RU2240432C1 - Двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240432C1 RU2240432C1 RU2003111875/06A RU2003111875A RU2240432C1 RU 2240432 C1 RU2240432 C1 RU 2240432C1 RU 2003111875/06 A RU2003111875/06 A RU 2003111875/06A RU 2003111875 A RU2003111875 A RU 2003111875A RU 2240432 C1 RU2240432 C1 RU 2240432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- radial protrusions
- rotor
- housing
- internal combustion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях-генераторах. Техническим результатом является упрощение конструкции двигателя и повышение его надежности. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит цилиндрический корпус, разделенный на рабочие полости радиальными выступами, ротор с качающимися рабочими органами в виде лопастных поршней, расположенных между радиальными выступами, и механизм преобразования движения ротора. Согласно изобретению корпус выполнен в виде цельного цилиндра, а радиальные выступы - съемными или заодно с ним. Угол поворота вала устанавливается механизмом изменения длины кривошипа. Патрубки впускного и выпускного коллекторов с запорными элементами установлены в теле радиальных выступов. При этом работа запорных элементов двух соседних камер сгорания регулируется единым газораспределительным механизмом. 3 ил.
Description
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания с качающимися рабочими органами.
Известна силовая установка (патент RU 2099557, F 02 В 53/14, F 01 С 13/14, 9/00, 20.12.97 г.), состоящая из двух роторных агрегатов: двигателя внутреннего сгорания и компрессора или гидронасоса. Каждый из агрегатов содержит цилиндрический корпус, по два соосно установленных ротора со ступицей и двумя лопастными поршнями на каждом из них. Ступицы роторов агрегатов соединены между собой внешним и внутренним валами. Внутренний вал через рычаг и шатун, размещенные с внешней стороны силовой установки, связан с коленчатым валом. Внешний вал через другой рычаг и другой шатун, размещенные между агрегатами установки, также связан с коленчатым валом.
Недостатком двигателя (и одновременно компрессора) известной установки является сложность конструкции, повышенное число движущихся частей и трущихся поверхностей, большое количество мест, требующих уплотнения. Кроме того, форма лопастных поршней и способ их установки, обусловленные конструктивным исполнением двигателя, во избежание их изгиба и скручивания требуют изготавливать их массивными, что увеличивает инерционные нагрузки на рабочие органы двигателя.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, принимаемым за прототип, является двигатель внутреннего сгорания с возвратно-качательным движением рабочих органов (патент RU 2006612, F 02 В 53/00, 30.01.94 г.), содержащий корпус, в котором расположены компрессорная и рабочая секции с цилиндрическими рабочими камерами, разделенными радиальными выступами корпуса на полости изменяемого объема, ротор с качающимся валом, расположенный на оси секций и снабженный рабочими органами в виде лопасти, механизм преобразования движения ротора, связанный с выходным валом, впускной коллектор компрессорной секции с автоматическими клапанами на входе, перепускной канал, связывающий компрессорную и рабочую секции, и коллектор выпуска отработавших газов из рабочей секции, причем перепускной канал и коллектор выпуска снабжены запорными элементами. Запорные элементы перепускного канала выполнены в виде последовательно расположенных качающихся цилиндрического золотника с диаметральным проходным отверстием, управляемого кулачком, установленным на оси ротора и подпружиненного отсечного клапана, а запорный элемент коллектора выпуска выполнен в виде двуплечей качающейся заслонки, общей для двух соседних полостей и подвижно установленной на оси в радиальном выступе корпуса, а на оси заслонки закреплен рычаг, охваченный качающейся вилкой, контактирующей с толкателем, установленным на оси ротора.
Недостатками данного двигателя являются пониженные прочностные характеристики, обусловленные конструкцией. А именно - выполнение боковых стенок корпуса двигателя состоящими из отдельных сегментов и ненадежное соединение радиальных выступов относительно тонкого сечения с корпусом, соединяющимися с корпусом основаниями малой площади. Кроме того, система впуска горючей смеси состоит из отдельных для каждой рабочей камеры устройств, а сами системы впуска и выпуска имеют раздельные приводы для каждой рабочей камеры, что в совокупности усложняет конструкцию и отрицательно влияет на весогабаритные характеристики двигателя. Выполнение запорного элемента коллектора выпуска в виде двуплечей заслонки общей для двух соседних полостей (рабочих камер) при ее несрабатывании или выходе из строя приведет к выключению из работы сразу двух рабочих камер. В совокупности все перечисленные особенности конструкции увеличивают количество мест, требующих надежного уплотнения и герметизации, а также снижают надежность двигателя.
Целью изобретения является упрощение конструкции двигателя и повышение его надежности.
Указанная цель достигается тем, что корпус предлагаемого двигателя выполнен в виде цельного цилиндра, внутренний объем которого делится на рабочие полости, выполненными заодно с корпусом или съемными радиальными выступами. Радиальные выступы расположены в корпусе симметрично друг против друга и в поперечном сечении имеют форму сектора круга. Между крышками, закрывающими корпус с торцов, и радиальными выступами вдоль оси корпуса установлен ротор. При этом радиальные выступы выполняют роль устройства, дополнительно центрирующего ротор двигателя, а с торцов, для повышения жесткости конструкции, соединены с крышками двигателя. Вершины радиальных выступов, контактирующие с ротором, выполнены усеченными по радиусу его наружной поверхности и снабжены пазами под компрессионно-маслосъемные уплотнения и каналами системы смазки двигателя. Ротор снабжен рабочими органами, лопастными поршнями, в поперечном сечении имеющими форму равнобедренной трапеции, установленной нижним основанием на валу ротора. Верхние основания трапециевидных лопастных поршней выполнены скругленными по радиусу внутренней поверхности корпуса двигателя и снабжены пазами под компрессионно-маслосъемные уплотнения и каналами системы смазки двигателя. Вал ротора установлен с возможностью поворота на угол, необходимый для выполнения работы качающимися лопастными поршнями. Угол поворота устанавливается в зависимости от вида используемого топлива и требуемой степени сжатия регулировочным механизмом, изменяющим длину кривошипа. Лопастные поршни расположены между радиальными выступами так, что совместно с ними и корпусом образуют в рабочих полостях отдельные камеры сгорания. Формы выполнения лопастных поршней и радиальных выступов и их взаимное расположение в двигателе в совокупности обеспечивают в камерах сгорания параллельность боковых поверхностей лопастных поршней (в верхней мертвой точке или в конце такта) и радиальных выступов, что в свою очередь обеспечивает равномерное распределение фронта пламени и давления по поверхности лопастного поршня в начале рабочего хода. Кроме того, форма радиальных выступов и их габаритный размер обеспечивают возможность крепления и установки в них под необходимым углом впускных и выпускных патрубков и запорных элементов газораспределительного механизма, состоящего из единого привода и распределительных валов, осуществляющих газораспределение в двух соседних рабочих камерах каждый. Перечисленные признаки существенно улучшают прочностные характеристики и надежность двигателя, а также уменьшают количество мест, требующих уплотнения и герметизации. Для улучшения теплового режима работы двигателя и уменьшения тепловых нагрузок в теле радиальных выступов, ротора и лопастных поршней выполнены полости для циркуляции охлаждающей жидкости, а корпус двигателя снабжен кожухом рубашки охлаждения. В совокупности с отказом от систем впуска-выпуска с отдельными приводами и устройствами это упрощает конструкцию, улучшает весогабаритные характеристики двигателя и повышает его надежность.
На фиг.1 изображен разрез А-А на фиг.3; на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.3 - продольный разрез двигателя.
Двигатель содержит цилиндрический корпус 1 с внутренними, в форме сектора в разрезе, радиальными выступами 2. Радиальные выступы 2 установлены на корпусе 1 симметрично друг против друга. Корпус 1 с торцов закрыт крышками 3. Между крышками 3 и радиальными выступами 2 установлен вдоль оси корпуса 1, с возможностью поворота вокруг нее, ротор 4 с лопастными поршнями 5, трапециевидными в разрезе. Лопастные поршни 5 расположены между радиальными выступами 2 так, что совместно с ними и корпусом 1 образуют камеры сгорания I, II, III, IV. Вал ротора 4 выведен через одну из крышек 3 и жестко соединен с качалкой 6, другой конец которой соединен, с возможностью поворота, с шатуном 7. Шатун 7 в свою очередь через кривошип 8 соединен с валом отбора мощности 9. Вал отбора мощности 9 ременной или цепной передачей соединен с нижним и верхним распределительными валами 10 механизма газораспределения, взаимодействующего с впускными и выпускными клапанами 11. Клапаны 11, а также впускные и выпускные патрубки 12 расположены в радиальных выступах 2. Свечи зажигания 13 расположены между основаниями радиальных выступов 2 и кожухом рубашки охлаждения 14 корпуса 1 двигателя. В теле радиальных выступов 2, ротора 4 и лопастных поршней 5 выполнены полости 15 для циркуляции охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя. В пазах вершин радиальных выступов 2 и верхних оснований трапециевидных лопастных поршней 5 расположены компрессионно-маслосъемные уплотнения 16, а между ними выполнены каналы 17 системы смазки двигателя.
Предложенный двигатель работает следующим образом. При повороте ротора 4 с лопастными поршнями 5 по часовой стрелке происходит увеличение объема камеры сгорания I, а распределительный механизм открывает впускной клапан 11 и сообщает камеру сгорания I с впускным коллектором через впускной патрубок 12. В результате камера сгорания I заполняется свежим зарядом - рабочей смесью. Достигнув крайнего положения, лопастной поршень 5 с ротором 4 начинают обратное движение - поворот против часовой стрелки. Впускной клапан 11 закрывается, выпускной был закрыт, замкнутый объем камеры сгорания I уменьшается, происходит сжатие поступившего заряда (рабочей смеси). В конце такта сжатия смесь воспламеняется электрической искрой, возникающей в свече 13. Образующиеся при сгорании газы, высокой температуры и давления, давят на лопастной поршень 5 и толкают его по часовой стрелке, совершая полезную работу - рабочий ход. При подходе лопастного поршня 5 к крайнему положению открывается выпускной клапан 11 и начинается такт выпуска. Поршень 5, достигнув крайнего положения, поворачивается вместе с ротором против часовой стрелки, вытесняя отработавшие газы и заканчивая полный цикл работы четырехтактного двигателя.
Двигатель имеет четыре камеры, работающие поочередно аналогично камере I.
Качательное движение лопастных поршней 5 через ротор 4, качалку 6, шатун 7 и кривошип 8 преобразуется во вращательное движение вала отбора мощности 9, имеющего маховик и зубчатую или ременную передачу для привода механизма газораспределения двигателя и насосов - топливного, масляного и водяного. Крутящий момент, снимаемый с него, может использоваться для привода различных механизмов транспортных средств.
К валу ротора можно подсоединить второй, такой же по конструкции, двигатель и использовать его в качестве компрессора для наддува первого двигателя или в качестве собственно компрессора. Возможно использование второго двигателя в качестве гидронасоса для прокачивания рабочей жидкости через турбину, с которой происходит отбор мощности, а для снижения пульсации жидкости в каналах установить гидроаккумуляторы.
Впускные и выпускные клапаны могут быть как тарельчатого типа, так и роторного. Последние, в данной конструкции, позволяют увеличить степень наполнения рабочих камер, при прочих равных условиях, и, следовательно, повысить коэффициент полезного действия.
В данной конструкции есть возможность использовать различные виды топлива (газ, бензин с различным октановым числом, дизельное топливо) без каких-либо переделок двигателя путем изменения степени сжатия с помощью механизма изменения длины качалки (не показан).
Claims (3)
1. Двигатель внутреннего сгорания с качающимися рабочими органами, содержащий цилиндрический корпус, разделенный на рабочие полости радиальными выступами, ротор, расположенный вдоль оси двигателя и снабженный качающимися рабочими органами в виде лопастных поршней, расположенных между радиальными выступами, механизм преобразования движения ротора, связанный с его выходным валом, впускной коллектор и коллектор выпуска отработавших газов, снабженные запорными элементами, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде цельного цилиндра, а радиальные выступы съемными или заодно с ним и представляют собой в поперечном сечении секторы круга, местом соединения которых с корпусом служит дуга сектора, вал ротора установлен с возможностью поворота на угол, необходимый для выполнения работы лопастными поршнями, причем их боковые поверхности параллельны боковым поверхностям радиальных выступов, расположенных симметрично друг против друга, а угол поворота вала устанавливается механизмом изменения длины кривошипа, патрубки впускного и выпускного коллекторов с запорными элементами установлены в теле радиальных выступов, причем работа запорных элементов двух соседних камер сгорания регулируется единым газораспределительным механизмом.
2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что в теле радиальных выступов, роторе и лопастных поршнях выполнены полости для циркуляции охлаждающей жидкости, а корпус двигателя снабжен кожухом рубашки охлаждения.
3. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что вершины радиальных выступов, контактирующие с ротором и выполненные усеченными по радиусу его наружной поверхности, а также верхние основания трапециевидных в сечении лопастных поршней, выполненные скругленными по радиусу внутренней поверхности корпуса двигателя, снабжены пазами для компрессионно-маслосъемных уплотнений и расположенными между ними каналами системы смазки двигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111875/06A RU2240432C1 (ru) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111875/06A RU2240432C1 (ru) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Двигатель внутреннего сгорания |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2240432C1 true RU2240432C1 (ru) | 2004-11-20 |
RU2003111875A RU2003111875A (ru) | 2004-11-20 |
Family
ID=34310771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003111875/06A RU2240432C1 (ru) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2240432C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009128691A1 (ru) * | 2008-04-14 | 2009-10-22 | Skrylnikov Anatoliy Sergeevich | Двигатель внутреннего сгорания |
EA014809B1 (ru) * | 2008-04-14 | 2011-02-28 | Анатолий Сергеевич СКРЫЛЬНИКОВ | Двигатель внутреннего сгорания |
RU2486357C2 (ru) * | 2009-12-22 | 2013-06-27 | Валерий Моисеевич Арутюнов | Машина с наддувом |
CN103277191A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-09-04 | 宁波特能机电有限公司 | 环形往复式活塞发动机及其偶排环形往复式活塞发动机 |
RU2659602C1 (ru) * | 2017-06-07 | 2018-07-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Лопастной двигатель внутреннего сгорания |
-
2003
- 2003-04-22 RU RU2003111875/06A patent/RU2240432C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009128691A1 (ru) * | 2008-04-14 | 2009-10-22 | Skrylnikov Anatoliy Sergeevich | Двигатель внутреннего сгорания |
EA014809B1 (ru) * | 2008-04-14 | 2011-02-28 | Анатолий Сергеевич СКРЫЛЬНИКОВ | Двигатель внутреннего сгорания |
RU2486357C2 (ru) * | 2009-12-22 | 2013-06-27 | Валерий Моисеевич Арутюнов | Машина с наддувом |
CN103277191A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-09-04 | 宁波特能机电有限公司 | 环形往复式活塞发动机及其偶排环形往复式活塞发动机 |
CN103277191B (zh) * | 2013-05-07 | 2015-07-01 | 宁波特能机电有限公司 | 环形往复式活塞发动机及其偶排环形往复式活塞发动机 |
RU2659602C1 (ru) * | 2017-06-07 | 2018-07-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Лопастной двигатель внутреннего сгорания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2394163C2 (ru) | Системы радиально-импульсного двигателя, насоса и компрессора и способы их работы | |
EA006410B1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания и способ его работы | |
KR20040032970A (ko) | 개선된 왕복 내연 기관 | |
WO2013077776A2 (ru) | Шеститактный роторный двигатель и способ его работы | |
GB2262965A (en) | Rotary piston internal combustion engine or compressor. | |
KR20160089385A (ko) | 내연기관 | |
US4419057A (en) | Rotary piston motor | |
RU2240432C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
EP0137622B1 (en) | Improvements in or relating to engines | |
US20130276761A1 (en) | Variable-compression engine assembly | |
EP0137621A1 (en) | Improvements in or relating to engines | |
RU2374454C2 (ru) | Устройство поршневой машины и способ выполнения ее рабочего объема для организации термодинамического цикла | |
RU2430248C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания автомобиля | |
WO2018016973A1 (en) | Reciprocating engines and compressors | |
RU2477377C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания: 5-тактный роторный двигатель с одним центральным вращающимся запорным элементом, общим для разнесенных по его диаметру раздельных секций сжатия и расширения рабочего тела, и обособленными камерами сгорания неизменного объема | |
RU2477376C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания: 5-тактный роторный двигатель с вращающимися запорными элементами, раздельными секциями сжатия и расширения рабочего тела и обособленными камерами сгорания неизменного объема | |
WO1993021423A1 (en) | Remote combustion rotary engine | |
RU2659602C1 (ru) | Лопастной двигатель внутреннего сгорания | |
RU2441992C1 (ru) | Роторно-поршневой дизельный двигатель | |
RU2768430C1 (ru) | Гибридная силовая установка | |
RU2297545C2 (ru) | Роторный двигатель | |
WO2007054106A1 (en) | Internal combustion rotary orbital engine | |
WO2015088347A1 (en) | Combustion engine comprising a cylinder | |
US20020100452A1 (en) | Trochilic piston engine | |
RU2300000C2 (ru) | Поршневой маятниковый двигатель внутреннего сгорания и механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090423 |