RU2263215C1 - Internal combustion rotary piston axial engine - Google Patents

Internal combustion rotary piston axial engine Download PDF

Info

Publication number
RU2263215C1
RU2263215C1 RU2004102053/06A RU2004102053A RU2263215C1 RU 2263215 C1 RU2263215 C1 RU 2263215C1 RU 2004102053/06 A RU2004102053/06 A RU 2004102053/06A RU 2004102053 A RU2004102053 A RU 2004102053A RU 2263215 C1 RU2263215 C1 RU 2263215C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
piston
engine
housing
shaft
Prior art date
Application number
RU2004102053/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004102053A (en
Inventor
А.А. Гах (RU)
А.А. Гах
Original Assignee
Гах Анатолий Андреевич
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 Гах Анатолий Андреевич filed Critical Гах Анатолий Андреевич
Priority to RU2004102053/06A priority Critical patent/RU2263215C1/en
Publication of RU2004102053A publication Critical patent/RU2004102053A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263215C1 publication Critical patent/RU2263215C1/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

  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; rotary-piston engines.
SUBSTANCE: proposed engine contains rotor, housing and piston with seals sliding along generatrix of housing forming, in definite sections of housing, expansion and compression chambers. According to invention, up to six pistons are installed in housing for rocking around axis parallel to axis of engine shaft. Axes of piston are arranged at equal distance from axis of engine shaft, and points of contact of piston and engine housing are equidistant from piston axis. Crankless rotor is made so that distance from axis of shaft to axis of piston is chosen from 0.5 to 1 minimum distance from axis of engine shaft to housing.
EFFECT: improved economy and no adverse effect on environment at reduced mass and dimensional characteristics of engine.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в автомобилестроении, судостроении, авиастроении и в виде движителя для пневмоинструмента.The invention relates to internal combustion engines, in particular to rotary internal combustion engines, and can be used in the automotive industry, shipbuilding, aircraft manufacturing and in the form of a propulsion device for pneumatic tools.

Известен роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, состоящий из механизма качающихся лопастей, узла уплотнения качающихся лопастей и подшипника опоры качающихся лопастей, например патент №2159342 МКИ F 02 B. Прототипом заявленного роторно-поршневого двигателя является двигатель Ванкеля, содержащий корпус, ротор и кривошипный механизм, обеспечивающий движение ротора по эпитрохоидной поверхности корпуса. Недостатками как аналогов, так и прототипа являются сложность механизма двигателя, узла уплотнения и самого устройства.Known rotary-vane internal combustion engine, consisting of a mechanism of swinging blades, a node for sealing swinging blades and bearing support swinging blades, for example patent No. 2159392 MKI F 02 B. The prototype of the claimed rotary-piston engine is a Wankel engine containing a housing, a rotor and a crank mechanism providing the movement of the rotor along the epitrochoid surface of the housing. The disadvantages of both analogues and prototype are the complexity of the engine mechanism, the seal assembly and the device itself.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение экономичности и экологичности двигателя при уменьшении массо-габаритных характеристик.The objective of the invention is to provide cost-effectiveness and environmental friendliness of the engine while reducing weight and size characteristics.

Указанные задачи обеспечиваются тем, что в корпус установлено до шести поршней с возможностью качания вокруг оси, параллельной оси вала двигателя, причем оси поршней равноудалены от оси вала двигателя и жестко соединены между собой, а точки касания поршня с корпусом двигателя равноудалены от оси поршня, при этом бескривошипный ротор выполнен таким образом, что расстояние от оси вала до оси поршня выбрано от 0,5 до 1, а длина поршня около 0,8 минимального расстояния от оси вала двигателя до корпуса. Увеличение плеча крутящего момента достигается тем, что камеры расширения и сжатия максимально разнесены относительно оси вала двигателя. Отсутствие кривошипного механизма позволяет уменьшить массо-габаритные характеристики двигателя. Увеличение плеча крутящего момента позволяет с меньшими затратами энергии получить более высокие мощностные характеристики и, соответственно, обеспечивает более высокую экономичность и экологичность предлагаемого двигателя. Возможность отключения одной из рабочих камер при установившихся режимах работы двигателя обеспечивает дополнительный резерв экономии топлива. Отсутствие в составе двигателя сложных деталей обеспечивает технологичность его изготовления.These tasks are ensured by the fact that up to six pistons are installed in the housing with the possibility of swinging around an axis parallel to the axis of the engine shaft, the axis of the pistons being equidistant from the axis of the engine shaft and rigidly interconnected, and the points of contact between the piston and the engine housing equidistant from the axis of the piston, this crankless rotor is designed so that the distance from the axis of the shaft to the axis of the piston is selected from 0.5 to 1, and the length of the piston is about 0.8 of the minimum distance from the axis of the motor shaft to the housing. An increase in the torque arm is achieved in that the expansion and compression chambers are maximally spaced relative to the axis of the motor shaft. The absence of a crank mechanism allows to reduce the mass-dimensional characteristics of the engine. Increasing the torque arm allows for lower power consumption to obtain higher power characteristics and, accordingly, provides higher efficiency and environmental friendliness of the proposed engine. The ability to turn off one of the working chambers under steady-state engine operating conditions provides an additional reserve of fuel economy. The absence of complex parts in the engine ensures the manufacturability of its manufacture.

На Фиг.1 показана конструкция предлагаемого двигателя. На Фиг.2 показан вид сбоку. Двигатель содержит корпус 1, в котором установлен вал 2 в подшипниках 3. Уплотнения 4 размещены на поршне 5. В корпусе 1 установлено до шести поршней 5 с возможностью качания вокруг оси 6, параллельной оси вала 2 двигателя, причем оси 6 поршней 5 равноудалены от оси вала 2 двигателя и жестко закреплены между собой, а точки касания поршня 5 с корпусом 1 двигателя равноудалены от оси 6 поршня 5, при этом бескривошипный ротор выполнен таким образом, что расстояние от оси вала 2 до оси 6 поршня выбрано от 0,5 до 1, а длина поршня 5 около 0,8 минимального расстояния от оси вала 2 двигателя до корпуса 1. На корпусе 1 установлен впускной коллектор 7 с карбюратором 8 и воздушным фильтром 9. На впускном коллекторе 7 может быть установлен переключающий элемент 10 для обеспечения возможности отключения одной из рабочих камер. Поршень 5, постоянно прикасаясь двумя крайними точками к корпусу 1, скользит по образующей корпуса 1, образуя в определенных секторах корпуса 1 камеры расширения и сжатия.Figure 1 shows the design of the proposed engine. Figure 2 shows a side view. The engine comprises a housing 1, in which a shaft 2 is mounted in bearings 3. Seals 4 are placed on the piston 5. In the housing 1, up to six pistons 5 are mounted with the possibility of swinging around the axis 6 parallel to the axis of the engine shaft 2, and the axles 6 of the pistons 5 are equidistant from the axis the shaft 2 of the engine and are rigidly fixed to each other, and the points of contact of the piston 5 with the housing 1 of the engine are equidistant from the axis 6 of the piston 5, while the crankless rotor is designed so that the distance from the axis of the shaft 2 to the axis 6 of the piston is selected from 0.5 to 1 and the length of piston 5 is about 0.8 times the minimum distance I from the axis of the shaft 2 of the engine to the housing 1. On the housing 1 there is an intake manifold 7 with a carburetor 8 and an air filter 9. A switching element 10 can be installed on the intake manifold 7 to enable one of the working chambers to be switched off. The piston 5, constantly touching by two extreme points to the housing 1, slides along the generatrix of the housing 1, forming in certain sectors of the housing 1 the expansion and compression chambers.

Работа предлагаемого двигателя происходит следующим образом. При повороте вала 2 из положения от φ=0° до φ=45° обеспечивается такт впуска топливовоздушной смеси. При повороте вала 2 от φ=45° до φ=90° - такт сжатия и зажигания топливовоздушной смеси. При повороте вала 2 от φ=90° до φ=135° обеспечивается такт расширения. При повороте вала 2 от φ=135° до φ=180° обеспечивается такт выпуска отработавших газов. Стрелками на чертеже показано направление впуска топливовоздушной смеси и выпуска отработавших газов. Мертвые точки поршень 5 проходит при углах φ поворота вала 2, равных 0°, 45°, 90°, 135°, 180°. При двух рабочих камерах и при установке в двигатель до шести поршней 5 за один оборот вала 2 обеспечивается до 12 рабочих циклов. Камеры расширения и сжатия двигателя образуются следующим образом: при движении задней по ходу движения точки касания поршня 5 с корпусом 1 по горизонтали передняя по ходу движения точка касания поршня 5 с корпусом 1 движется по криволинейной траектории, причем после прохождения мертвой точки передняя точка касания движется по вертикали, а задняя точка касания движется по той же самой криволинейной траектории. Возможность отключения одной из рабочих камер двигателя обеспечивается переключающим элементом 10, который осуществляет подачу топливовоздушной смеси из карбюратора 8 или подачу воздуха из воздушного фильтра 9.The operation of the proposed engine is as follows. When the shaft 2 is rotated from the position from φ = 0 ° to φ = 45 °, the intake stroke of the air-fuel mixture is provided. When the shaft 2 is rotated from φ = 45 ° to φ = 90 °, the compression and ignition cycle of the air-fuel mixture. When the shaft 2 is rotated from φ = 90 ° to φ = 135 °, an expansion stroke is provided. When the shaft 2 is rotated from φ = 135 ° to φ = 180 °, the exhaust cycle is ensured. The arrows in the drawing show the direction of intake of the air-fuel mixture and exhaust. Dead points the piston 5 passes at angles φ of rotation of the shaft 2 equal to 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, 180 °. With two working chambers and when installing up to six pistons 5 in a motor, up to 12 working cycles are provided in one revolution of the shaft 2. The expansion and compression chambers of the engine are formed as follows: when the piston 5 touches the rear point of contact with the housing 1 horizontally, the piston 5 touches the touch point of the piston 5 with the body 1 along a curved path, and after passing the dead center, the front touch point moves along vertically, and the back touch point moves along the same curved path. The ability to turn off one of the working chambers of the engine is provided by a switching element 10, which delivers the air-fuel mixture from the carburetor 8 or air from the air filter 9.

При выполнении бескривошипного роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания в соответствии с изобретением, повышение технических и эксплуатационных характеристик достигается за счет:When performing a crankless rotary piston internal combustion engine in accordance with the invention, improving the technical and operational characteristics is achieved due to:

а) образования рабочих циклов при отсутствии кривошипного механизма, что подтверждено конструкторскими проработками и изготовлением крупномасштабной модели;a) the formation of duty cycles in the absence of a crank mechanism, which is confirmed by design studies and the manufacture of a large-scale model;

б) увеличения крутящего момента при уменьшении объема рабочих камер, так как максимальное разнесение поршней относительно оси вала двигателя позволяет увеличить плечо крутящего момента. Сравнительная характеристика предлагаемого двигателя с широко используемым поршневым двигателем показывает, что при габаритных размерах корпуса 200×200 мм, плечо крутящего момента равно 100 мм, тогда как в поршневом двигателе плечо составляет 35-40 мм, а объем предлагаемого двигателя меньше по сравнению с поршневым в 4,4 раза при одинаковом крутящем моменте;b) an increase in torque with a decrease in the volume of the working chambers, since the maximum spacing of the pistons relative to the axis of the motor shaft allows increasing the torque arm. Comparative characteristics of the proposed engine with a widely used piston engine shows that, with the overall dimensions of the housing 200 × 200 mm, the torque arm is 100 mm, while in the piston engine the shoulder is 35-40 mm, and the volume of the proposed engine is smaller compared to the piston engine. 4.4 times with the same torque;

в) возможности отключения одной из рабочих камер при установившихся режимах работы двигателя посредством переключателя, обеспечивающего впуск в рабочую камеру топливовоздушной смеси или впуск воздуха из воздушного фильтра, обеспечивая на этих режимах экономию топлива;c) the ability to turn off one of the working chambers under steady-state engine operating modes by means of a switch that provides air-fuel mixture inlet to the working chamber or air inlet from the air filter, providing fuel economy in these modes;

г) упрощения конструкции и применения несложных деталей, при этом предложенная конструкция обеспечивает уменьшение массо-габаритных характеристик и технологичность изготовления двигателя;d) simplifying the design and application of simple parts, while the proposed design provides a reduction in mass and overall characteristics and manufacturability of the engine;

д) упрощения смазки взаимодействующих деталей двигателя, так как предложенная конструкция двигателя обеспечивает возможность подавать смазку в зону трения уплотнений поршня с корпусом двигателя, например с помощью форсунок;e) simplify the lubrication of interacting engine parts, since the proposed engine design provides the ability to apply lubricant to the friction zone of the piston seals with the engine housing, for example using nozzles;

е) повышения надежности уплотнения поршня с корпусом за счет уменьшения периметра уплотнения.e) improving the reliability of the piston seal with the housing by reducing the perimeter of the seal.

Claims (1)

Бескривошипный роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий ротор, корпус, по образующей которого скользит поршень с уплотнениями, образуя в определенных секторах корпуса камеры расширения и сжатия, отличающийся тем, что в корпусе установлено до шести поршней с возможностью качания вокруг оси, параллельной оси вала двигателя, причем оси поршней равноудалены от оси вала двигателя, а точки касания поршня с корпусом двигателя равноудалены от оси поршня, при этом бескривошипный ротор выполнен таким образом, что расстояние от оси вала до оси поршня выбрано от 0,5 до 1 минимального расстояния от оси вала двигателя до корпуса.A crankless rotor-piston internal combustion engine containing a rotor, a housing, the piston with seals sliding along its generatrix, forming expansion and compression chambers in certain sectors of the housing, characterized in that up to six pistons are installed in the housing with the ability to swing around an axis parallel to the shaft axis the engine, and the axis of the pistons are equidistant from the axis of the engine shaft, and the points of contact of the piston with the engine housing are equidistant from the axis of the piston, while the crankless rotor is designed so that the distance t axis of the shaft to the axis of the piston is selected from 0.5 to 1 minimum distance from the axis of the motor shaft to the housing.
RU2004102053/06A 2004-01-14 2004-01-14 Internal combustion rotary piston axial engine RU2263215C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102053/06A RU2263215C1 (en) 2004-01-14 2004-01-14 Internal combustion rotary piston axial engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102053/06A RU2263215C1 (en) 2004-01-14 2004-01-14 Internal combustion rotary piston axial engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004102053A RU2004102053A (en) 2005-07-10
RU2263215C1 true RU2263215C1 (en) 2005-10-27

Family

ID=35837642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004102053/06A RU2263215C1 (en) 2004-01-14 2004-01-14 Internal combustion rotary piston axial engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263215C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506438C2 (en) * 2012-02-09 2014-02-10 Анатолий Андреевич Гах Crank-free variable-power rotary piston ice

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506438C2 (en) * 2012-02-09 2014-02-10 Анатолий Андреевич Гах Crank-free variable-power rotary piston ice

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004102053A (en) 2005-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2511812C2 (en) Rotary internal combustion engine
US6305345B1 (en) High-output robust rotary engine with a symmetrical drive and improved combustion efficiency having a low manufacturing cost
WO2006046027A1 (en) Rotary vane engine
CN101205812A (en) Four-piston cylinder engine
US6293775B1 (en) Small robust rotary internal combustion engine having high unit power and low manufacturing costs
RU2263215C1 (en) Internal combustion rotary piston axial engine
KR101138791B1 (en) Rotary engine
WO2012032552A1 (en) "rotary internal combustion engine with reducer and pistons that control the cycle"
RU2606299C1 (en) Four-stroke rotary piston engine
RU2467183C1 (en) Method of operating rotary piston engine and its design
RU2539412C1 (en) Rotary two-chamber internal combustion engine
RU2528241C2 (en) Ice with swinging rotor-piston
RU2424437C1 (en) Shatrov rotary piston internal combustion engine
KR101075473B1 (en) Rotary engine
CN201705457U (en) Four-corner rotary piston engine
CN106194411A (en) A kind of high expansion ratio high torque rotary engine
RU2361089C1 (en) Rotor-piston engine (versions)
KR101243655B1 (en) Crank rotary piston engine
RU94284U1 (en) ROTOR-PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE SHATROV P.L.
WO2010017778A1 (en) Rocking-valve rotary-cylinder type capacity-variable mechanism and rotary engine associated
RU2680913C1 (en) Spherical internal combustion engine
US20090217890A1 (en) Bendah rotary cycle internal combustion engine and air compressor
RU2193675C2 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2190106C2 (en) Rotary engine (versions)
CN106285926B (en) Axial variable rotor engine

Legal Events

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

Effective date: 20060115