RU2161256C2

RU2161256C2 - Rotary internal combustion engine

Info

Publication number: RU2161256C2
Application number: RU99103705/06A
Authority: RU
Inventors: А.И. Позднеев
Original assignee: Позднеев Авенир Иванович
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-12-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; rotary engines. SUBSTANCE: rotary compression machine, for instance, internal combustion engine, has housing-stator with spherical working space and rotor. Dividing disk arranged on spherical thickened part of rotor axle. Dividing disk has blades swinging on radial axles and conical members with slots for blade travel mated with working space of housing-stator. Blades are rigidly secured on conical members. Radial axles of diving disk are furnished with slots to let blade pass. EFFECT: creating of reliable high-speed internal combustion engine of high efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным машинам объемного расширения, в частности к роторным четырехтактным двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering, in particular to rotary volume expansion machines, in particular to rotary four-stroke internal combustion engines.

Известна роторная машина, содержащая корпус-статор со сферической рабочей полостью и ротор, состоящий из оси со сферическим утолщением и закрепленных на оси симметрично двух конических элементов с прорезями для лопаток и наклонного разделительного диска со сферическими фланцами, сопряженные как со сферическим утолщением оси, так и с внутренней полостью конических элементов, причем на диске укреплены качающиеся на радиальных осях лопатки-перегородки, сопряженные с прорезями конических элементов и перемещающиеся в них при вращении ротора. Наклон разделительного диска при этом фиксируется кольцевым ободом, установленным в кольцевой проточке корпуса (1). Known rotary machine containing a stator housing with a spherical working cavity and a rotor consisting of an axis with a spherical thickening and symmetrically mounted on the axis of two conical elements with slots for the blades and an inclined spacer disk with spherical flanges, conjugated with both a spherical thickening of the axis and with the internal cavity of the conical elements, moreover, on the disk, the scaffold-bobbins swinging on the radial axes are coupled to the slots of the conical elements and moving in them when the mouth rotates pa. In this case, the inclination of the separation disk is fixed by an annular rim installed in the annular groove of the housing (1).

Недостатком такой конструкции является укрепление наклонного диска на корпусе, что вызывает необходимость упорных подшипников диаметром, равным диаметру корпуса, а также перемещение лопаток в прорезях конических элементов, что наряду с большими площадями соприкосновения может приводить к перекосам лопаток и заклиниванию их. The disadvantage of this design is the strengthening of the inclined disk on the housing, which necessitates thrust bearings with a diameter equal to the diameter of the housing, as well as the movement of the blades in the slots of the conical elements, which, along with large areas of contact, can lead to skewing of the blades and their jamming.

Известна также машина, содержащая корпус-статор со сферической рабочей полостью и ротор, состоящий из трех частей, две из которых являются коническими элементами, расположенными под углом симметрично диску каждый на своей оси и главной оси ротора с полым сферическим утолщением и выполненным заодно с ним нормально к диаметру, снабженным радиальными осями и разрезными на них лопатками, способными при вращении поворачиваться, следуя за положением прорезей конических элементов и сопряженных с ними (2). A machine is also known, comprising a stator housing with a spherical working cavity and a rotor consisting of three parts, two of which are conical elements located at an angle symmetrically to the disk, each on its axis and the main axis of the rotor with a hollow spherical bulge and made normally with it to the diameter, equipped with radial axes and blades split on them, capable of turning during rotation, following the position of the slots of the conical elements and mating with them (2).

Недостатком этой машины, как и предыдущей, является перемещение лопаток в прорезях конических элементов, а также то, что лопатка состоит из двух частей, поворачивающихся на некоторый угол при каждом обороте диска, что, помимо потерь энергии на ускорение масс лопаток, усиливает возможность их заклинивания в результате сложного шарнирного их соединения. The disadvantage of this machine, as well as the previous one, is the movement of the blades in the slots of the conical elements, as well as the fact that the blade consists of two parts that rotate by a certain angle at each revolution of the disk, which, in addition to energy losses due to the acceleration of the masses of the blades, increases the possibility of jamming as a result of their complex articulation.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков обоих машин-прототипов. The objective of the invention is to remedy these disadvantages of both prototype machines.

Эта задача решается тем, что оба конических элемента соединены жестко между собой неразрезными лопатками, образуя единую деталь, укрепленную на корпусе наклонно по отношению к разделительному диску, который жестко укреплен нормально к основной оси ротора на сферическом утолщении ее. Диск снабжен радиальными осями с прорезями для прохождения лопаток. This problem is solved in that both conical elements are rigidly connected to each other by continuous blades, forming a single part, mounted on the housing obliquely with respect to the separation disk, which is rigidly fixed normally to the main axis of the rotor on its spherical thickening. The disk is equipped with radial axes with slots for the passage of the blades.

В этом случае образуются две обратно-симметричные компрессионные машины в едином корпусе, соединенные перепускным каналом для сжатой топливо-воздушной смеси, что при определенном расположении перепускных окон, лопаток и свечи зажигания (см. фиг. 2), дает возможность использования предлагаемой компрессионной машины объемного расширения в качестве четырехтактного роторного двигателя внутреннего сгорания. In this case, two inversely symmetrical compression machines are formed in a single housing, connected by a bypass channel for compressed fuel-air mixture, which, with a certain arrangement of bypass windows, vanes and a spark plug (see Fig. 2), makes it possible to use the proposed compression volumetric machine expansion as a four stroke rotary internal combustion engine.

На фиг. 1 представлен продольный разрез по A-A предлагаемого двигателя. In FIG. 1 shows a longitudinal section along A-A of the proposed engine.

На фиг. 2 представлен поперечный разрез по B-B фиг. 1. In FIG. 2 is a cross-sectional view along BB-B of FIG. 1.

Двигатель содержит корпус-статор 1 со сферической рабочей полостью. Внутри корпуса-статора установлен ротор, состоящий из разделительного диска 2, снабженного укрепленными на сферическом утолщении 3 оси 4 радиальными осями 5 с прорезями для прохождения лопаток 6, жестко укрепленного на сферическом утолщении 3 и двух конических элементов 7, сопряженных как со сферическим утолщением 3 оси 4, так и со сферической рабочей полостью корпуса статора 1. Конические элементы 7 соединены между собой жестко лопатками 6 и укреплены совместно под некоторым углом к разделительному диску 2. Корпус-статор 1 снабжен соответствующими окнами и каналами всасывания 8, выхлопа 9 и перепускным каналом 10. The engine contains a housing-stator 1 with a spherical working cavity. Inside the stator housing, a rotor is installed, consisting of a separating disk 2, equipped with radial axles 5 mounted on a spherical thickening 3, 4 axes with slots for passing the blades 6, rigidly mounted on a spherical thickening 3 and two conical elements 7, paired with a 3 axis spherical thickening 4, as well as with the spherical working cavity of the stator housing 1. The conical elements 7 are rigidly connected by blades 6 and are fixed together at some angle to the separation disk 2. The stator housing 1 is equipped with conductive windows and suction channels 8, 9 and the exhaust passageway 10.

Предлагаемая машина работает следующим образом. The proposed machine operates as follows.

При вращении оси 4 вместе со сферическим утолщением 3 и разделительным диском 2, лопатки 6, взаимодействуя с прорезями радиальных осей 5 диска 2, приводят во вращение конические элементы 7. When the axis 4 is rotated together with a spherical bulge 3 and the separation disk 2, the blades 6 interacting with the slots of the radial axes 5 of the disk 2, the conical elements 7 are rotated.

Камеры объемного расширения, образуемые смежными лопатками 6, сферической поверхностью утолщения 3, сферической поверхностью рабочей полости корпуса-статора 1, коническими поверхностями элементов 7 и боковыми поверхностями разделительного диска 2, при вращении ротора циклически изменяют свой объем. Volume expansion chambers formed by adjacent blades 6, a spherical thickening surface 3, a spherical surface of the working cavity of the stator housing 1, the conical surfaces of the elements 7 and the side surfaces of the separation disk 2, cyclically change their volume when the rotor rotates.

Каждая камера правой (по фиг. 1) части машины, пройдя путь от места контакта "конус - диск", имеет внутри разрежение и при прохождении окон всасывания 8 заполняется горючей смесью (такт всасывания). Each chamber of the right (in Fig. 1) part of the machine, having traveled from the point of contact "cone - disk", has a vacuum inside and when passing through the suction windows 8 it is filled with a combustible mixture (suction stroke).

После прохождения окон всасывания в замкнутой камере происходит сжатие горючей смеси (такт сжатия) и перед местом контакта "конус - диск" полностью выдавливается в окно перепускного канала 10, попадая в аналогичную камеру левой (по фиг. 1) части машины. After passing through the suction windows in a closed chamber, the combustible mixture is compressed (compression stroke) and before the cone-disk contact point it is completely squeezed out into the bypass channel 10 window, falling into a similar chamber on the left (in Fig. 1) part of the machine.

Пройдя окно перепуска 10, камера становится замкнутой и в ней происходит зажигание горючей смеси с последующим расширением продуктов сгорания до максимального объема камеры (рабочий ход). Разница в давлении на смежные лопатки создает крутящий момент на оси 4. Having passed the bypass window 10, the chamber becomes closed and the ignition of the mixture occurs in it, followed by the expansion of the combustion products to the maximum volume of the chamber (working stroke). The difference in pressure on adjacent blades creates torque on axis 4.

При достижении камерой окон выхлопа 9 из камеры продукты сгорания полностью выдавливаются в атмосферу (такт выхлопа). When the camera reaches the exhaust windows 9 from the chamber, the combustion products are completely squeezed out into the atmosphere (exhaust cycle).

Эти циклические процессы протекают в такой последовательности во всех камерах машины. These cyclic processes occur in this sequence in all chambers of the machine.

Таким образом одна часть обратно симметричной машины работает как нагнетатель горючей смеси (всасывание - сжатие), вторая часть - как тепловой двигатель (рабочий ход - выхлоп), вместе обеспечивая четыре такта двигателя внутреннего сгорания для каждой пары обратно симметричных камер за один оборот двигателя. Thus, one part of the inverse symmetrical machine works as a supercharger of the combustible mixture (suction - compression), the second part - as a heat engine (working stroke - exhaust), together providing four cycles of the internal combustion engine for each pair of inverse symmetrical chambers in one revolution of the engine.

Благодаря закреплению радиальных осей 5 прохождения лопаток 6 сквозь диск 2 на сферическом утолщении 3 оси 4 и жесткому закреплению лопаток 6 на конических элементах 1 не происходит истирания рабочей полости статора, а малый радиус масс и малая ускоряемая масса радиальных осей увеличивают долговечность и экономичность машины. Due to the fixing of the radial axes 5 of the passage of the blades 6 through the disk 2 on a spherical thickening 3 of the axis 4 and the rigid fixing of the blades 6 to the conical elements 1, the stator working cavity does not abrade, and the small mass radius and small accelerated mass of the radial axes increase the durability and efficiency of the machine.

Источники информации:
1. "Роторная компрессионная машина" Патент RU 2062327 от 20 июня 1966 г.Sources of information:
1. "Rotary compression machine" Patent RU 2062327 of June 20, 1966

2. "Роторный двигатель внутреннего сгорания" Патент RU 2102613 от 20 января 1998 г. (прототип). 2. "Rotary internal combustion engine" Patent RU 2102613 of January 20, 1998 (prototype).

Claims

A rotary compression machine (for example, an internal combustion engine) comprising a stator housing with a spherical working cavity and a rotor, on a spherical thickening of the axis of which there is a separation disk with vanes swinging on the radial axes, equipped with conical elements connected with the stator housing with slots for movement blades, characterized in that the blades are rigidly fixed to the conical elements, and the radial axis of the dividing disk is provided with slots for the passage of the blades.