 with the combustion chambers 53 and 54 in the housing 1 The inlet 9 is connected to a source of supply of a self-combustible air-fuel mixture (not conventionally shown in the drawing), and the exhaust 10 - with an exhaust (not conventionally shown in the drawing). The shaft 5 of the machine is connected to an external drive (not shown conventionally in the drawing).

Кроме того, при использовании несамовоспламеняющейся топливовоздушной смеси и внешнего смесеобразования в ДВС на корпусе 1 с разных сторон поршня 51 или в стенках камер сгорания корпуса 1 устанавливают свечи зажигания (на чертеже условно не показаны), а при внутреннем смесеобразовании там же устанавливают топливные форсунки (на чертеже условно не показаны). In addition, when using a non-combustible air-fuel mixture and external mixture formation in the internal combustion engine on the housing 1 from different sides of the piston 51 or in the walls of the combustion chambers of the housing 1, spark plugs are installed (not shown conventionally in the drawing), and fuel nozzles are installed in the same mixture (on conventionally not shown in the drawing).

Для надежной работы все взаимодействующие между собой элементы уплотнены (на чертеже условно не показаны). For reliable operation, all interacting elements are sealed (not conventionally shown in the drawing).

Принцип работы объемной машины по второму варианту такой же, как и объемной машины по первому варианту. Непринципиальное отличие заключается лишь в том, что при работе в первом варианте перегородка 6 неподвижна относительно впускного 9 и выпускного 10 отверстий в корпусе 1 при вращательно-качательном движении ступицы 2 с поршнями 3, а при работе машины по второму варианту перегородка 37 со ступицей 2 и поршнями 3 совершает вращательно-качательное движение относительно впускных 9 и выпускных 10 отверстий в корпусе 1. В первом варианте протекание рабочего процесса зависит от положения плоскости поршня 3 относительно впускного 9 и выпускного 10 отверстий, а во втором варианте от положения подвижной перегородки 37, соединенной с поршнями 3 относительно впускных 9 и выпускных 10 отверстий. При этом во втором варианте каждый поршень 3, совершая вращательно-качательное движение со ступицей 2 и перегородкой 37 также постоянно взаимодействует с корпусом 1 поверхностью обода поршня 3 по окружности, а с пластиной 35 по образующей конуса рабочей поверхности поршня 3, т.е. по линиям 34, так же как и в первом варианте. Причем эта линия и обеспечивает при вращательно-качательном движении поршней 3 относительно корпуса 1 герметичное отделение объемов в рабочих камерах 39 и 40, обеспечивая нормальное протекание в них рабочих процессов. The principle of operation of the volumetric machine in the second embodiment is the same as the volumetric machine in the first embodiment. The unprincipled difference lies only in the fact that when working in the first embodiment, the partition 6 is stationary relative to the inlet 9 and the outlet 10 of the holes in the housing 1 during rotational-swinging movement of the hub 2 with pistons 3, and when the machine is operating in the second embodiment, the partition 37 with the hub 2 and the pistons 3 performs a rotary-swinging motion relative to the inlet 9 and the outlet 10 holes in the housing 1. In the first embodiment, the flow of the working process depends on the position of the plane of the piston 3 relative to the inlet 9 and the outlet 10 Tille, in the second embodiment, the position of movable partition 37 connected to the piston 3 relative to the inlet 9 and outlet 10 openings. In this case, in the second embodiment, each piston 3, making a rotary-swinging motion with the hub 2 and the baffle 37, also constantly interacts with the housing 1 by the surface of the piston rim 3 around the circumference, and with the plate 35 along the generatrix of the cone of the working surface of the piston 3, i.e. along lines 34, as in the first embodiment. Moreover, this line provides for the rotational-rocking movement of the pistons 3 relative to the housing 1, hermetic separation of the volumes in the working chambers 39 and 40, ensuring the normal course of work processes in them.

Объемная машина, изображенная на фиг. 15, в режиме насоса работает следующим образом. The volumetric machine shown in FIG. 15, in pump mode, operates as follows.

При вращении вала 5 от внешнего привода (на чертеже условно не показан) вращающий момент через сферический сегмент 36 передается ступице 2 с поршнями 3. При этом ось ступицы 2, расположенная под углом к оси вала 5 машины, описывает в пространстве два конуса с вершиной в центре корпуса 1. При этом наличие перегородки 37 на ступице 2, которая размещена в прорези 38 пластины 35, закрепленной неподвижно на корпусе 1, препятствует совершению кругового вращательного движения всех точек ступицы 2 и поршней 3 вокруг оси вала 5 машины. When the shaft 5 is rotated by an external drive (not shown conditionally in the drawing), the torque is transmitted through the spherical segment 36 to the hub 2 with pistons 3. In this case, the axis of the hub 2, located at an angle to the axis of the shaft 5 of the machine, describes in space two cones with an apex the center of the housing 1. At the same time, the presence of a partition 37 on the hub 2, which is located in the slot 38 of the plate 35, fixed stationary on the housing 1, prevents the circular rotational movement of all points of the hub 2 and pistons 3 around the axis of the shaft 5 of the machine.

Однако в силу наличия конструктивного узла "перегородка 37 прорезь 38 пластины 35", все точки ступицы 2 с поршнями 3 совершают сложное качательно-вращательное движение относительно корпуса 1. При таком сложном движении поршней 3 относительно стенок корпуса 1 и отверстий 9 и 10, рассмотрим протекание рабочего процесса в рабочих камерах 39 и 40 корпуса 1, например, только для верхнего поршня 3. Пусть впускное 9 отверстие верхней камеры 39 сообщено с источником подачи рабочей среды, а выпускное 10 с потребителем (на чертеже они условно не показаны), при этом поршень 3 с перегородкой 37 находится в любом положении относительно впускного 9 отверстия (при этом размеры отверстий 9 и 10, толщина пластины 35 и места расположения отверстий 9 и 10 с разных сторон перегородки 37 выбраны таким образом, что при любом наклоне перегородки 37 на два отверстия 9 и 10 не могут одновременно находиться по одну сторону перегородки 37). Для пояснения описания работы машины в режиме насоса будем использовать диаграммы (см. фиг. 25), представляющие собой упрощенную развертку корпуса 1 машины, на которую спроецирована линия обода поршня 3, по которой постоянно они взаимодействуют. Поскольку ступица 2 с поршнями 3 совершает в пространстве сложное движение, то и ободы поршней 3 будут взаимодействовать с поверхностью корпуса 1 по сложной траектории, однако линия на диаграмме фактически отражает изменение объемов рабочих камер 39 и 40, что очень важно при описании процессов в них. Развертка выполнена по середине перегородки 37, поэтому впускное 9 и выпускное 10 отверстия расположены внутри диаграммы: впускное 9 - слева, а выпускное 10 - справа. Для упрощения пояснения работы насоса на диаграмме перегородка 37 находится в одном вертикальном положении относительно пластины 35, горизонтальная нижняя линия (на самом деле перегородка 37 будет отклоняться в сторону от отверстий 9 и 10, совершая сложное движение). Пусть в исходном состоянии поршень 3 взаимодействует с пластиной 35 в положении, когда перегородка 37 опущена вниз. В этом положении впускное 9 и выпускное 10 отверстия перекрыты поршнем 3 от соответствующих линий - питания и слива. Это исходное состояние. Рассмотрим протекание процессов в рабочей камере при перекачивании рабочей среды при повороте вала 5 машины через каждые 45o против часовой стрелки. При повороте вала 5 на первые 45o впускное 9 отверстие открывается, т. к. поршень отклоняется от своего исходного состояния и приподнимается над пластиной 35, и рабочая среда начинает поступать в рабочую камеру 39. При дальнейшем повороте вала 5 объем рабочей камеры 39 продолжает увеличиваться (на диаграмме заштрихованная область), заполняясь рабочей средой. Так будет происходить в течение всего первого оборота вала 5, после чего впускное 9 и выпускное 10 отверстия опять перекрываются поршнем 3, отключая камеры 39 и 40 от линий питания и слива. Как только вал 5 начинает второй оборот, впускное 9 и выпускное 10 отверстия открываются: предыдущий заполненный объем рабочей камеры 39 сообщается через отверстие 10 со сливом - начинается ее опорожнение, и одновременно во вновь образовавшийся объем рабочей камеры 39 через отверстие 9 начинает поступать вторая порция рабочей среды. На диаграмме это соответствует незаштрихованной области, начиная с 0o (что соответствует второму обороту) - начинается поступление рабочей среды потребителю и новое заполнение (заштрихованная область). За полный второй оборот рабочая камера с рабочей средой полностью опорожняется, а последующий объем опять заполнен новой порцией рабочей среды.However, due to the presence of the structural unit "partition 37 slot 38 of the plate 35", all points of the hub 2 with pistons 3 perform a complex swing-rotational movement relative to the housing 1. With such a complex movement of the pistons 3 relative to the walls of the housing 1 and holes 9 and 10, we consider the leakage the working process in the working chambers 39 and 40 of the housing 1, for example, only for the upper piston 3. Let the inlet 9 of the upper chamber 39 communicate with the source of the working medium, and the outlet 10 with the consumer (they are not shown in the drawing), while the piston 3 with the baffle 37 is in any position relative to the inlet 9 of the hole (the dimensions of the holes 9 and 10, the thickness of the plate 35 and the location of the holes 9 and 10 from different sides of the baffle 37 are selected so that for any inclination of the baffle 37 into two holes 9 and 10 cannot simultaneously be on one side of the partition 37). To clarify the description of the operation of the machine in pump mode, we will use the diagrams (see Fig. 25), which are a simplified scan of the machine body 1 onto which the piston rim line 3 is projected, along which they constantly interact. Since the hub 2 with the pistons 3 makes a complex motion in space, the rims of the pistons 3 will interact with the surface of the housing 1 along a complex path, however, the line on the diagram actually reflects the change in the volumes of the working chambers 39 and 40, which is very important when describing the processes in them. The scan is made in the middle of the partition 37, so the inlet 9 and outlet 10 holes are located inside the diagram: inlet 9 is on the left and outlet 10 is on the right. To simplify the explanation of the pump operation in the diagram, the baffle 37 is in one vertical position relative to the plate 35, the horizontal bottom line (in fact, the baffle 37 will deviate to the side from holes 9 and 10, making a complex movement). Let in the initial state, the piston 3 interacts with the plate 35 in the position when the baffle 37 is lowered down. In this position, the inlet 9 and outlet 10 openings are blocked by the piston 3 from the corresponding lines - power and drain. This is the initial state. Consider the processes in the working chamber when pumping the working medium when the shaft 5 of the machine is rotated every 45 o counterclockwise. When the shaft 5 is rotated by the first 45 o, the inlet 9 opens, since the piston deviates from its initial state and rises above the plate 35, and the working medium begins to flow into the working chamber 39. With a further rotation of the shaft 5, the volume of the working chamber 39 continues to increase (shaded area in the diagram), filling with the working environment. This will happen throughout the entire first revolution of the shaft 5, after which the inlet 9 and outlet 10 openings are again blocked by the piston 3, disconnecting the chambers 39 and 40 from the supply and drain lines. As soon as the shaft 5 starts the second revolution, the inlet 9 and the outlet 10 of the hole open: the previous filled volume of the working chamber 39 is communicated through the hole 10 with a drain - it starts emptying, and at the same time a second portion of the working chamber begins to enter the newly formed volume of the working chamber 39 through the hole 9 Wednesday. In the diagram, this corresponds to the unshaded area, starting from 0 o (which corresponds to the second turn) - the flow of the working medium to the consumer and a new filling (shaded area) begin. For a full second revolution, the working chamber with the working medium is completely empty, and the subsequent volume is again filled with a new portion of the working medium.

При работе машины в режиме компрессора на выходе из машины может быть установлен обратный клапан, газовый редуктор или ресивер, что обеспечит нагнетание газа потребителю под заданным давлением. When the machine is operating in compressor mode, a check valve, gas reducer or receiver can be installed at the outlet of the machine, which will ensure gas is pumped to the consumer at a given pressure.

Кроме того, установка в средней части продольной прорези в перегородке 37 пробки со стороны рабочей камеры с более высоким давлением, при работе машины может обеспечить сжатие газа до заданной величины в рабочей камере и выдачу его потребителю. При этом ее заполнение газом происходит за полный первый оборот вала, сжатие до заданного давления (оно определяется положением выемки 47 относительно пробки 20 в прорези 39) в пределах второго оборота, а при его завершении выдача порции газа с заданным давлением. При этом размер выемок 47 и место их расположения на корпусе 1 относительно прорези 39 в перегородке 37 и впускного 10 отверстия будут обеспечивать полное опорожнение рабочих камер за время их сообщения выемками 47 с выпускным 10 отверстием (продольной прорезью). In addition, the installation of a plug in the middle of the longitudinal slot in the partition 37 from the side of the working chamber with a higher pressure, when the machine is in operation, can provide gas compression to a predetermined value in the working chamber and give it to the consumer. At the same time, it is filled with gas for the first full revolution of the shaft, compression to a predetermined pressure (it is determined by the position of the recess 47 relative to the plug 20 in the slot 39) within the second revolution, and when it is completed, a portion of gas is released with a given pressure. The size of the recesses 47 and their location on the housing 1 relative to the slot 39 in the partition 37 and the inlet 10 of the hole will ensure complete emptying of the working chambers during their communication with the recesses 47 with the outlet 10 hole (longitudinal slot).

ДВС с внешним смешением, работающий на самовоспламеняющейся топливовоздушной смеси, изображенный на фиг. 18 и 19, работает следующим образом. Для пояснения работы ДВС воспользуемся диаграммами изменения объемов рабочих камер только для верхней камеры, ограниченной снизу пластиной 35, изображенными на фиг. 26. Слева на диаграмме прорезь 40 в перегородке 37, напротив которой впускное отверстие 9, при этом в боковой стенке 44 перегородки 37 выполнено отверстие 46 в ее средней части. Справа на диаграмме прорезь 41 в перегородке 37, сообщающаяся с выпускным 10 отверстием (выхлопом), а в боковой стенке 43 перегородки 37 в ее средней части выполнено отверстие 45. Рабочие объемы на диаграмме представляют собой зону между ломаной линией - линией взаимодействия обода 33 поршня 3 с поверхностью корпуса 1 и поверхностью пластины 35, ограниченные стенками перегородок 37 и 48. External mixing internal combustion engine operating on a self-igniting air-fuel mixture shown in FIG. 18 and 19, works as follows. To explain the operation of the internal combustion engine, we will use the diagrams of changes in the volumes of the working chambers only for the upper chamber, bounded from below by the plate 35, shown in FIG. 26. On the left in the diagram, a slot 40 is in the partition 37, opposite which is the inlet 9, while an opening 46 is made in its middle part in the side wall 44 of the partition 37. On the right in the diagram, a slot 41 in the baffle 37 communicating with the outlet 10 (exhaust) 10, and a hole 45 is made in the side wall 43 of the baffle 37 in its middle part. The working volumes in the diagram represent the area between the broken line — the line of interaction of the piston rim 33 with the surface of the housing 1 and the surface of the plate 35, limited by the walls of the partitions 37 and 48.

Примем за исходное (соответствующее 0o оборота вала 5 машины) состояние элементов ДВС положение, при котором перегородка 37 опущена вниз и поршень 3 взаимодействует с пластиной 35 по стенкам прорези 38 (см. фиг. 26). В этом положении впускное 9 отверстие и выпускное 10 отверстие перекрыты поршнем 3.We take for the initial (corresponding to 0 o revolution of the shaft 5 of the machine) the state of the internal combustion engine elements the position at which the baffle 37 is lowered down and the piston 3 interacts with the plate 35 along the walls of the slot 38 (see Fig. 26). In this position, the inlet 9 hole and the outlet 10 hole are blocked by the piston 3.

I цикл всасывания (от 0 до 270o поворота вала 5). Вал 5 машины, начиная вращаться, открывает впускное отверстие 9 и топливовоздушная смесь поступает через прорезь 42 и выемку 47 в рабочую камеру 40, открывается при этом и выпускное 10 отверстие, но мы будем рассматривать процессы последовательно, только то, что происходит в камере 40, начиная с заполнения ее рабочей смесью.I suction cycle (from 0 to 270 o rotation of the shaft 5). The shaft 5 of the machine, starting to rotate, opens the inlet 9 and the air-fuel mixture enters through the slot 42 and the recess 47 into the working chamber 40, and the outlet 10 is opened, but we will consider the processes sequentially, only what happens in the chamber 40, starting with filling it with the working mixture.

В пределах от 0 до 90o поворота вала 5 рабочая смесь поступает через выемку 47, в пределах от 90 до 180o - через выемку 47 и отверстие 46 в стенке 44 перегородки 37, а в пределах от 180 до 270o через отверстие 46 в стенке 44. Камера 40 заполнена рабочей смесью.In the range from 0 to 90 o rotation of the shaft 5, the working mixture enters through the recess 47, in the range from 90 to 180 o through the recess 47 and the hole 46 in the wall 44 of the partition 37, and in the range from 180 to 270 o through the hole 46 in the wall 44. The chamber 40 is filled with a working mixture.

II цикл сжатия (от 270 до 540o поворота вала 5). В пределах от 270 до 360o поворота вала рабочая смесь находится в замкнутом объеме рабочей камеры, но за счет его уменьшения (см. диаграмму) смесь начинает сжиматься. В пределах от 360 до 540o рабочая смесь продолжает сжиматься за счет уменьшения объема рабочей камеры 40, но при этом она сообщается выемкой 52 с замкнутой камерой в прорези 50 над поршнем 51, куда рабочая смесь полностью передавливается и при достижении валом 5 угла поворота 540o объем замкнутой камеры в прорези 50 достигает своего минимального значения, а давление и температура в ней максимального значения.II compression cycle (from 270 to 540 o rotation of the shaft 5). In the range from 270 to 360 o rotation of the shaft, the working mixture is in a closed volume of the working chamber, but due to its reduction (see diagram), the mixture begins to compress. In the range from 360 to 540 o the working mixture continues to shrink due to the reduction of the volume of the working chamber 40, but it is communicated by a recess 52 with a closed chamber in the slot 50 above the piston 51, where the working mixture is completely squeezed and when the shaft 5 reaches an angle of rotation of 540 o the volume of the closed chamber in slot 50 reaches its minimum value, and the pressure and temperature in it reaches its maximum value.

III цикл горения (от 540 до 810o поворота вала 5). При этих параметрах рабочая смесь воспламеняется (если несамовоспламеняющаяся рабочая смесь, то в этот момент подается электропитание на свечу). В пределах от 540 до 720o происходит горение с расширением продуктов сгорания, которые через другую выемку 52 поступают из замкнутой камеры в прорези 50 в камеру сгорания 53, догорая в ней и продолжая расширяться. Давление продуктов сгорания воздействует на поршень 51 и поршень 3, приводя последний во вращение вместе со ступицей 2. Это вращение передается валу 5. В пределах этого угла поворота вала 5 замкнутая камера в прорези 50 продолжает опорожняться через выемку 52, а в пределах от 720 до 810o продолжается догорание рабочей смеси и расширение продуктов сгорания только в камере сгорания 53.III combustion cycle (from 540 to 810 o rotation of the shaft 5). With these parameters, the working mixture ignites (if the non-self-igniting working mixture, then the candle is supplied with power). In the range from 540 to 720 o there is combustion with the expansion of the combustion products, which through another recess 52 come from a closed chamber in the slot 50 into the combustion chamber 53, dying in it and continuing to expand. The pressure of the combustion products acts on the piston 51 and piston 3, causing the latter to rotate together with the hub 2. This rotation is transmitted to the shaft 5. Within this angle of rotation of the shaft 5, the closed chamber in the slot 50 continues to be emptied through the recess 52, and in the range from 720 to 810 o continues to burn the mixture and the expansion of the combustion products only in the combustion chamber 53.

IV цикл выхлопа (от 810 до 1080o поворота вала 5). В пределах от 810 до 900o происходит выхлоп через отверстия 45 в стенке 43 перегородки 37 в прорезь 41 и затем в выпускное 10 отверстие вследствие уменьшения объема рабочей камеры и избыточного давления продуктов сгорания. В пределах от 900 до 990o выхлоп продолжается через отверстие 45 и выемку 47 на корпусе 1. А в пределах от 990 до 1080o выхлоп заканчивается через выемку 47, сообщающую камеру сгорания 53 с прорезью 41 в перегородке 37 и выпускным отверстием 10.IV exhaust cycle (from 810 to 1080 o rotation of the shaft 5). In the range from 810 to 900 o there is an exhaust through the holes 45 in the wall 43 of the partition 37 into the slot 41 and then into the outlet 10 hole due to the reduction of the volume of the working chamber and the overpressure of the combustion products. In the range from 900 to 990 o the exhaust continues through the opening 45 and the recess 47 on the housing 1. And in the range from 990 to 1080 o the exhaust ends through the recess 47, which communicates the combustion chamber 53 with a slot 41 in the partition 37 and the outlet 10.

Одновременно с этими циклами, протекающими в рабочих камерах под поршнем 3, над пластиной 35, аналогичные процессы происходят в рабочих камерах над поршнем 3 под пластиной 35, но со сдвигом на фазу. Simultaneously with these cycles occurring in the working chambers under the piston 3, above the plate 35, similar processes occur in the working chambers above the piston 3 under the plate 35, but with a phase shift.

Преимущество объемной машины по второму варианту заключается в ее высокой надежности работы. Это обеспечивается тем, что пластина, разделяющая рабочие камеры, неподвижно закреплена в корпусе, а качательно-вращательное движение поршней обеспечивается перегородкой, закрепленной на ступице, и прорезью в пластине, в которой размещена перегородка. The advantage of the volumetric machine in the second embodiment is its high reliability. This is ensured by the fact that the plate separating the working chambers is fixedly mounted in the housing, and the rotational-rotational movement of the pistons is provided by a partition fixed on the hub and a slot in the plate in which the partition is located.

Для ДВС упрощается конструкция за счет выполнения системы управления топливными клапанами газораспределительного механизма в виде выемок на поверхности корпуса, обеспечивающих возможность периодического сообщения рабочих камер с выпускным и впускным отверстиями, тем самым регулируя последовательность протекающих рабочих циклов в камерах сгорания, включая заполнение их рабочей смесью и опорожнения от продуктов сгорания. For internal combustion engines, the design is simplified by implementing a gas distribution valve control system in the form of recesses on the housing surface, which allow periodic communication of working chambers with exhaust and inlet openings, thereby regulating the sequence of running work cycles in the combustion chambers, including filling them with a working mixture and emptying from combustion products.

Claims (8)

1. Объемная машина, содержащая корпус, в котором размещена с возможностью вращения и качания ступица с жестко закрепленным на ней поршнем двойного действия, выполненного в виде кольца с прорезью, в которой размещена перегородка, образующая в корпусе рабочие камеры и неподвижно закрепленная на корпусе в плоскости вала машины, связанного со ступицей, ось которой проходит под углом к оси вала машины и перпендикулярна плоскости, проходящей через основание поршня на ступице, а на корпусе выполнены впускное и выпускное отверстия, отличающаяся тем, что впускное и выпускное отверстия выполнены в перегородке в виде сквозных продольных прорезей, а машина снабжена каналами, обеспечивающими возможность сообщения впускного и выпускного отверстий с рабочими камерами, и выполненными в виде сквозных отверстий в боковых стенках перегородки и/или в виде выемок на поверхности ступицы. 1. A volumetric machine comprising a housing in which a hub is arranged for rotation and rocking with a double-acting piston rigidly fixed thereon, made in the form of a ring with a slot, in which a partition is placed, forming working chambers in the housing and fixedly mounted on the housing in the plane the shaft of the machine associated with the hub, the axis of which passes at an angle to the axis of the shaft of the machine and is perpendicular to the plane passing through the base of the piston on the hub, and the inlet and outlet openings are made on the body, characterized by We assume that the inlet and outlet openings are made in the form of through longitudinal slots, and the machine is equipped with channels that allow the inlet and outlet openings with working chambers, and made in the form of through openings in the side walls of the partition and / or in the form of recesses on the surface hubs. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности корпуса в плоскости вала машины выполнена по меньшей мере еще одна перегородка, с разных сторон которой в корпусе выполнены дополнительные впускное и выпускное отверстия, а в поршне выполнена прорезь, в которой размещена вторая перегородка. 2. The machine according to claim 1, characterized in that at least one more partition is made on the inner surface of the housing in the plane of the machine shaft, on the different sides of which additional inlet and outlet openings are made in the housing, and a slot is made in the piston in which second partition. 3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в средней части сквозной продольной прорези в перегородке, со стороны рабочей камеры с более высоким давлением, размещена пробка. 3. The machine according to claim 1, characterized in that in the middle part of the through longitudinal slot in the partition, from the side of the working chamber with a higher pressure, a cork is placed. 4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности корпуса в плоскости вала машины выполнена взаимодействующая со ступицей дополнительная перегородка с выполненной изнутри глухой продольной прорезью, средняя часть которой перекрыта пробкой, или в прорези размещен с возможностью продольного перемещения уплотненный ползун, соединенный со ступицей в плоскости поршня и разделяющий полость глухой прорези на две замкнутые камеры, а в поршне выполнена прорезь, в которой размещена дополнительная перегородка, причем на поверхности ступицы выполнены каналы, обеспечивающие возможность периодического сообщения замкнутых камер с рабочими камерами в корпусе. 4. The machine according to claim 1, characterized in that on the inner surface of the housing in the plane of the shaft of the machine, an additional partition interacting with the hub is made with a blind longitudinal slot made from the inside, the middle part of which is blocked by a stopper, or a sealed slider is placed with the possibility of longitudinal movement, connected to the hub in the plane of the piston and dividing the cavity of the blind slot into two closed chambers, and in the piston a slot is made in which an additional partition is placed, and on the surface and the hub has channels that provide for periodic messages closed chambers with the working chambers in the housing. 5. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена пластиной в виде кольца и вторым поршнем, жестко закрепленным на ступице, при этом ступица разделена пополам по плоскости, перпендикулярной оси ступицы, на каждой половине которой симметрично относительно плоскости ее деления размещены поршни, при этом кольцевая пластина размещена в экваториальной плоскости корпуса, перпендикулярной оси вала машины, и неподвижно соединена с корпусом и перегородкой, а поршни расположены с разных сторон пластины, уплотненной относительно ступицы, обе половины которой установлены с возможностью вращения относительно друг друга. 5. The machine according to claim 1, characterized in that it is equipped with a plate in the form of a ring and a second piston rigidly mounted on the hub, while the hub is divided in half along a plane perpendicular to the axis of the hub, on each half of which the pistons are placed symmetrically relative to the plane of division wherein the annular plate is placed in the equatorial plane of the housing perpendicular to the axis of the machine shaft and is fixedly connected to the housing and the baffle, and the pistons are located on different sides of the plate sealed relative to the hub, both polo whose faults are installed with the possibility of rotation relative to each other. 6. Объемная машина, содержащая корпус, в котором размещена пара оппозитных поршней, жестко соединенных друг с другом посредством ступицы и установленных с возможностью вращения и качания в корпусе, при этом по меньшей мере один из поршней соединен с валом машины, причем на ступице к плоскости ее оси закреплена вертикальная перегородка, соединенная с поршнями, а в экваториальной плоскости корпуса закреплена пластина с прорезью, в которой размещена перегородка, взаимодействующая с корпусом и со стенками прорези в пластине, взаимодействующей со ступицей, причем поршни расположены на ступице по обе стороны пластины с образованием в корпусе рабочих камер, при этом впускное и выпускное отверстия выполнены с разных сторон перегородки, отличающаяся тем, что в перегородке выполнены две глухие прорези, напротив которых в корпусе расположены впускное и выпускное отверстия, и снабжена каналами, обеспечивающими возможность сообщения продольных прорезей с рабочими камерами, при этом каналы выполнены в виде сквозных отверстий в боковых стенках перегородки и/или в виде выемок на внутренней поверхности корпуса. 6. Volumetric machine, comprising a housing in which a pair of opposed pistons is placed, rigidly connected to each other by a hub and mounted for rotation and swinging in the housing, while at least one of the pistons is connected to the shaft of the machine, and on the hub to the plane its axis is fixed by a vertical partition connected to the pistons, and in the equatorial plane of the body is fixed a plate with a slot in which a partition is placed, interacting with the body and with the walls of the slot in the plate, interacting th with a hub, and the pistons are located on the hub on both sides of the plate with the formation of working chambers in the housing, while the inlet and outlet openings are made on different sides of the partition, characterized in that there are two blind slots in the partition, opposite which the inlet and the outlet, and is equipped with channels that enable the communication of longitudinal slots with the working chambers, while the channels are made in the form of through holes in the side walls of the partition and / or in the form of recesses on the inside lower surface of the housing. 7. Машина по п. 6, отличающаяся тем, что в средней части продольной прорези перегородки, со стороны рабочей камеры с более высоким рабочим давлением, размещена пробка. 7. The machine according to p. 6, characterized in that in the middle part of the longitudinal slot of the partition, from the side of the working chamber with a higher working pressure, a cork is placed. 8. Машина по п. 6, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной перегородкой, размещенной в плоскости оси ступицы и соединенной с последней и с поршнями, при этом в пластине выполнена прорезь, в которой размещена дополнительная перегородка, взаимодействующая со стенками прорези в пластине и с корпусом, причем в дополнительной перегородке выполнена продольная прорезь, средняя часть которой закрыта пробкой или в прорези размещен уплотненный палец-поршень, закрепленный на корпусе в плоскости пластины и разделяющий полость прорези на две замкнутые камеры, а на внутренней стенке корпуса выполнены каналы, обеспечивающие возможность периодического сообщения замкнутых камер в прорези дополнительной перегородки с рабочими камерами в корпусе. 8. The machine according to p. 6, characterized in that it is equipped with an additional partition placed in the plane of the axis of the hub and connected to the latter and with the pistons, while a slot is made in the plate, in which an additional partition is placed, interacting with the walls of the slot in the plate and with the housing, moreover, a longitudinal slot is made in the additional partition, the middle part of which is closed by a plug or a sealed finger-piston is placed in the slot, mounted on the housing in the plane of the plate and dividing the cavity of the slot into two the closed chamber and the inner wall of the housing has channels that provide for periodic posts in closed chambers slit septum with additional working chambers in the housing.
RU96123796/06A 1996-12-19 1996-12-19 Displacement machine (versions) RU2134796C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96123796/06A RU2134796C1 (en) 1996-12-19 1996-12-19 Displacement machine (versions)
PCT/RU1997/000268 WO1998027317A1 (en) 1996-12-19 1997-08-20 Positive displacement pump
AU41398/97A AU4139897A (en) 1996-12-19 1997-08-20 Positive displacement pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96123796/06A RU2134796C1 (en) 1996-12-19 1996-12-19 Displacement machine (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96123796A RU96123796A (en) 1999-02-20
RU2134796C1 true RU2134796C1 (en) 1999-08-20

Family

ID=20188250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96123796/06A RU2134796C1 (en) 1996-12-19 1996-12-19 Displacement machine (versions)

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU4139897A (en)
RU (1) RU2134796C1 (en)
WO (1) WO1998027317A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007142553A2 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Alexandr Vladimirovich Didin Positive-displacement rotary machine
WO2007142557A2 (en) * 2006-06-06 2007-12-13 Alexandr Vladimirovich Didin Positive-displacement rotary machine
WO2008008003A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-17 Alexandr Vladimirovich Didin Method for operating a positive displacement rotary machine and a device for carrying out said method
WO2013109170A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 Didin Alexandr Vladimirovich Three-dimensional spherical rotary machine
RU2752114C1 (en) * 2018-02-27 2021-07-22 Фету Лимитед Roticulating thermodynamic device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100338336C (en) * 2005-04-05 2007-09-19 雷激 Ball shape rotary engine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3816037A (en) * 1972-01-26 1974-06-11 Moteurs D Aviat Soc Nat Et Con Double wobble plate compressors
US4024841A (en) * 1974-10-25 1977-05-24 Smith David B Rotary internal combustion engine with oscillating pistons
NO148042C (en) * 1981-03-02 1983-07-27 Thor Larsen POWER TRANSMISSION MACHINE WITH A Piston THAT CAN MAKE A COMBINED TURN AND TIP MOVEMENT
SU1372072A1 (en) * 1983-11-16 1988-02-07 Минский радиотехнический институт Two-coordinate rotary-piston engine
US5251594A (en) * 1991-12-31 1993-10-12 Leonard Meyer Nutating internal combustion engine

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007142553A2 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Alexandr Vladimirovich Didin Positive-displacement rotary machine
WO2007142553A3 (en) * 2006-06-02 2008-03-06 Alexandr Vladimirovich Didin Positive-displacement rotary machine
EA012812B1 (en) * 2006-06-02 2009-12-30 Александр Владимирович ДИДИН Positive displacement rotary machine (embodiments)
WO2007142557A2 (en) * 2006-06-06 2007-12-13 Alexandr Vladimirovich Didin Positive-displacement rotary machine
WO2007142557A3 (en) * 2006-06-06 2008-03-06 Alexandr Vladimirovich Didin Positive-displacement rotary machine
EA012813B1 (en) * 2006-06-06 2009-12-30 Александр Владимирович ДИДИН Positive displacement rotary machine
US8202070B2 (en) 2006-06-06 2012-06-19 Alexandr Vladimirovich Didin Spherical positive displacement rotary machine
WO2008008003A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-17 Alexandr Vladimirovich Didin Method for operating a positive displacement rotary machine and a device for carrying out said method
EA012827B1 (en) * 2006-07-10 2009-12-30 Александр Владимирович ДИДИН Method for operating a positive displacement rotary machine and a device for carrying out said method
US8152504B2 (en) 2006-07-10 2012-04-10 Alexandr Vladimirovich Didin Method of operation of a spherical positive displacement rotary machine and devices for carrying out said method
WO2013109170A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 Didin Alexandr Vladimirovich Three-dimensional spherical rotary machine
RU2752114C1 (en) * 2018-02-27 2021-07-22 Фету Лимитед Roticulating thermodynamic device

Also Published As

Publication number Publication date
AU4139897A (en) 1998-07-15
WO1998027317A1 (en) 1998-06-25
WO1998027317A8 (en) 1999-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3485218A (en) Rotary piston machines
US7350500B1 (en) Inverted cardioid engine
US3492974A (en) Rotary nutating power device
US3930767A (en) Circular rotor side seal for rotary machines
US3227090A (en) Engine or pump having rotors defining chambers of variable volumes
US3976037A (en) Rotary engine
RU2134796C1 (en) Displacement machine (versions)
US4432708A (en) Scroll type fluid displacement apparatus with pressure communicating passage between pockets
US5293850A (en) Scroll type rotary internal combustion engine
US4316439A (en) Rotary engine with internal or external pressure cycle
US3876348A (en) Rotary engine converter
US4422419A (en) Rotary internal combustion engine
US5404849A (en) Spherical engine
US3954355A (en) Rotary energy converter
US3511584A (en) Rotary fluid power devices
US4008988A (en) Rotary piston expansible chamber device
US3793998A (en) Rotary engine
US3358652A (en) Rotary engine
US4552107A (en) Rotary internal combustion engine
US20030131723A1 (en) Pivoting piston rotary power device
US3528242A (en) Rotary positive displacement machines
JPH0733775B2 (en) Rotating machine
US3753631A (en) Piston machine
JPH01310102A (en) Rotary piston
US20040255898A1 (en) Tri-vane rotary engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051220