RU2227219C2 - Opposite cycle rotary piston engine - Google Patents

Opposite cycle rotary piston engine Download PDF

Info

Publication number
RU2227219C2
RU2227219C2 RU2001115060/06A RU2001115060A RU2227219C2 RU 2227219 C2 RU2227219 C2 RU 2227219C2 RU 2001115060/06 A RU2001115060/06 A RU 2001115060/06A RU 2001115060 A RU2001115060 A RU 2001115060A RU 2227219 C2 RU2227219 C2 RU 2227219C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
partitions
engine
pos
housing
Prior art date
Application number
RU2001115060/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001115060A (en
Inventor
М.Г. Сафиуллин
Original Assignee
Сафиуллин Мелс Гафиятович
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 Сафиуллин Мелс Гафиятович filed Critical Сафиуллин Мелс Гафиятович
Priority to RU2001115060/06A priority Critical patent/RU2227219C2/en
Publication of RU2001115060A publication Critical patent/RU2001115060A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2227219C2 publication Critical patent/RU2227219C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: proposed engine consists of housing, single-throw shaft and rotor freely rotating on journal of crank in space of quadratic chamber. According to invention, housing of engine is made in form of two members of quadratic closed partitions getting one into the other and two end face covers closing the partitions and reducing them. Space formed by smaller closed partitions serves as working chambers and space between partitions serves as water cooling jacket. Combustion of compressed air- fuel mixture is performed in bypass tubular combustion chamber in water cooling jacket and closing delivery and working stroke valves pockets. EFFECT: improved efficiency of operation of rotary piston engine. 6 dwg

Description

Конструкция двигателя относится к комплектации в качестве основного привода преимущественно на автомобильном транспорте, а также на других видах транспортных средств, и на оборудовании в промышленности для добычи или переработки сырья.The engine design refers to a complete set as the main drive mainly in automobile transport, as well as on other types of vehicles, and on equipment in industry for the extraction or processing of raw materials.

Известно о существовании аналога-роторно-поршневой двигатель 12А, созданный в 1957 г. Ф.Ванкелем и фирмой “Мазда” мощностью 80 кВт при 6000 об/мин (Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и карбюраторных двигателей /Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 288 с.).It is known that there is an analogue, the rotary piston engine 12A, created in 1957 by F. Wankel and the Mazda company with a capacity of 80 kW at 6000 rpm (Internal combustion engines: Design and operation of piston and carburetor engines / Ed. A. S. Orlina, M.G. Kruglova. - 3rd ed., Revised and revised - M .: Mashinostroenie, 1980.- 288 p.).

К совокупности существенных признаков аналога можно отнести следующие показатели:The following indicators can be attributed to the set of essential features of the analogue:

1. Конструкция двигателя имеет условное горизонтальное расположение вала с двумя полыми роторами на его эксцентриках, развернутых друг относительно друга в параллельных плоскостях вращения на 180°.1. The design of the engine has a conditional horizontal arrangement of the shaft with two hollow rotors on its eccentrics, deployed relative to each other in parallel rotation planes of 180 °.

2. Корпус двигателя состоит из двух эпитрохоидных элементов и встроенной между ними проставки, а также из двух закрывающих торцевых крышек, образующих в параллельных плоскостях две рабочие камеры.2. The engine casing consists of two epitrochoid elements and a spacer built between them, as well as two closing end caps that form two working chambers in parallel planes.

3. На наружных поверхностях торцевых крышек корпуса и проходящих там же концах вала имеются устройства зубчатых зацеплений с передаточным отношением 3:2, что, в свою очередь, обеспечивает заданное планетарное вращение роторов и вращение эксцентриков с передачей крутящего момента на вал отбора мощности.3. On the outer surfaces of the end caps of the housing and the ends of the shaft passing there, there are gearing devices with a gear ratio of 3: 2, which, in turn, provides a given planetary rotation of the rotors and rotation of the eccentrics with the transmission of torque to the power take-off shaft.

4. Планетарно-поступательное вращение вершин обоих роторов и соединяющие их выпуклые поверхности создают условия для образования сегментных полостей в рабочих камерах со слабо искаженными формами и изменяющимися объемами, а также их перемещения в сторону вращения вала.4. The planetary-translational rotation of the vertices of both rotors and the convex surfaces connecting them create conditions for the formation of segmented cavities in the working chambers with slightly distorted shapes and varying volumes, as well as their movement in the direction of rotation of the shaft.

5. При исследовании аналога было обнаружено, что внутренняя поверхность любой одной из двух рабочих камер определяется вращением вершин ротора в системе координат XOY по следующим формулам:5. In the study of the analogue, it was found that the inner surface of any one of the two working chambers is determined by the rotation of the rotor vertices in the XOY coordinate system according to the following formulas:

Xn=R·cos(αn+Z·120°)+r·cos(180°+βn);Xn = R · cos (αn + Z · 120 °) + r · cos (180 ° + βn);

Yn=R·sin(αn+Z·120°)+r·sin(180°+βn);Yn = R · sin (αn + Z · 120 °) + r · sin (180 ° + βn);

где Хn - координаты точки на оси абсцисс;where Xn are the coordinates of the point on the abscissa;

Yn - координаты точки на оси ординат;Yn - coordinates of the point on the ordinate axis;

R=5r - расстояние от центра до вершины ротора;R = 5r is the distance from the center to the top of the rotor;

r - межосевое расстояние на эксцентрике вала;r is the center distance on the shaft eccentric;

αn - угловое перемещение ротора;αn is the angular displacement of the rotor;

βn=3αn - угловое перемещение кривошипа;βn = 3αn is the angular displacement of the crank;

Z=0; 1; 2 - значение для вершин А, В, С;Z is 0; 1; 2 - value for the vertices A, B, C;

n - задаваемые точки.n - set points.

6. Наружная поверхность ротора на участке АВ определяется в системе координат Х’О’У’ за счет контакта с неподвижной точкой вершины выступа рабочей камеры, лежащей на расстоянии F по оси ОХ. В результате вращения ротора можно определить координаты исследуемых точек по следующим формулам:6. The outer surface of the rotor in section AB is determined in the coordinate system X’O’U ’due to contact with a fixed point of the apex of the protrusion of the working chamber, lying at a distance F along the axis OX. As a result of the rotor rotation, it is possible to determine the coordinates of the points under study using the following formulas:

X’n=F-r·cos(180°+βn);X’n = F-r · cos (180 ° + βn);

Y’n=-r·sin(180°+βn),Y’n = -r · sin (180 ° + βn),

где Х’n, Y’n - координаты задаваемых точек;where X’n, Y’n are the coordinates of the given points;

F=4·r.F = 4 · r.

Формулы построения трех поверхностей ротора по полученным расчетным точкам имеют видFormulas for constructing three rotor surfaces from the calculated points obtained are of the form

Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000002
Figure 00000003

где Pn=(3-5)r - предел значения параметров точек от центра до поверхности ротора;where Pn = (3-5) r is the limit of the value of the parameters of the points from the center to the surface of the rotor;

λn=0-120° - участок АВ, Z=0;λn = 0-120 ° - section AB, Z = 0;

λn=120-240° - участок ВС, Z=1;λn = 120-240 ° - section of the aircraft, Z = 1;

λn=240-360° - участок СА, Z=2.λn = 240-360 ° - area of CA, Z = 2.

7. Работа газораспределительного устройства определяется перекрытием отверстий окон в рабочей камере поверхностями ротора для подводящих, перепускных и отводящих каналов.7. The work of the gas distribution device is determined by the overlapping of the openings of the windows in the working chamber with the surfaces of the rotor for the inlet, bypass and outlet channels.

8. Сжигание сжатой воздушно-топливной смеси осуществляется в перекрестно-перепускных каналах проставки, которые циклически связаны с однорядными половинами одних рабочих камер с другими, при воздействии электрических разрядов на встроенных свечах зажигания. Процесс горения в каждом цикле сопровождается ростом давления в камере сгорания с переходом его в рабочую камеру, что обеспечивает рабочий ход.8. The combustion of the compressed air-fuel mixture is carried out in the cross-spacer channels of the spacer, which are cyclically connected with single-row halves of some working chambers with others, when exposed to electrical discharges on the built-in spark plugs. The combustion process in each cycle is accompanied by an increase in pressure in the combustion chamber with its transition to the working chamber, which ensures a working stroke.

9. Однорядно протекающие цикловые процессы создают режим работы двигателя в условиях 4-х тактного 4-х цилиндрового поршневого двигателя.9. In-line cyclic processes create an engine operating mode in the conditions of a 4-stroke 4-cylinder piston engine.

10. Улучшение динамической характеристики за счет отсутствия вращающихся масс у двигателя аналога позволит получить повышение максимальных оборотов на основном валу при сравнении с обычными поршневыми двигателями карбюраторного типа.10. Improving the dynamic characteristics due to the lack of rotating masses of the analog engine will allow to increase the maximum speed on the main shaft when compared with conventional carburetor type piston engines.

11. Система охлаждения внутренних поверхностей роторов, подшипниковых элементов и внутренних полостей рабочих камер обеспечивается протяжкой охлаждающего воздуха. Охлаждение наружных поверхностей рабочих камер и камер сгорания в проставке обеспечивается водоциркуляционной системы охлаждения.11. The cooling system of the inner surfaces of the rotors, bearing elements and internal cavities of the working chambers is provided by a draft of cooling air. The cooling of the outer surfaces of the working chambers and combustion chambers in the spacer is provided by the water circulation cooling system.

К совокупности существенных признаков роторно-поршневого двигателя с оппозитными процессами циклов можно отнести:The essential features of a rotary piston engine with opposed cycle processes include the following:

1. Конструкция двигателя имеет вертикальное расположение вала в основном корпусе, где на шатунной шейке кривошипа установлен один свободно вращающийся тороидальный ротор.1. The engine design has a vertical shaft arrangement in the main body, where one freely rotating toroidal rotor is installed on the crank pin of the crank.

2. Конструкцию корпуса составляют два элемента замкнутых перегородок квадратичного типа, входящие одна в другую, а также замыкающие их две торцевые крышки, которые обжимают эти перегородки. Полость, образованная малой замкнутой перегородкой, служит рабочей камерой, а полость между перегородками служит рубашкой водяного охлаждения. В центральной части оси крышек располагаются сквозные цилиндрические гильзы для подшипников скольжения и прилегающие к ним по окружности сквозные каналы для воздушного охлаждения внутренних поверхностей ротора и рабочей камеры, а также для охлаждения основного вала и его подшипников скольжения. Полые части крышек служат для распределения и сбора охлаждающей жидкости рубашки водяного охлаждения.2. The design of the housing is made up of two elements of closed partitions of a quadratic type that enter one into the other, as well as two end caps that close them, which compress these partitions. The cavity formed by a small closed partition serves as a working chamber, and the cavity between the partitions serves as a water cooling jacket. In the central part of the axis of the covers there are through cylindrical sleeves for sliding bearings and adjacent through channels adjacent to them around the circumference for air cooling of the inner surfaces of the rotor and the working chamber, as well as for cooling the main shaft and its sliding bearings. The hollow parts of the covers serve to distribute and collect the coolant of the water jacket.

3. Работа предлагаемого двигателя обеспечивается обратнопоступательным планетарным вращением ротора в квадратичной полости рабочей камеры, которая условно делится на две части группирующихся цикловых процессов, располагающихся оппозитно, т.е. друг против друга на 180°. При этом планетарное вращение ротора будет обеспечено обкатыванием вершинами ротора по впадинам внутренней поверхности рабочей камеры, с передаточным отношением 3:4.3. The operation of the proposed engine is provided by the reciprocal planetary rotation of the rotor in the quadratic cavity of the working chamber, which is conditionally divided into two parts of the grouping cyclic processes located opposite, ie 180 ° against each other. In this case, the planetary rotation of the rotor will be ensured by rolling over the rotor tops along the troughs of the inner surface of the working chamber, with a gear ratio of 3: 4.

4. Обратнопоступательное вращение ротора в полости рабочей камеры создает условия для образования сильно искажаемых сегментных полостей с изменяющимися объемами, которые имеют перемещение в сторону, обратную вращению вала двигателя. В перепускных трубчатых камерах сгорания перемещение газовых потоков будет направлено в сторону вращения основного вала.4. The reciprocal rotation of the rotor in the cavity of the working chamber creates the conditions for the formation of highly distorted segment cavities with varying volumes, which have a movement in the direction opposite to the rotation of the motor shaft. In the bypass tubular combustion chambers, the movement of gas flows will be directed in the direction of rotation of the main shaft.

5. При теоретической разработке предлагаемого двигателя было обнаружено, что внутренняя поверхность рабочей камеры определяется вращением вершин ротора в системе координат XOY по следующим формулам:5. In the theoretical development of the proposed engine, it was found that the inner surface of the working chamber is determined by the rotation of the rotor vertices in the XOY coordinate system according to the following formulas:

Xn=R·cos(αn+Z·120°)+r·cos(180°-βn);Xn = R · cos (αn + Z · 120 °) + r · cos (180 ° -βn);

Yn=R·sin(αn+Z·120°)+r·sin(180°-βn);Yn = R · sin (αn + Z · 120 °) + r · sin (180 ° -βn);

где Xn - координаты точки на оси абсцисс;where Xn are the coordinates of the point on the abscissa axis;

Yn - координаты точки на оси ординат;Yn - coordinates of the point on the ordinate axis;

R=5r - расстояние от центра до вершины ротора;R = 5r is the distance from the center to the top of the rotor;

r - межосевое расстояние на эксцентрике вала,r is the center distance on the shaft eccentric,

αn - угловое перемещение ротора;αn is the angular displacement of the rotor;

βn=3αn - угловое перемещение кривошипа;βn = 3αn is the angular displacement of the crank;

Z=0; 1; 2 - значения для вершин А, В, С;Z is 0; 1; 2 - values for the vertices A, B, C;

n - номер задаваемой точки.n is the number of the specified point.

6. Наружная поверхность ротора определяется по условию предварительно заданным точкам в первом квадранте системы координат X’О’Y’ для верхней половины участка АВ по формулам6. The outer surface of the rotor is determined by the condition of predefined points in the first quadrant of the coordinate system X’O’Y ’for the upper half of the section AB by the formulas

X’к=r[19соs(γк:13,664)-16+0,005sin(180°tg(1,4255k+0,032k2))];X'k = r [19cos (γ to : 13.664) -16 + 0.005sin (180 ° tg (1.4255k + 0.032k 2 ))];

Y’к=r[19sin(γк:13,664)+0,6sinγк],Y'k = r [19sin (γ to : 13.664) + 0.6sinγ to ],

где Х’к и Y’к - координаты задаваемых точек;where Х’к and Y’к - coordinates of the given points;

19 - коэффициент радиального удаления центра построения;19 - coefficient of radial distance of the center of the construction;

γк - задаваемый угол построения от 0 до 180°, который определяется из условия γк=kΔγ, где к - номер задаваемой точки и k - величина прямо пропорциональна ей 0-30, а Δγ - шаг между двумя соседствующими точками исходного радиуса и будет соответствовать 6°;γ k is the specified construction angle from 0 to 180 °, which is determined from the condition γ k = kΔγ, where k is the number of the given point and k is the value directly proportional to it 0-30, and Δγ is the step between two adjacent points of the initial radius and will be correspond to 6 °;

13,664 - коэффициент концентрации поверхности построения;13.664 - concentration coefficient of the surface of the construction;

16 - коэффициент компенсации удаления центра построения.16 - compensation coefficient of the removal of the center of the construction.

Полученные значения используем для построения поверхности ротора через угловые координаты и радиальное удалениеWe use the obtained values to construct the rotor surface through angular coordinates and radial distance

Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000004
Figure 00000005

Координаты второй половины поверхности ротора в четвертом квадранте для Х’к остаются прежними, а для Y’к будут при k=0-(-30) противоположно отрицательными. Для создания формул, определяющих положение всех заданных точек поверхности ротора с учетом его вращения в рабочей камере, введем Рк и λк в формулы п.5The coordinates of the second half of the rotor surface in the fourth quadrant for X'k remain the same, and for Y'k they will be oppositely negative for k = 0 - (- 30). To create formulas that determine the position of all given points of the surface of the rotor, taking into account its rotation in the working chamber, we introduce P k and λ k in the formulas of clause 5

Хк cos(λкn)+r cosβn;X nk = P to cos (λ ton ) + r cosβ n ;

Yк sin(λкn)+r sinβn.Y = Р к sin (λ кn ) + r sinβ n .

7. Работу газораспределительного устройства обеспечивает система из восьми рычажно-поворотных клапанов, расположенных в карманах замкнутой перегородки рабочей камеры, которые приводятся в движение от воздействия вращающегося трехкулачкового распределительного диска, установленного на противоположном конце вала отбора мощности.7. The work of the gas distribution device is provided by a system of eight lever-turn valves located in the pockets of the closed partition of the working chamber, which are driven by the action of a rotating three-jaw distribution disk mounted on the opposite end of the power take-off shaft.

8. Сжигание сжатой воздушно-топливной смеси осуществляется в двух перепускных трубчатых камерах сгорания, находящихся в рубашке водяного охлаждения, концы которых замыкают карманы клапанов нагнетания и рабочего хода.8. The combustion of the compressed air-fuel mixture is carried out in two bypass tubular combustion chambers located in the water cooling jacket, the ends of which close the pockets of the discharge and working valves.

9. В предлагаемом РПД вращение ротора при контакте его наружной поверхности с внутренней границей полости рабочей камеры будет образовывать искаженные полости и определять оппозитное расположение создаваемых процессов с протеканием пяти циклов, что, в свою очередь, обеспечит работу двигателя в режиме 4-х тактного пятицилиндрового поршневого двигателя.9. In the proposed RPD, the rotation of the rotor upon contact of its outer surface with the inner boundary of the cavity of the working chamber will form distorted cavities and determine the opposite location of the created processes with five cycles, which, in turn, will ensure the operation of the engine in the mode of a four-stroke five-cylinder piston engine.

10. Улучшенная динамическая характеристика данного двигателя позволит получить значительное снижение оборотов на холостом ходу с сокращением расхода топлива и значительное повышение оборотов в рабочем режиме.10. Improved dynamic performance of this engine will allow a significant reduction in idle speed with a reduction in fuel consumption and a significant increase in speed in operating mode.

11. Система охлаждения двигателя будет аналогичной, за исключением значительного увеличения процесса отвода тепла с поверхностей трубчатых камер сгорания.11. The engine cooling system will be similar, with the exception of a significant increase in the process of heat removal from the surfaces of the tubular combustion chambers.

12. Ожидаемый ресурс наработки предлагаемого двигателя при сравнении с аналогом будет продолжительнее более чем в 2 раза по следующим причинам:12. The expected service life of the proposed engine when compared with the analog will be more than 2 times longer for the following reasons:

а) отсутствие зубчатой передачи для вращения ротора;a) the lack of gear for rotation of the rotor;

б) уменьшение давления по торцевым поверхностям ротора в 2 раза, т.к. вместо двух роторов используется один;b) a decrease in pressure on the end surfaces of the rotor by 2 times, because instead of two rotors, one is used;

в) уменьшение трения скольжения наружных поверхностей ротора по внутренней поверхности рабочей камеры;c) reduction of sliding friction of the outer surfaces of the rotor along the inner surface of the working chamber;

г) возможность снижения давления в 2 раза на радиально-уплотнительные пластины по причине отсутствия отрицательного радиального ускорения, создающего условия отрыва их от поверхности скольжения;d) the ability to reduce pressure by 2 times on radial sealing plates due to the absence of negative radial acceleration, creating conditions for their separation from the sliding surface;

д) снижение износа наружных поверхностей ротора, внутренних и торцевых поверхностей рабочей камеры, а также торцевых и радиальных уплотнений в связи с вышеперечисленными причинами в 2 раза.d) reduced wear of the outer surfaces of the rotor, the inner and end surfaces of the working chamber, as well as mechanical and radial seals in connection with the above reasons by 2 times.

На фиг.1 изображено планетарное движение вершин ротора, определяющих траекторию внутренней поверхности рабочей камеры в системе координат ХОУ с их общим центром. При этом угловое перемещение кривошипа рассмотрено от 0 до 360° с интервалом в 15° и описано по следующим формулам:Figure 1 shows the planetary motion of the rotor vertices, which determine the trajectory of the inner surface of the working chamber in the coordinate system of the HOU with their common center. In this case, the angular movement of the crank is examined from 0 to 360 ° with an interval of 15 ° and is described by the following formulas:

Xn=R·cos(αn+Z·120°)+r·cos(180°-βn);Xn = R · cos (αn + Z · 120 °) + r · cos (180 ° -βn);

Yn=R·sin(αn+Z·120°)+r·sin(180°-βn),Yn = R · sin (αn + Z · 120 °) + r · sin (180 ° -βn),

где Xn - координаты точки на оси абсцисс;where Xn are the coordinates of the point on the abscissa axis;

Yn - координаты точки на оси ординат;Yn - coordinates of the point on the ordinate axis;

R=5r - расстояние от центра до вершины ротора;R = 5r is the distance from the center to the top of the rotor;

r - межосевое расстояние центра вала и ротора;r is the center distance of the center of the shaft and rotor;

αn - угловое перемещение ротора;αn is the angular displacement of the rotor;

βn=3αn - угловое перемещение кривошипа;βn = 3αn is the angular displacement of the crank;

Z=0; 1; 2 - значение для вершин А, В, С;Z is 0; 1; 2 - value for the vertices A, B, C;

n - задаваемые точки.n - set points.

Дальнейшее движение вершин А, В, С по исследуемым точкам во всех следующих четвертях будет аналогичным.Further movement of the vertices A, B, C along the studied points in all the following quarters will be similar.

На фиг.2 изображено построение наружной поверхности ротора между вершинами A и B в системе координат Х’О’Y’. При этом задаем условияFigure 2 shows the construction of the outer surface of the rotor between the vertices A and B in the coordinate system X’O’Y ’. In this case, we set the conditions

fху=f’ху+Δf’ху,f xy = f ' xy + Δf' xy ,

где fx=f’x+Δf’x, fy=f’y+Δf’y;where f x = f ' x + Δf' x , f y = f ' y + Δf'y;

f’ - задаваемая функция;f ' xy - defined function;

Δf’ - приращение к задаваемой функции;Δf ' xy - increment to the specified function;

f’x=r[19cos(γк:13,664)-16];f ' x = r [19cos (γ c : 13.664) -16];

f’y=r l9sin(γк:13,664);f 'y = r l9sin (γ to: 13.664);

Δf’x=r 0,005sin(180°tg(1,4255k+0,032k2));Δf ' x = r 0.005sin (180 ° tg (1.4255k + 0.032k 2 ));

Δf’y=r 0,6sinγк.Δf ' y = r 0.6sinγ k .

Полученные результаты были использованы при построении всех трех поверхностей и проверены при планетарном вращении в рабочей камере анимационным методом на экране компьютера по программе TFLEX-CAD-2D.The obtained results were used to construct all three surfaces and verified during planetary rotation in the working chamber using the animation method on the computer screen using the TFLEX-CAD-2D program.

На фиг.3 изображена мультипликация процессов одного полного цикла в оппозитном роторно-поршневом двигателе. Т.к. процесс протекания цикла происходит в одной половине квадратичной плоскости рабочей камеры, то для наглядности другую половину можно не рассматривать по причине повторяемости всех процессов, которые будут повернуты на 180° относительно рассматриваемой полости.Figure 3 shows the animation of the processes of one full cycle in the opposed rotary piston engine. Because Since the cycle takes place in one half of the quadratic plane of the working chamber, for clarity, the other half can not be considered because of the repeatability of all processes that will be rotated 180 ° relative to the cavity under consideration.

В данной мультипликации видны следующие процессы по нумерации окон:The following window numbering processes are visible in this animation:

1-6 - процесс всасывания воздушно-топливной смеси;1-6 - the process of suction of the air-fuel mixture;

6-9 - процесс сжатия воздушно-топливной смеси;6-9 - the compression process of the air-fuel mixture;

9-11 - процесс проталкивания в камеру сгорания;9-11 - the process of pushing into the combustion chamber;

11-16 - процесс сжигания и рабочий ход;11-16 - combustion process and stroke;

16-21 - процесс выталкивания отработанного газа.16-21 - the process of pushing the exhaust gas.

В данной мультипликации один полный цикл составляет 2,5 оборота основного вала и соответствует 900° углового перемещения кривошипа. При этом угловое перемещение вершин ротора за цикл относительно оси координат центра камеры составит 300°. Учитывая продолжительность полного цикла и чередования их через 0,5 оборота можно сделать заключение о режиме работы данного двигателя, которое определяет количество одновременно участвующих циклов:In this animation, one full cycle is 2.5 turns of the main shaft and corresponds to 900 ° of the angular movement of the crank. In this case, the angular displacement of the rotor vertices per cycle relative to the coordinate axis of the center of the chamber will be 300 °. Given the duration of the full cycle and alternating them after 0.5 turns, we can draw a conclusion about the operating mode of this engine, which determines the number of simultaneously participating cycles:

m=nвал: Δnчер=2,5:0,5=5,m = n shaft : Δn cer = 2.5: 0.5 = 5,

где nвал - количество оборотов за цикл;where n shaft is the number of revolutions per cycle;

Δnчер - шаг чередования циклов.Δn cher - step of alternating cycles.

Это доказывает, что данный двигатель будет работать в режиме 5-ти цилиндрового поршневого двигателя.This proves that this engine will operate in a 5-cylinder piston engine mode.

Из соотношений вращении ротора и вала можно определить их передаточное отношениеFrom the ratios of the rotation of the rotor and the shaft, you can determine their gear ratio

nрот=n’рот+nоб=1/3+1=4/3;n mouth = n ' mouth + n r = 1/3 + 1 = 4/3;

N=nоб:nрот=3/4,N = n r : n mouth = 3/4,

где nрот - вращение ротора относительно шейки кривошипа;where n mouth is the rotation of the rotor relative to the neck of the crank;

n’рот - вращение ротора в системе координат, равное 1/3 nоб;n ' mouth - the rotation of the rotor in the coordinate system, equal to 1/3 n about ;

nоб - оборот основного вала;n r is the revolution of the main shaft;

N - передаточное отношение относительно рабочей камеры или неподвижной системы координат XOY.N - gear ratio relative to the working chamber or the fixed coordinate system XOY.

На фиг.4 изображена конструкция РПД с оппозитными процессами циклов в двух проекциях, где внутренне расположение элементов и деталей продемонстрировано на верхней проекции с фронтальным сечением по оси вала, а в нижней проекции со снятием верхней торцевой крышки корпуса двигателя.Figure 4 shows the design of RPD with opposite processes of cycles in two projections, where the internal arrangement of elements and parts is shown on the upper projection with a frontal section along the axis of the shaft, and in the lower projection with the removal of the upper end cover of the motor housing.

Тороидальный ротор поз.1, из материала ЧХ32, с выполненными в нем проемами для прохождения потока охлаждающего воздуха между объединенными литьем элементами, состоит из обода, радиально-стержневых ребер и центральной втулки наружной обоймы подшипника скольжения. При этом он установлен на шейке кривошипа основного вала поз.2, состоящего из двух элементов материала Ст15Х, где их соединение на границе шейки кривошипа в верхней серьге будет обеспечена крепежно-резьбовым соединением из Ст5. Замкнутая перегородка рабочей камеры поз.3, состоящая из материала ЧХ32, обжатая по торцевым поверхностям в расточках торцевыми крышками поз.6 и 7 корпуса двигателя с применением прокладочно-несгораемого материала поз.41, состоящего из цветного металла.The toroidal rotor pos. 1, made of ChKh32 material, with openings made therein for passing the flow of cooling air between the combined casting elements, consists of a rim, radial-rod ribs and a central sleeve of the outer sleeve of the sliding bearing. At the same time, it is mounted on the crank neck of the main shaft, item 2, consisting of two elements of the St15X material, where their connection at the border of the crank neck in the upper earring will be provided with a fastening and threaded connection from St5. A closed partition of the working chamber pos. 3, consisting of material ЧХ32, crimped along the end surfaces in bores with end caps pos. 6 and 7 of the engine housing using gasket-fireproof material pos. 41, made of non-ferrous metal.

Торцевые крышки в своей основе по внутренним элементам с прилегающими поверхностями состоят из материала ЧХ32. В полых конструкциях крышек предусмотрено охлаждение нагреваемых сторон, прилегающих к рабочей камере, а также для сбора в одной и распределения потока охлаждающей жидкости в другой полости рубашки водяного охлаждения. Поток охлаждающей жидкости, замкнутый через отводящий и подающий трубопроводы поз.25 и 26 из материала АКЧ, обеспечивает отвод тепла во внешнюю среду. В центральной части каждой торцевой крышки расположено по одной сквозной втулке наружной обоймы подшипника скольжения поз.40 и прилегающие к ним по окружности сквозные каналы поз.4 для обеспечения потока воздуха охлаждения внутренних полостей ротора, рабочей камеры и вала. Ограждение рубашки водяного охлаждения поз.39 обеспечивается замкнутой перегородкой поз.8 из материала АКЧ, обжатой по торцевым поверхностям торцевыми крышками корпуса, а также дисковыми перегородками поз.37 на наружной поверхности, закрывающих торцевые крышки из того же материала, обжатых крепежным соединением поз.30 из Ст40Х. К наружной поверхности нижней торцевой крышки присоединен дополнительный корпус поз.9 из Ст30, для разделения отводимого воздушно-масляного потока из внутренней полости камеры и устройства системы сцепления. В нижней центральной части дополнительный корпус имеет втулочное отверстие для подшипника скольжения ведомого вала, а также крепление рубашки для разделения воздушно-масляного потока поз.21 из Ст30 и отделения и выноса нагретого охлаждающего воздуха через полость коллектора поз.38. Масло, сконденсированное в донной части полости поз.24, отводится по трубке поз.23 в свою систему охлаждения. Из сборочного коллектора очищенный воздух по трубопроводу поз.22 направляется в карбюратор двигателя для утилизации. При этом поступление свежего воздуха происходит через отверстия в защитном кожухе поз.14 и далее через воздушный фильтр поз.11 попадает в систему охлаждения. Движение охлаждающего воздушного потока будет обеспечено за счет вращения основного вала и создаваемого разрежения на тыльной стороне закрепленной ведущей упорной пяты поз.15 с лопаточным оребрением по типу центробежного колеса, с функцией воздушного нагнетателя. Передача вращения под нагрузку будет обеспечиваться в осевом направлении через фрикционный диск поз.16, установленного на ведущей пяте. Ведомая упорная пята поз.17, сблокированная с рычажно-поворотным устройством поз.20, имеет продольное перемещение по шлицам ведомого вала поз.19 из Ст15Х и поджимающей ее пружины поз.18 из стали 60С2.End caps are basically based on internal elements with adjacent surfaces composed of material ЧХ32. In the hollow designs of the covers, cooling of the heated sides adjacent to the working chamber is provided, as well as for collecting in one and distributing the flow of coolant in the other cavity of the water cooling jacket. The flow of coolant, closed through the discharge and supply pipelines pos.25 and 26 of the material AKCh, provides heat removal to the external environment. In the central part of each end cover, there is one through bushing of the outer race of the plain bearing pos.40 and adjacent through channels adjacent to them around the circumference of pos.4 to ensure the cooling air flow of the internal cavities of the rotor, the working chamber and the shaft. The cooling of the water-cooling jacket, pos. 39, is provided by a closed partition pos. 8 made of AKC material, crimped along the end surfaces by the end caps of the case, and also by disk partitions pos. 37 on the outer surface, covering the end caps of the same material, crimped by the fastener 30. from St40X. An additional housing, item 9 from St30, is attached to the outer surface of the lower end cover to separate the exhaust air-oil flow from the inner cavity of the chamber and the clutch system device. In the lower central part, the additional housing has a sleeve hole for the sliding bearing of the driven shaft, as well as a shirt fastener for separating the air-oil flow pos.21 from St30 and separating and removing heated cooling air through the collector cavity pos.38. Oil condensed in the bottom of the cavity, pos.24, is discharged through the pipe pos.23 to its cooling system. From the assembly manifold, the cleaned air is sent through the pipe pos.22 to the engine carburetor for disposal. In this case, fresh air flows through the holes in the protective casing pos. 14 and then through the air filter pos. 11 enters the cooling system. The movement of the cooling air flow will be ensured by rotation of the main shaft and the created vacuum on the back side of the fixed leading thrust heel pos. 15 with blade finning like a centrifugal wheel, with the function of an air supercharger. The transmission of rotation under load will be provided in the axial direction through the friction disk pos.16 mounted on the leading heel. The driven thrust heel pos. 17, interlocked with the lever-rotary device pos. 20, has longitudinal movement along the splines of the driven shaft pos. 19 from St15X and the spring pressing it pos. 18 from steel 60С2.

Оппозитное газораспределение для одновременно происходящих 5-ти цикловых процессов обеспечено рычажно-поворотными устройствами поз.13 из Ст15Х, при воздействии на них трехкулачкового диска поз.12 из Ст15Х, который закреплен на противоположном конце основного вала между воздушным фильтром и верхней торцевой крышки корпуса. При этом работа каждого клапана для всех циклов будет определена по месту их расположения на перегородке рабочей камеры: для всасывания поз.31, для сжатия и нагнетания поз.32, для рабочего хода поз.33 и для выхлопа отработанных газов поз.34.Opposite gas distribution for simultaneously occurring 5 cycle processes is provided by lever-rotary devices pos.13 from St15X, when exposed to a three-jaw disc pos.12 from St15X, which is mounted on the opposite end of the main shaft between the air filter and the upper end cover of the housing. In this case, the operation of each valve for all cycles will be determined by their location on the partition of the working chamber: for suction pos.31, for compression and discharge pos.32, for the stroke of pos.33 and for exhaust gas pos.34.

Выносные трубчатые камеры сгорания поз.27, состоящие из материала ВТЗ-1 или Н70МФ, будут образовывать пространства для сжигания воздушно-топливных смесей. Начала процессов горения воздушно-топливных смесей будет осуществляться при электрических разрядах на свечах зажигания поз.28, установленных по резьбовым соединениям в гнездах камер сгорания.Remote tubular combustion chambers, item 27, consisting of VTZ-1 or N70MF material, will form spaces for burning air-fuel mixtures. The beginning of the combustion processes of air-fuel mixtures will be carried out with electric discharges on spark plugs pos. 28, installed by threaded connections in the nests of the combustion chambers.

Получение электроэнергии для собственных нужд будет обеспечено генератором поз.10, который расположен на защитном кожухе во внутреннем пространстве воздушного фильтра.Electricity for own needs will be provided by the generator pos.10, which is located on the protective casing in the inner space of the air filter.

Запуск РПД предлагается осуществлять стартовым двигателем устанавливаемого с соблюдением герметичности соединения на примыкающем корпусе поз.42 из Ст30 к дополнительному корпусу двигателя. Передача вращения от него к ведущей упорной пяте будет обеспечиваться через промежуточную шестерню поз.43 из Ст40Х. Вал поз.44, жесткосвязаный с промежуточной шестерней, служит для передачи вращения на маслонасос поз.45 системы смазки подшипников скольжения и системы уплотнения ротора в рабочей камере.It is proposed to start the RPD with a starting engine installed in compliance with the tightness of the connection on the adjacent housing pos. 42 from St30 to the additional engine housing. The rotation transmission from it to the leading thrust heel will be provided through the intermediate gear pos. 43 from St40X. The shaft pos.44, rigidly connected to the intermediate gear, is used to transmit rotation to the oil pump pos.45 of the lubrication system of sliding bearings and the rotor sealing system in the working chamber.

На фиг.5 изображен внешний вид силового агрегата в двух проекциях, где 1 - основной корпус двигателя, 2 - дополнительный корпус, 3 - коробка переключения скоростей, 4 - коробка главной передачи, 5 - карбюратор, 6 - стартер, 7 - коллектор подачи воздушно-топливной смеси, 8 - коллектор отводящий отработанные газы.Figure 5 shows the appearance of the power unit in two projections, where 1 is the main engine housing, 2 is an additional housing, 3 is the gearbox, 4 is the main gearbox, 5 is the carburetor, 6 is the starter, 7 is the air supply manifold -fuel mixture, 8 - exhaust manifold.

Claims (1)

Четырехтактный роторно-поршневой двигатель, состоящий из корпуса, одноступенчатого коленчатого вала и свободно вращающегося на шейке его кривошипа ротора в полости квадратичной камеры, отличающийся тем, что корпус двигателя выполнен в виде двух элементов замкнутых перегородок квадратичного типа, входящих одна в другую, а также замыкающих их двух торцевых крышек, которые обжимают эти перегородки, при этом полость, образованная малой замкнутой перегородкой, служит рабочей камерой, а полость между перегородками служит рубашкой водяного охлаждения, причем сжигание сжатой воздушно-топливной смеси осуществляется в перепускных трубчатых камерах сгорания, находящихся в рубашке водяного охлаждения и замыкающих карманы клапанов нагнетания и рабочего хода.A four-stroke rotary piston engine, consisting of a housing, a single-stage crankshaft and a rotor crank freely rotating on the neck of the crank in the cavity of the quadratic chamber, characterized in that the motor housing is made in the form of two elements of closed partitions of the quadratic type, one inside the other, and also closing their two end caps, which compress these partitions, while the cavity formed by a small closed partition serves as a working chamber, and the cavity between the partitions serves as a water jacket hlazhdeniya, the compressed combustion air-fuel mixture is carried out in the overflow tubular combustion chambers, located in the jacket water cooling and injection pockets closing valves and stroke.
RU2001115060/06A 2001-06-01 2001-06-01 Opposite cycle rotary piston engine RU2227219C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115060/06A RU2227219C2 (en) 2001-06-01 2001-06-01 Opposite cycle rotary piston engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115060/06A RU2227219C2 (en) 2001-06-01 2001-06-01 Opposite cycle rotary piston engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001115060A RU2001115060A (en) 2003-03-20
RU2227219C2 true RU2227219C2 (en) 2004-04-20

Family

ID=32464835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001115060/06A RU2227219C2 (en) 2001-06-01 2001-06-01 Opposite cycle rotary piston engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2227219C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Сухомлинов P.M. Трохоидные роторные компрессоры. - Харьков: Вища школа, 1975, с.35-37, рис.9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2990820A (en) Rotating mechanism of main shaft of oil engine
CA2108108A1 (en) Rotary engine
US4437441A (en) Rotary alternating piston gas generator
US3724427A (en) Rotary internal combustion engine
CN101205812A (en) Four-piston cylinder engine
US3937187A (en) Toroidal cylinder orbiting piston engine
RU2472017C2 (en) Rotary engine
EP0717812B1 (en) Engine
US4834032A (en) Two-stroke cycle engine and pump having three-stroke cycle effect
RU2227219C2 (en) Opposite cycle rotary piston engine
WO1991015663A1 (en) A double acting, rectangular faced, arc shaped, oscillating piston quadratic internal combustion engine or machine
CN105041465B (en) Straight-shaft type impeller engine
RU2441992C1 (en) Rotary diesel engine
CN205714421U (en) Piston-rotating internal combustion engine
CN100453779C (en) Turbine rotor engine
CN205559061U (en) Planet wheel rotor motor of many flat actuating cylinder combined drives
WO2018184035A1 (en) Two-stroke cycle rotary internal combustion engine
RU2539412C1 (en) Rotary two-chamber internal combustion engine
RU2734069C1 (en) Rotary-blade internal combustion engine
RU2193675C2 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2374454C2 (en) Design of piston machine and method of designing its working chamber for thermodynamic cycle
JPH0693874A (en) Three-combustion-chamber engine with main body rotating
CZ309445B6 (en) Rotary internal combustion engine
RU2008470C1 (en) Rotary engine
RU2032809C1 (en) Rotor internal combustion engine

Legal Events

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

Effective date: 20080602