RU2217614C1 - Роторный двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Роторный двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2217614C1 RU2217614C1 RU2002133936/06A RU2002133936A RU2217614C1 RU 2217614 C1 RU2217614 C1 RU 2217614C1 RU 2002133936/06 A RU2002133936/06 A RU 2002133936/06A RU 2002133936 A RU2002133936 A RU 2002133936A RU 2217614 C1 RU2217614 C1 RU 2217614C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- chambers
- stator
- fuel
- compressed air
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям при постоянном объеме. Техническим результатом является повышение надежности и КПД двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит установленный на валу ротор с четырьмя силовоспринимающими полукамерами с каждой боковой стороны, размещенными зеркально по отношению друг к другу с противоположных сторон, и стартор, в котором соответствующие полукамеры размещены по обе стороны от ротора напротив его силовоспринимающих полукамер в виде поочередно расположенных рабочих и продувочных полукамер. Каждая рабочая полукамера соединена с соответствующей смесительной камерой одним каналом напрямую, а другим - через воспламенительную камеру, подключенную к узлу воспламенения тепловоздушной смеси. При этом входы каждой смесительной камеры подсоединены к узлам подачи топлива и сжатого воздуха, к последнему из которых подсоединены и продувочные полукамеры. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области двигателестроения, а именно к роторным двигателям внутреннего сгорания /далее РДВС/.
В настоящее время во многих развитых странах мира широким фронтом ведутся работы по разработке РДВС, которые являются одним из перспективных направлений развития двигателей внутреннего сгорания /ДВС/, с точки зрения веса, габаритов, мощности на единицу веса и др. наиважнейших для любого ДВС параметров.
Известные РДВС реализуют в основном принцип Ванкеля [1], согласно которому наружная поверхность ротора, вращающегося внутри статора за счет сложного кинематического привода, организует все фазы работы ДВС, в том числе и рабочую камеру сгорания, импульс газов в которой используется для вращения ротора, с которого снимается полезный крутящий момент.
Недостатками вышеуказанных РДВС, несмотря на ряд положительных моментов, указанных выше, являются сложная кинематика привода ротора, более высокие требования к термостойкости и износостойкости материалов ротора и статора, чем у обычного ДВС и т.п.
Известен РДВС [2] , в котором вышеуказанные недостатки частично уменьшены, в частности, сложная система кинематики движения ротора заменена на обычное вращение, что в сочетании с некоторыми конструктивными ухищрениями по улучшению использования энергии газов от сгорания топливовоздушной смеси /ТВС/ несколько повысило КПД РДВС, однако существенно усложнило ротор.
Недостатком данного РДВС, более надежного в работе, чем /1/, является технологическая сложность изготовления ротора и небольшие перспективы повышения КПД.
Известен РДВС /3/, в котором конструкцию ротора сумели упростить, расположив на нем только рабочую камеру, а смесительную камеру разместить на статоре, вынеся туда же и узлы подачи топлива, воздуха и зажигания, что позволило еще несколько повысить надежность и КПД РДВС.
Недостатком данного РДВС, несмотря на вышеуказанные улучшения, по-прежнему остается низкий уровень КПД и надежности двигателя.
Данная конструкция /3/ выбрана автором в качестве прототипа предложенной конструкции, как наиболее близкая по технической сути.
Задачей, которую автор ставил при создании предлагаемой конструкции, являлось повышение надежности и КПД РДВС.
Поставленная задача достигается тем, что в роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем установленный на валу ротор с силовоспринимающими полукамерами, равномерно распределенными по рабочей стороне ротора, статор с набором равномерно разнесенных полукамер, узел отвода продуктов сгорания, узел воспламенения топливовоздушной смеси ТВС, узел синхронизации вращения ротора с работой узлов подачи топлив, сжатого воздуха и воспламенения ТВС, согласно изобретению ротор выполнен с четным количеством, по меньшей мере, четырьмя силовоспринимающими полукамерами с каждой боковой стороны, размещенными зеркально по отношению друг к другу с противоположных сторон, а в статоре соответствующие полукамеры размещены по обе стороны от ротора напротив его силовоспринивающих полукамер в виде поочередно расположенных рабочих и продувочных полукамер, каждая рабочая из которых соединена с соответствующей смесительной камерой одним каналом напрямую, а другим - через воспламенительную камеру, подключенную к узлу воспламенения ТВС, при этом входы каждой смесительной камеры подсоединены к узлам подачи топлива и сжатого воздуха, к последнему из которых подсоединены и продувочные полукамеры.
Поставленная задача достигается также тем, что в двигателе узел отвода продуктов сгорания может быть выполнен в виде каналов, преимущественно в статоре, соединяющих продувочные полукамеры статора с атмосферой.
Поставленная задача достигается также тем, что в двигателе источник сжатого воздуха узла подачи сжатого воздуха может быть выполнен в виде двух компрессоров, установленных на валу ротора по обе стороны от статора.
Элементами новизны предложенного устройства являются:
- выполнение на каждой из боковых сторон ротора четного количества, по меньшей мере, четырех силовоспринимающих полукамер, равномерно разнесенных по окружности и расположенных зеркально по отношению друг к другу с противоположных сторон;
- размещение в статоре с каждой стороны ротора напротив его силовоспринимающих полукамер соответствующих рабочих и продувочных полукамер, поочередно расположенных по окружности;
- соединение каждой рабочей полукамеры с соответствующей смесительной камерой одним каналом напрямую, а другим - через воспламенительную камеру;
- соединение каждой рабочей полукамеры с соответствующей смесительной камерой одним каналом напрямую, а другим - через воспламенительную камеру;
- подсоединение входов каждой смесительной камеры к узлу подачи сжатого воздуха и к узлу подачи топлива;
- подсоединение каждой воспламенительной камеры к узлу воспламенения;
- подсоединение каждой продувочной полукамеры к узлу подачи сжатого воздуха.
- выполнение на каждой из боковых сторон ротора четного количества, по меньшей мере, четырех силовоспринимающих полукамер, равномерно разнесенных по окружности и расположенных зеркально по отношению друг к другу с противоположных сторон;
- размещение в статоре с каждой стороны ротора напротив его силовоспринимающих полукамер соответствующих рабочих и продувочных полукамер, поочередно расположенных по окружности;
- соединение каждой рабочей полукамеры с соответствующей смесительной камерой одним каналом напрямую, а другим - через воспламенительную камеру;
- соединение каждой рабочей полукамеры с соответствующей смесительной камерой одним каналом напрямую, а другим - через воспламенительную камеру;
- подсоединение входов каждой смесительной камеры к узлу подачи сжатого воздуха и к узлу подачи топлива;
- подсоединение каждой воспламенительной камеры к узлу воспламенения;
- подсоединение каждой продувочной полукамеры к узлу подачи сжатого воздуха.
Элементами новизны в вариантах устройства являются:
- использование в качестве источника сжатого воздуха узла подачи сжатого воздуха двух компрессоров, установленных на валу ротора по обе стороны от элементов статора;
- выполнение узла отвода продуктов сгорания в виде каналов, преимущественно, в статоре, соединяющих продувочные полукамеры с атмосферой.
- использование в качестве источника сжатого воздуха узла подачи сжатого воздуха двух компрессоров, установленных на валу ротора по обе стороны от элементов статора;
- выполнение узла отвода продуктов сгорания в виде каналов, преимущественно, в статоре, соединяющих продувочные полукамеры с атмосферой.
По мнению автора, предложенная конструкция РДВС будет обладать большей надежностью в работе, т.к. ротор в предложенном РДВС проще, чем в прототипе, и потенциально может использоваться в более высокоскоростном режиме.
КПД данной конструкции также выше, т.к. за один оборот ротора всегда обеспечивается в два раза больше рабочих циклов, чем в прототипе.
Конструктивная схема заявляемого РДВС представлена на прилагаемом чертеже.
Предлагаемая конструкция - двухсторонняя, с симметрично расположенными относительно ротора основными узлами, поэтому далее будет подробно рассмотрено устройство одной, например, правой стороны РДВС.
РДВС представляет собой установленный на валу 1 ротор 2, на каждой из боковых сторон 3 которого выполнено четное количество, по меньшей мере, четыре силовоспринимающих полукамеры 4, равномерно размещенных по окружности на стороне и зеркально по отношению друг к другу с противоположных сторон.
В статоре 5 выполнен соответствующий набор поочередно расположенных по окружности рабочих 6 и продувочных 7 полукамер, размещенных напротив силовоспринимающих полукамер 4 ротора 2.
Каждая из рабочих полукамер 6 соединена с соответствующей смесительной камерой 8 двумя каналами, одним 9 - напрямую, а другим 10 - через воспламенительную камеру 11.
Каждая из смесительных камер 8 подсоединена к узлу 12 подачи сжатого воздуха и к узлу 13 подачи топлива каналами 14 и 15 соответственно.
Каждая из воспламенительных камер 11 подсоединена к узлу 16 воспламенения ТВС.
Каждая из продувочных камер 7 статора 5 через канал 17 подсоединена к узлу 12 подачи сжатого воздуха.
Источником сжатого воздуха в узле 12 подачи сжатого воздуха могут быть два компрессора 18, установленных на валу 1 ротора 2 с обеих сторон от статора 5.
Узел синхронизации вращения ротора 2 с работой узлов воспламенения 16, подачи топлива 13 и воздуха 12 может быть выполнен, например, в виде синхронизирующего диска 19 с кулачковым или контактным типом подачи команд на исполнительные органы узлов 12, 13 и 16 /по типу узла синхронизации в прототипе/.
Узел отвода продуктов сгорания может быть выполнен в виде каналов 20 в статоре 5, соединяющих продувочную полукамеру 7 с атмосферой.
В предложенной конструкции РДВС можно реализовать за один оборот ротора в зависимости от конкретного исполнения разное количество рабочих циклов, но не менее четырех /восемь с двух сторон/, что обусловлено необходимостью полной уравновешенности силовых факторов на ротор и его ось при работе, возникающих от левого и правого плеч РДВС.
Все элементы предложенного РДВС изготавливаются из общеизвестных конструкционных и легированных сталей по известным технологиям, а комплектующие могут быть как отечественного, так и зарубежного производства.
Работа устройства на примере работы правого плеча РДВС заключается в следующем.
Двухтактная схема работы РДВС.
При включении разгонного устройства - стартера /на чертеже не показано/, начинает вращаться ротор 2, а вместе с ним синхронизирующий диск 18, и компрессор 18 узла подачи сжатого воздуха 12.
При этом компрессор 18 начинает вырабатывать сжатый воздух, который через узел 12 подачи сжатого воздуха, поступает через каналы 17 в продувочные камеры 7, проводя продувку соответствующих силовоспринимающих полукамер ротора через отверстия 20 ротора 2 от продуктов сгорания предыдущего цикла.
В это же время сжатый воздух через каналы 14 поступает в смесительные камеры 8, куда одновременно по команде с синхронизирующего диска 19 от узла 13 через каналы 15 подается порция топлива, и полученная топливовоздушная смесь /ТВС/ поступает в воспламенительные камеры 11 и рабочие полукамеры 6.
Далее по команде с синхронизирующего диска 19 подается сигнал на узел 16 воспламенения, который обеспечивает воспламенение ТВС в воспламенительных камерах 11, а затем и в рабочих полукамерах 6, которые образуют в данный момент с соответствующими силовоспринимающими полукамерами 4 ротора 2 общие камеры сгорания.
При этом организация силового воздействия газов на поверхность каждой камеры сгорания такова, что результирующая направлена на вращение ротора 2.
Это достигается одним из известных в РДВС приемов, например формой и размерами выполнения полукамер, образующих камеру сгорания, так, как это, например, осуществлено в прототипе.
После поворота ротора на 90 градусов его силовоспринимающие полукамеры 4 с продуктами сгорания совмещаются с продувочными полукамерами 7 и продукты сгорания удаляются поступившим через каналы 17 сжатым воздухом через каналы 20 в атмосферу.
Таким образом, за четверть оборота ротора в двух камерах сгорания, образованных силовоспринимающими полукамерами ротора и рабочими полукамерами статора осуществлены фазы впуска топлива и воздуха, их смешивание с образованием ТВС, ее воспламенение и сгорание, а в двух других, образованных силовоспринимающими полукамерами ротора и продувочными полукамерами статора, произведена продувка камер от продуктов сгорания, т.е. подготовка к новому циклу.
За один полный оборот ротора с одной его стороны осуществляется, по минимуму, четыре рабочих цикла, а так как синхронно обеспечиваются аналогичные действия с другой стороны ротора, то всего за один оборот осуществляется 8 рабочих циклов.
В зависимости от необходимой мощности и габаритов РДВС предложенная конструкция может быть осуществлена соответственно с тремя, четырьмя, пятью и более камерами сгорания с одной стороны ротора, что позволяет получать соответственно 18, 32, 50 и более рабочих циклов за один оборот ротора.
Т. к. силовоспринимающие элементы на боковых сторонах ротора и статора расположены зеркально симметрично, то радиальные и осевые усилия на вале ротора и на статоре при работе РДВС полностью взаимно уравновешиваются.
Таким образом, предложенная конструкция РДВС обладает повышенной надежностью работы, может использоваться в более высокоскоростном режиме, чем известные.
Как указывалось выше в связи с тем, что у ротора для организации рабочих циклов задействованы две стороны, КПД предложенного РДВС выше, чем у прототипа.
В настоящее время автором проводится работа по изготовлению опытного образца предложенного РДВС и его промышленному освоению.
Источники информации
1. Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. 4 изд., с.193.
1. Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. 4 изд., с.193.
2. Патент России 2117786, МКИ F 02 D 53/08, 53/14, от 25.10.94.
3. Патент России 2177065, МКИ F 02 D 55/14, от 9.12.99.
Claims (3)
1. Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий установленный на валу ротор с силовоспринимающими полукамерами, равномерно распределенными по рабочей стороне ротора, статор с набором равномерно разнесенных полукамер, узел отвода продуктов сгорания, узел воспламенения топливо-воздушной смеси (ТВС), узел синхронизации вращения ротора с работой узлов подачи топлива, сжатого воздуха и воспламенения ТВС, отличающийся тем, что в нем ротор выполнен с четным количеством, по меньшей мере, четырьмя силовоспринимающими полукамерами с каждой боковой стороны, размещенными зеркально по отношению друг к другу с противоположных сторон, а в статоре соответствующие полукамеры размещены по обе стороны от ротора напротив его силовоспринимающих полукамер в виде поочередно расположенных рабочих и продувочных полукамер, каждая рабочая из которых соединена с соответствующей смесительной камерой одним каналом напрямую, а другим - через воспламенительную камеру, подключенную к узлу воспламенения ТВС, при этом входы каждой смесительной камеры подсоединены к узлам подачи топлива и сжатого воздуха, к последнему из которых подсоединены и продувочные полукамеры.
2. Роторный двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что в нем узел отвода продуктов сгорания выполнен в виде каналов, преимущественно в статоре, соединяющих продувочные полукамеры статора с атмосферой.
3. Роторный двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что в нем источник сжатого воздуха узла подачи сжатого воздуха выполнен в виде двух компрессоров, установленных на валу ротора по обе стороны от статора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002133936/06A RU2217614C1 (ru) | 2002-12-17 | 2002-12-17 | Роторный двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002133936/06A RU2217614C1 (ru) | 2002-12-17 | 2002-12-17 | Роторный двигатель внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2217614C1 true RU2217614C1 (ru) | 2003-11-27 |
Family
ID=32028316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002133936/06A RU2217614C1 (ru) | 2002-12-17 | 2002-12-17 | Роторный двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2217614C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720574C1 (ru) * | 2019-10-31 | 2020-05-12 | Андрей Федорович Ащеульников | Роторно-маховичный двигатель внутреннего сгорания |
-
2002
- 2002-12-17 RU RU2002133936/06A patent/RU2217614C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720574C1 (ru) * | 2019-10-31 | 2020-05-12 | Андрей Федорович Ащеульников | Роторно-маховичный двигатель внутреннего сгорания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0776411A1 (en) | Rotary engine and method | |
WO2002090738A2 (en) | Rotary machine and thermal cycle | |
RU2528796C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания: 6-ти тактный роторный двигатель с вращающимися запорными элементами, раздельными роторными секциями разного назначения, камерами сгорания неизменного объема, расположенными в рабочих роторах | |
JPS6147967B2 (ru) | ||
US3621820A (en) | Rotary internal combustion engine | |
US3902465A (en) | Rotary engine | |
JP2010520402A (ja) | 環状室を有する回転式内部燃焼型エンジン | |
WO2024037320A1 (zh) | 独立配气缸内直燃圆周冲程内燃机和圆周冲程汽轮机 | |
JPS5914612B2 (ja) | ロ−タリ−エンジン | |
RU2217614C1 (ru) | Роторный двигатель внутреннего сгорания | |
US3299867A (en) | Vane type internal combustion engines | |
CN106948936A (zh) | 一种转子式发动机 | |
GB2145162A (en) | Combined i.c.engine and vapour engine | |
RU31406U1 (ru) | Роторный двигатель внутреннего сгорания | |
US20040255898A1 (en) | Tri-vane rotary engine | |
US3961483A (en) | Composite cycle engine | |
US4788952A (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
RU2361089C1 (ru) | Роторно-поршневой двигатель (варианты) | |
WO2005001259A1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2693550C1 (ru) | Роторный двигатель внутреннего сгорания с несимметричным сжатием и расширением | |
RU2119071C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания четырехкратный, поршневой, кривошипно-кулисный, роторный с факельным самозажиганием (двскф), способ запуска двскф пиротехнический | |
RU2301900C9 (ru) | Роторный секторный двигатель | |
RU46303U1 (ru) | Роторный двигатель внутреннего сгорания | |
US4004555A (en) | Rotary piston internal combustion engine having a heat transfer phase | |
GR970100237A (el) | Περιστροφικος κινητηρας πολλαπλων πτερυγιων και ελευθερως περιστρεφομενου κυλινδρου |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051218 |