RU2242624C2 - Rotary engine - Google Patents
Rotary engineInfo
- Publication number
- RU2242624C2 RU2242624C2 RU2002133837/06A RU2002133837A RU2242624C2 RU 2242624 C2 RU2242624 C2 RU 2242624C2 RU 2002133837/06 A RU2002133837/06 A RU 2002133837/06A RU 2002133837 A RU2002133837 A RU 2002133837A RU 2242624 C2 RU2242624 C2 RU 2242624C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- gear
- rotor
- rotors
- stator
- 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
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Изобретение может быть использовано в области двигателестроения для преобразования энергии жидкого топлива во вращательную механическую энергию.The invention can be used in the field of engine manufacturing to convert the energy of liquid fuel into rotational mechanical energy.
Известен роторный двигатель с двухвершинным остроугольным ротором, жестко связанным с подвижной шестерней, имеющей диаметр 2d и обкатывающей внутреннюю неподвижную шестерню диаметра d, причем рабочая поверхность статора выполнена по конхоиде окружности. Такая форма статора обеспечивает постоянное касание ротором двух точек статора и создает тем самым две замкнутые рабочие полости с переменным объемом по обе стороны ротора [1].Known rotary engine with a two-vertex acute-angled rotor rigidly connected to a movable gear having a diameter of 2d and running in an internal stationary gear of diameter d, and the working surface of the stator is made on a conchoid of a circle. This form of the stator ensures a constant contact of the rotor with two points of the stator and thereby creates two closed working cavities with a variable volume on both sides of the rotor [1].
Недостатком этого роторного двигателя является недостаточная герметичность вершин ротора, которая существенно ухудшает экономические показатели двигателя и уменьшает его срок эксплуатации.The disadvantage of this rotary engine is the lack of tightness of the rotor tops, which significantly impairs the economic performance of the engine and reduces its service life.
Известен роторный двигатель с двухвершинным закругленным ротором, жестко связанным с подвижной шестерней, имеющей диаметр 2d и обкатывающей внутреннюю неподвижную шестерню диаметра d, причем рабочая поверхность статора выполнена по кривой, описанной в полярных координатах по сложной параметрической зависимости. Эта зависимость обеспечивает постоянное касание ротором двух точек статора и создает тем самым две замкнутые рабочие камеры с переменным объемом по обе стороны ротора [2].Known rotary engine with a two-vertex rounded rotor, rigidly connected with a movable gear having a diameter of 2d and running in an internal stationary gear of diameter d, and the working surface of the stator is made according to a curve described in polar coordinates by a complex parametric dependence. This dependence ensures a constant contact of the rotor with two points of the stator and thereby creates two closed working chambers with a variable volume on both sides of the rotor [2].
Недостатком этого двигателя является сложность изготовления статора и износ поверхностей статора и ротора.The disadvantage of this engine is the difficulty of manufacturing the stator and the wear of the surfaces of the stator and rotor.
Задача изобретения - упрощение конструкции статора и компенсация износа трущихся поверхностей.The objective of the invention is to simplify the design of the stator and compensate for the wear of rubbing surfaces.
Технический результат - упрощение технологии изготовления двигателя и увеличение срока его эксплуатации.The technical result is a simplification of engine manufacturing technology and an increase in its service life.
Это достигается тем, что в роторном двигателе, содержащем пары рабочих камер, замкнутые переменные объемы в которых образованы статорами и двухвершинными закругленными роторами, движущимися в неподвижных стенках и жестко связанными с подвижной шестерней внутреннего зацепления, обкатывающей внутреннюю неподвижную шестерню вдвое меньшего диаметра,This is achieved by the fact that in a rotary engine containing pairs of working chambers, closed variable volumes in which are formed by stators and two-vertex rounded rotors moving in motionless walls and rigidly connected with a movable gear of internal engagement, rolling in an internal motion gear of half the diameter,
- статор в сечении имеет форму окружности радиуса R с центром на начальной окружности внутренней шестерни;- the stator in cross section has the shape of a circle of radius R centered on the initial circumference of the inner gear;
- впуск и сжатие заряда происходят в одной рабочей камере, а рабочий ход и выпуск сгоревшего заряда - в другой, причем механизм передачи сжатого заряда из первой камеры во вторую выполнен в виде отверстия в межкамерной стенке, канавок в стенках роторов, примыкающих к неподвижной стенке и соединяющихся с отверстием в ней при малом переменном объеме рабочих камер, и отверстий в средних частях роторов, соединяющих переменные объемы рабочих камер с канавками;- the inlet and compression of the charge occur in one working chamber, and the working stroke and release of the burnt charge in the other, and the mechanism for transferring the compressed charge from the first chamber to the second is made in the form of a hole in the interchamber wall, grooves in the walls of the rotors adjacent to the fixed wall and connected to the hole in it with a small variable volume of the working chambers, and holes in the middle parts of the rotors connecting the variable volumes of the working chambers with grooves;
- закругленная вершина ротора выполнена подвижной и имеет в сечении вид поворотного уплотняющего башмака с рабочей поверхностью в виде круговой дуги радиуса R, герметично поворачивающегося вокруг оси и упруго прижимающегося к стенке статора;- the rounded top of the rotor is movable and has a sectional view of a rotary sealing shoe with a working surface in the form of a circular arc of radius R, hermetically rotating around its axis and elastically pressed against the stator wall;
- места впуска свежего заряда в первой камере и выпуска сгоревшего заряда в другой расположены в местах касания соответствующих роторов со статорами при тех положениях роторов, которые образуют минимальные объемы рабочих камер;- places of fresh charge inlet in the first chamber and discharge of the burnt charge in another are located at the points of contact of the respective rotors with the stators at those rotor positions that form the minimum volumes of the working chambers;
- подвижная шестерня эксцентрично поворачивается в концевых втулках, ось вращения которых совпадает с осью внутренней неподвижной шестерни, причем одна из втулок жестко связана с шестерней, передающей вращение на вал отбора мощности, а неподвижная шестерня на концах переходит в участки вала;- the movable gear rotates eccentrically in the end bushes, the axis of rotation of which coincides with the axis of the internal stationary gear, one of the bushes being rigidly connected to the gear transmitting rotation to the power take-off shaft, and the stationary gear at the ends passes to the shaft sections;
- на одной подвижной шестерне размещается несколько пар камер, статоры которых повернуты относительно друг друга на некоторый угол;- on one movable gear several pairs of chambers are placed, the stators of which are rotated relative to each other at a certain angle;
- внутренняя полость между шестернями использована для объема жидкости, охлаждающей двигатель;- the internal cavity between the gears is used for the volume of fluid cooling the engine;
- ротор второй камеры имеет в средней части углубления с двух сторон для обеспечения заданной степени сжатия заряда.- the rotor of the second chamber has in the middle part of the recess on both sides to provide a given degree of charge compression.
Существенность отличий обосновывается следующим образом:The materiality of the differences is justified as follows:
- изготовление круговой формы статора значительно проще, чем изготовление сложного контура статора, предложенного в прототипе,- the manufacture of the circular shape of the stator is much simpler than the manufacture of a complex contour of the stator proposed in the prototype,
- протекание полного термодинамического цикла в двух камерах позволяет упростить процессы охлаждения двигателя и выполнять впуск и выпуск заряда в разных камерах без использования сложного клапанного механизма,- the course of the full thermodynamic cycle in two chambers allows to simplify the cooling processes of the engine and to carry out the inlet and outlet of charge in different chambers without the use of a complex valve mechanism,
- механизм перетекания сжатого заряда из одной камеры в другую также выполнен без использования клапанов,- the mechanism of the flow of the compressed charge from one chamber to another is also performed without the use of valves,
- поворотный круговой башмак с рабочим радиусом, равным радиусу статора, обеспечивает хорошую герметичность разделения объемов по обе стороны поршня и компенсацию износа поверхности за счет поворота вокруг оси, размещенной на подпружиненном брусе,- a rotary circular shoe with a working radius equal to the radius of the stator, provides good tightness of the separation of volumes on both sides of the piston and compensation of surface wear due to rotation around an axis placed on a spring bar,
- эксцентричное размещение подвижной шестерни между концевыми втулками обеспечивает ее кинематическую связь с валом отбора мощности,- the eccentric placement of the movable gear between the end sleeves ensures its kinematic connection with the power take-off shaft,
- возможность одновременной работы повернутых пар камер позволяет уменьшить усилие на зуб шестерни за счет разнонаправленности сил давления газов при разных углах поворота статора.- the possibility of simultaneous operation of the rotated pairs of chambers allows to reduce the force on the gear tooth due to the multidirectionality of the gas pressure forces at different angles of rotation of the stator.
При данной конструкции двигателя роторы касаются статоров в двух точках, обеспечивая получение двух переменных объемов по обе стороны поршня. Одновременно роторы через жестко связанную с ними подвижную шестерню получают от нее сложное обкатывающее движение. Далее считается, что наименьшему переменному объему соответствует горизонтальное положение роторов.With this engine design, the rotors touch the stators at two points, providing two variable volumes on both sides of the piston. At the same time, the rotors through a rigidly connected movable gear receive a complex rolling motion from it. It is further believed that the smallest variable volume corresponds to the horizontal position of the rotors.
На фиг.1 представлен продольный разрез двигателя при горизонтальном положении роторов; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1 (сечение камеры впуск - сжатие); на фиг.3 - разрез по В-В на фиг.1 (сечение камеры рабочий ход - выпуск); на фиг.4 - разрез камеры впуск - сжатие при наклонном положении роторов; на фиг.5 - разрез по Б-Б на фиг.1 (через межкамерную перегородку); на фиг.6 - пространственный разрез ротора по его малой оси.Figure 1 presents a longitudinal section of the engine with the horizontal position of the rotors; figure 2 is a section along aa in figure 1 (section of the inlet chamber - compression); figure 3 is a section along BB in figure 1 (section of the camera working stroke - release); figure 4 - section of the inlet chamber - compression with the inclined position of the rotors; figure 5 is a section along BB in figure 1 (through the interchamber partition); figure 6 is a spatial section of the rotor along its minor axis.
Для наглядности зазоры между соприкасающимися поверхностями резко увеличены.For clarity, the gaps between the contacting surfaces are sharply increased.
Двигатель содержит камеры сгорания 1 и 2 в виде внутренностей круговых цилиндров радиуса R, роторы 3, длинную внутреннюю неподвижную шестерню 4, переходящую на концах в цилиндрические участки обычного вала, длинную подвижную шестерню 5, обкатывающую неподвижную шестерню 4 и жестко связанную с поршнями 3, концевые втулки 6 и 7 с эксцентричными опорными гнездами для подвижной шестерни 5, межкамерную стенку (перегородку) 8. Концевые втулки 6 и 7 вращаются на цилиндрических участках неподвижной шестерни 4, причем на втулке 7 размещена шестерня 9 для отбора мощности двигателя.The engine contains combustion chambers 1 and 2 in the form of the insides of circular cylinders of radius R,
Подвижная закругленная вершина ротора 3 выполнена в виде уплотняющего башмака 10 с рабочей поверхностью в виде сегмента круга радиуса R, поворачивающегося на оси поворота 11, расположенной вблизи вершины ротора на подпружиненном полом брусе 12.The movable rounded apex of the
Механизм перетекания сжатого заряда из одной камеры в другую выполнен в виде отверстия 13 в межкамерной стенке (перегородке) 8, серповидных канавок 14 в торцах роторов, соприкасающихся с перегородкой 8, и отверстий 15 в боковых сторонах роторов 3.The mechanism of the flow of the compressed charge from one chamber to another is made in the form of an
Свечи зажигания в камере 2 не указаны. Переменные объемы каждой камеры 1 или 2 обозначены буквами а и б. Ротор 3 в камере 2 имеет углубления в боковых стенках для сжатого заряда перед его поджиганием. Ротор 3 в камере 1 имеет в сечении такую форму, что минимальный переменный объем по величине очень мал.Spark plugs in chamber 2 are not indicated. The variable volumes of each chamber 1 or 2 are indicated by the letters a and b. The
Механизм впуска свежего заряда осуществляется через отверстие 16 камеры 1, расположенное в статоре напротив конца большой оси ротора 3 при наименьшем рабочем объеме камеры (в данном случае при горизонтальном положении этой большой оси).The fresh charge inlet mechanism is carried out through the
Механизм выпуска сгоревшего заряда осуществляется через отверстие 17 камеры 2, расположенное в статоре напротив другого конца большой оси ротора 3 при наименьшем объеме рабочего объема камеры 2 (в данном случае при горизонтальном положении этой большой оси).The mechanism for the release of the burnt charge is carried out through the
Двигатель работает следующим образом. При движении роторов 3 в камерах 1 и 2 создаются два замкнутых рабочих объема а и б, один из которых увеличивается, а другой уменьшается. Увеличивающийся объем (например, а) в камере 1 связан со всасыванием свежего заряда через отверстие 16, а уменьшающийся объем б в этой камере означает сжатие свежего заряда. Вблизи минимальной величины этого объема серповидные канавки 14 в торцах роторов 3 оказываются напротив отверстия 13 в межстаторной перегородке 8. Возникает сквозной путь: уменьшающийся объем камеры 1 - отверстие 15 этой камеры - канавка 14 камеры 1 - отверстие 13 в перегородке 8 - канавка 14 камеры 2 - отверстие 15 камеры 2 - уменьшающийся объем камеры 2.The engine operates as follows. When the
В результате сжатый заряд из камеры 1 перетекает в камеру 2. При дальнейшем движении роторов 3 серповидные канавки 14 в обоих роторах выходят из соприкосновения с отверстием 13 в межкамерной перегородке 8, процесс перетекания заканчивается и переменные объемы в камерах 1 и 2 оказываются изолированными друг от друга. В камере 2 в сжатом заряде срабатывают свечи зажигания, заряд воспламеняется и под действием высокого давления сгоревшего заряда начинается рабочий ход ротора 3 в камере 2. Поскольку этот ротор жестко связан с подвижной шестерней 5, а через нее и с поршнем камеры 1, то возникает передача энергии на вал отбора мощности и на всасывание заряда в камере 1. Продолжающее движение ротора в камере 2 приводит к тому, что вершина ротора 3 этой камеры оказывается напротив отверстия 17 выпуска сгоревшего заряда. Другой объем этой камеры 2 оказывается в режиме перетекания и процесс повторяется.As a result, the compressed charge from the chamber 1 flows into the chamber 2. With the further movement of the
Принцип построения нового двигателя основан на том факте, что, если бы вершина ротора с такой кинематикой была остроугольной (т.е. точечной), то она описывала бы замкнутую кривую (перициклоиду [3]), которая при увеличении величины L/d очень быстро приближается к окружности (здесь L - расстояние от точечной вершины остроугольного ротора до его центра, a d - диаметр внутренней неподвижной шестерни). Для оценки такого влияния величины L/d на форму траектории точечной вершины ротора можно привести такие цифры (е - максимальная величина отклонения по радиусу от окружности до траектории точечной вершины ротора)The principle of constructing a new engine is based on the fact that if the apex of the rotor with such kinematics was acute-angled (ie, point), then it would describe a closed curve (pericycloid [3]), which, with increasing L / d, is very fast approaches a circle (here L is the distance from the point apex of an acute-angled rotor to its center, ad is the diameter of the internal stationary gear). To evaluate this effect of the L / d value on the shape of the trajectory of the rotor point apex, one can cite such figures (e is the maximum deviation along the radius from the circle to the trajectory of the rotor point apex)
При этом диаметр соответствующей окружности ротора равен 2L т.е. отношение отклонения е к диаметру этой окружности делается в 2L/d раз меньше.The diameter of the corresponding circumference of the rotor is 2L i.e. the ratio of the deviation e to the diameter of this circle becomes 2L / d times smaller.
Например, при d=40 мм и L/d=3.5 диаметр внутренней окружности статора будет равен D=280 мм, а отклонение e=0,14·d=5,6 мм, т.е. примерно в два раза меньше хода клапанов распределительного механизма обычного карбюраторного двигателя.For example, at d = 40 mm and L / d = 3.5, the diameter of the inner circle of the stator will be D = 280 mm, and the deviation e = 0.14 · d = 5.6 mm, i.e. approximately half the stroke of the valves of the distribution mechanism of a conventional carburetor engine.
Длительность одного такта в данном роторном двигателе будет равна времени одного оборота ротора, а не половине оборота вала, как у обычного двигателя, т.е. в два раза дольше. Это означает, что допустимое время осуществления термодинамического цикла позволяет в два раза повысить предельное число оборотов оси подвижной шестерни.The duration of one cycle in this rotary engine will be equal to the time of one revolution of the rotor, and not half of the rotation of the shaft, as in a conventional engine, i.e. twice as long. This means that the permissible time for the implementation of the thermodynamic cycle allows you to double the limit number of revolutions of the axis of the movable gear.
Тот факт, что в данном двигателе отклонение центра тяжести вращающегося звена подвижная шестерня + роторы от оси вращения сравнительно мало, говорит о малости центробежных сил при больших числах оборотов. К тому же сравнительно большая длина неподвижной шестерни делает погонную нагрузку от этой силы не слишком значительной.The fact that in this engine the deviation of the center of gravity of the rotating link the movable gear + rotors from the axis of rotation is relatively small, speaks of the smallness of centrifugal forces at high speeds. In addition, the relatively large length of the fixed gear makes the linear load from this force not too significant.
Одинаковость радиуса у статора и башмака ротора обеспечивает высокую герметичность двигателя, а упругость прижима - его долговечность.The same radius at the stator and rotor shoe provides high tightness of the motor, and the elasticity of the clamp - its durability.
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ N 2015372, F 02 В 53/00 от 03.07.891. RF patent N 2015372, F 02 В 53/00 dated 03/07/89
2. А.с. СССР N 1312189, F 01 С 1/00 от 23.05.872. A.S. USSR N 1312189, F 01 C 1/00 dated 05.23.87
3. Справочник машиностроителя. М. - 1963. - с.2813. Reference machine builder. M. - 1963. - p. 281
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002133837/06A RU2242624C2 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Rotary engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002133837/06A RU2242624C2 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Rotary engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002133837A RU2002133837A (en) | 2004-10-20 |
RU2242624C2 true RU2242624C2 (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=34387375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002133837/06A RU2242624C2 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Rotary engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2242624C2 (en) |
-
2002
- 2002-12-15 RU RU2002133837/06A patent/RU2242624C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6659744B1 (en) | Rotary two axis expansible chamber pump with pivotal link | |
US20090081065A1 (en) | Rotary Working Machine Provided with an Assembly of Working Chambers with Periodically Variable Volume, In Particular a Compressor | |
JP5284790B2 (en) | Rotary combustion device | |
US20080159897A1 (en) | Reciprocating Component-Free Kinematic Motion Apparatus for Transforming Pressure Variations of a Fluid Operating in Cyclically Variable Volume Toroidal Chambers into a Mechanical Work on a Rotary Axis and Engine Including Said Apparatus | |
WO1998032959A1 (en) | Rotary-linear power device | |
US10920589B2 (en) | Six-stroke rotary-vane internal combustion engine | |
RU2242624C2 (en) | Rotary engine | |
CA2496051C (en) | Positive displacement rotary device and method of use | |
RU2753705C2 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
RU2541059C1 (en) | Rotary and plate device | |
RU2405950C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2773184C2 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
US4173439A (en) | Apparatus having expanding and contracting chamber | |
RU2384719C2 (en) | Rotary engine | |
KR100404446B1 (en) | Torus crank | |
RU2260697C1 (en) | Rotary machine | |
US4227506A (en) | Internal combustion engine | |
RU2190770C2 (en) | Internal combustion rotary engine | |
RU2152522C1 (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
RU2451801C2 (en) | Two-axes rotary chamber ice | |
KR100372086B1 (en) | 4-Bar Linkage Rotary Machine | |
US8684714B2 (en) | Internal orbital engine | |
RU2157892C2 (en) | Piston machine | |
RU2358125C2 (en) | Rotor-piston internal combustion engine | |
RU2161256C2 (en) | Rotary internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091216 |