RU2275518C1

RU2275518C1 - Internal combustion engine-revenuer

Info

Publication number: RU2275518C1
Application number: RU2004127951/06A
Authority: RU
Inventors: Ривенер Мусавирович Габдуллин (RU); Ривенер Мусавирович Габдуллин
Original assignee: Ривенер Мусавирович Габдуллин
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2006-04-27
Also published as: RU2004127951A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; rotary internal combustion engines.

SUBSTANCE: proposed engine contains two variable-volume chambers and external combustion chamber. One variable-volume chamber provides intake and expansion, and the other, exhaust and delivery. Combustion chamber communicates with variable-volume chambers by means of delivery and bypass channels with valves. According to invention, combustion chamber is provided with free displacer installed for movement and made in form of pistons dividing combustion chambers into two parts operating in series. Each part communicates with variable-volume chambers through delivery and bypass channels, and one part of chamber is furnished with additional scavenge channel with valve.

EFFECT: simplified design, improved efficiency of internal combustion engine.

4 cl

Description

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to engine building, and in particular to internal combustion engines.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №2078958, кл. F 02 В 53, 1993), содержащий компрессор с впускным клапаном во впускном патрубке, поршнем и шатуном, камеру сгорания с впускным и выпускным клапанами, соединенную посредством перепускных патрубков с компрессором и камерой расширения с выпускным патрубком, и расположенный внутри камеры расширения ротор с лопаткой, установленной в пазу. На камере сгорания установлено устройство для впрыскивания топлива. Шатун компрессора и ротор камеры расширения установлены на едином коленвалу с маховиком на конце, а колено коленвала и паз в роторе расположены в противоположные стороны.A rotary internal combustion engine is known (RF patent No. 2078958, class F 02 B 53, 1993), comprising a compressor with an inlet valve in the inlet pipe, a piston and a connecting rod, a combustion chamber with inlet and outlet valves, connected through the bypass pipes to the compressor and the chamber expansion with an outlet pipe, and a rotor located inside the expansion chamber with a blade installed in the groove. A device for injecting fuel is installed on the combustion chamber. The compressor connecting rod and expansion chamber rotor are mounted on a single crankshaft with a flywheel at the end, and the crankshaft elbow and groove in the rotor are located in opposite directions.

Данный двигатель обладает рядом недостатков. Продувка камеры сгорания и наличие патрубка между камерой сгорания и камерой расширения создают большие аэродинамические сопротивления и потери энергии, что снижает КПД двигателя, при этом продувка не дает полного очищения камеры сгорания от отработанных газов. Кроме того, двигатель усложнен отдельным поршневым компрессорным блоком.This engine has several disadvantages. The purge of the combustion chamber and the presence of a pipe between the combustion chamber and the expansion chamber create large aerodynamic drag and energy loss, which reduces the efficiency of the engine, while the purge does not completely clear the combustion chamber of the exhaust gases. In addition, the engine is complicated by a separate piston compressor unit.

Известен также роторный двигатель Кашеварова (Патент РФ №2105890, кл. F 02 В 53/00, 98 г.), содержащий несколько статоров и роторов с общим рабочим валом, камерой сгорания, топливной форсункой и электросвечой, паровую (воздушную) камеру с трубочками, размещенными в выхлопной трубе и поставляющими пар (воздух) высоких параметров, дверцу с осью вращения и рычагом, клапаны для подачи сжатого воздуха, топлива и пара электродатчики температуры и положения ротора. Каждый ротор имеет втулку и радиаторные пластины, соединяющие его обод с рабочим валом, цилиндрическая поверхность ротора скользит по внутренней круговой цилиндрической поверхности статора, при этом по цилиндрической поверхности ротора скользит своей пружиной дверца статора.Also known is the Kashevarov rotary engine (RF Patent No. 2105890, class F 02 B 53/00, 98), containing several stators and rotors with a common working shaft, a combustion chamber, a fuel nozzle and an electric candle, a steam (air) chamber with tubes placed in the exhaust pipe and supplying high-quality steam (air), a door with an axis of rotation and a lever, valves for supplying compressed air, fuel and steam, temperature sensors and rotor positions. Each rotor has a sleeve and radiator plates connecting its rim to the working shaft, the cylindrical surface of the rotor slides along the inner circular cylindrical surface of the stator, while the stator door slides along the cylindrical surface of the rotor with its spring.

Указанный двигатель обладает следующими недостатками. Продувка камеры сгорания и конструктивно и технологически очень сложна. Для ее осуществления в каждый начальный момент времени каждого цикла работы двигателя дверца должна вначале перекрыть отверстие в камере сгорания, а затем замкнуть электроцепь электродатчика, в соответствии с сигналом которого компьютер открывает клапан для продувки камеры сгорания. При этом пружинный электродатчик должен коснуться дверцы до того, как дверца перекроет отверстие в камере сгорания, чтобы до этого перекрытия сжатый воздух, до подачи топлива, успел продуть камеру сгорания и удалить из нее выхлопные газы. Из сказанного совершенно очевидно, что указанная конструкция очень сложна, а ее надежность находится на низком уровне. Это в свою очередь приводит к неполному очищению камеры сгорания, потере энергии и снижению КПД двигателя.The specified engine has the following disadvantages. Purge the combustion chamber and structurally and technologically very difficult. For its implementation, at each initial moment of time of each cycle of the engine, the door must first close the hole in the combustion chamber, and then close the circuit of the electrode, in accordance with the signal of which the computer opens the valve to purge the combustion chamber. In this case, the spring electrode must touch the door before the door closes the hole in the combustion chamber, so that before this overlap, the compressed air, before fuel is supplied, has time to blow through the combustion chamber and remove exhaust gases from it. From the foregoing, it is obvious that this design is very complex, and its reliability is at a low level. This in turn leads to incomplete cleaning of the combustion chamber, loss of energy and lower engine efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является роторный двигатель (патент США №3823694, F 02 B 53/00, 1974 г.), содержащий корпус, две камеры переменного объема, одна из которых снабжена впускным, а другая - выпускным каналами с запорными органами, и внешнюю камеру сгорания, при этом одна камера переменного объема выполняет функции впуска и расширения, а другая - выпуска и нагнетания, камера сгорания сообщена при помощи нагнетательных и перепускных каналов с установленными в них клапанами, соответственно с камерой выпуска и нагнетания и с камерой впуска и расширения.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed invention is a rotary engine (US patent No. 3823694, F 02 B 53/00, 1974), comprising a housing, two chambers of variable volume, one of which is equipped with an inlet and the other with an exhaust channels with locking elements, and an external combustion chamber, while one chamber of variable volume performs the functions of inlet and expansion, and the other of the exhaust and discharge functions, the combustion chamber is communicated by means of discharge and bypass channels with valves installed in them, respectively Actually with the exhaust and discharge chamber and with the intake and expansion chamber.

Данный двигатель обладает рядом недостатков. Отсутствует продувка камер сгорания, что приводит к неполному очищению камер сгорания от отработанных газов, ухудшению качества горючей смеси и снижению КПД двигателя. Кроме того, двигатель усложнен двумя камерами сгорания и наличием большого количества патрубков, создающих дополнительное аэродинамическое сопротивление.This engine has several disadvantages. There is no purge of the combustion chambers, which leads to incomplete purification of the combustion chambers from the exhaust gases, deterioration of the quality of the combustible mixture and lower engine efficiency. In addition, the engine is complicated by two combustion chambers and the presence of a large number of nozzles, creating additional aerodynamic drag.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение КПД двигателя.The objective of the invention is to simplify the design and increase engine efficiency.

Технический результат достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, по меньшей мере, две камеры переменного объема, одна из которых снабжена впускным, а другая - выпускным каналами с запорными органами, и внешнюю камеру сгорания, при этом одна камера переменного объема выполняет функции впуска и расширения, а другая - выпуска и нагнетания, камера сгорания сообщена при помощи нагнетательных и перепускных каналов с установленными в них клапанами, соответственно с камерой выпуска и нагнетания и с камерой впуска и расширения, согласно изобретению камера сгорания снабжена установленным в ней с возможностью перемещения свободным вытеснителем, выполненным в виде поршня и разделяющим камеру сгорания на две последовательно работающие части, каждая часть сообщена с камерами переменного объема при помощи, по меньшей мере, нагнетательного и перепускного канала, а одна из частей камеры снабжена дополнительно продувочным каналом с клапаном, при этом рабочий цикл образован последовательностью попарно чередующихся тактов, а двигатель выполнен роторным, причем рабочая полость корпуса выполнена в виде цилиндрической полости с выступом корпуса, направленным в сторону ее центра, а ротор выполнен цилиндрическим, снабжен подвижной лопаткой, контактирующей с внутренней поверхностью полости, и установлен соосно с последней, при этом полость разделена на камеры переменного объема лопаткой и взаимодействующей с выступом корпуса наружной поверхностью ротора, а в камере сгорания установлена, по меньшей мере, одна форсунка с возможностью впрыска топлива последовательно в одну и другую части.The technical result is achieved in that the internal combustion engine, comprising a housing, at least two chambers of variable volume, one of which is equipped with inlet and the other with exhaust channels with shut-off bodies, and an external combustion chamber, while one chamber of variable volume performs the functions of the inlet and expansion, and the other - of the outlet and discharge, the combustion chamber is communicated by means of discharge and bypass channels with valves installed in them, respectively, with the exhaust and discharge chamber and with the inlet and expansion, according to the invention, the combustion chamber is equipped with a free displacer installed in it, made in the form of a piston and dividing the combustion chamber into two sequentially working parts, each part communicating with chambers of variable volume using at least a discharge and a bypass channel, and one of the parts of the chamber is equipped with an additional purge channel with a valve, while the duty cycle is formed by a sequence of pairwise alternating cycles, and the engine is made rotary, when The working cavity of the housing is made in the form of a cylindrical cavity with a protrusion of the housing directed toward its center, and the rotor is made cylindrical, equipped with a movable blade in contact with the inner surface of the cavity, and mounted coaxially with the latter, while the cavity is divided into chambers of variable volume by the blade and interacting with the housing protrusion on the outer surface of the rotor, and at least one nozzle is installed in the combustion chamber with the possibility of fuel injection sequentially in one and the other parts.

На фиг.1 представлены поперечные сечения предлагаемого двигателя внутреннего сгорания. Для удобства понимания принципов работы двигателя приведены три разреза двигателя.Figure 1 shows the cross-section of the proposed internal combustion engine. For convenience of understanding the principles of engine operation, three sections of the engine are given.

Разрез А-А перпендикулярно оси вращения ротора через нагнетательный клапан 6 и рабочий клапан 8. Дополнительно показана форсунка 4.Section AA is perpendicular to the axis of rotation of the rotor through the discharge valve 6 and the operating valve 8. An additional nozzle 4 is shown.

Разрез В-В перпендикулярно оси вращения ротора через нагнетательный клапан 7 и рабочий клапан 9. Дополнительно показана форсунка 4.Section BB is perpendicular to the axis of rotation of the rotor through the discharge valve 7 and the operating valve 9. An additional nozzle 4 is shown.

Разрез С-С параллельно оси вращения ротора через ось камеры сгорания и продувочный клапан 5 (разрез повернут на 90°). На фиг.2 все детали обозначены цифрами, а все переменные объемы - буквами. Разрез ротора дан без штриховки. Односторонними стрелками показаны пути перемещения газов. Углы поворота ротора обозначены греческими буквами и показаны дугами с двумя стрелками на концах. Подача топлива через форсунку показана стрелкой и ласточкиным хвостом на концах. Направления движения свободного вытеснителя показаны стрелкой и точкой на концах. Ротор вращается по часовой стрелке. Клапан, на котором установлен крест, закрыт, а клапан без креста открыт. Рабочая лопатка выполняет роль поршня, а рабочая камера, образованная между статором и ротором, роль цилиндра. Точка «0» является точкой смены тактов и началом отсчета оборотов ротора. В точке «0» задняя камера переменного объема (ЗКПО) предыдущего оборота переходит в переднюю камеру переменного объема (ПКПО) следующего оборота. Так как за один цикл происходит попарно по два такта, то первый и второй одинаковые такты обозначены римскими цифрами I и II соответственно.Section CC is parallel to the axis of rotation of the rotor through the axis of the combustion chamber and the purge valve 5 (section turned 90 °). In figure 2, all the details are indicated by numbers, and all variable volumes - by letters. The rotor section is given without hatching. One-way arrows show the paths of gas movement. The rotor angles are indicated in Greek letters and are shown by arcs with two arrows at the ends. The fuel supply through the nozzle is indicated by an arrow and a dovetail at the ends. The directions of movement of the free displacer are shown by an arrow and a dot at the ends. The rotor rotates clockwise. The valve on which the cross is mounted is closed, and the valve without the cross is open. The working blade acts as a piston, and the working chamber formed between the stator and the rotor plays the role of a cylinder. The point "0" is the point of change of ticks and the reference point of the rotor speed. At point “0”, the rear camera of variable volume (ZKPO) of the previous revolution goes into the front camera of variable volume (PKPO) of the next revolution. Since two cycles are performed in pairs in a single cycle, the first and second identical measures are indicated by Roman numerals I and II, respectively.

На фиг.3-15 показаны основные принципы работы роторного двигателя.Figure 3-15 shows the basic principles of operation of a rotary engine.

Двигатель внутреннего сгорания (фиг.2) состоит из корпуса статора 1 с камерой сгорания 2, имеющей свободный вытеснитель в виде поршня 3, топливную форсунку 4, продувочный канал с клапаном 5. Кроме того, в корпусе статора 1 находится рабочая полость, которая соединена с камерой сгорания 2 двумя независимыми нагнетательными клапанами 6 и 7, и двумя независимыми рабочими клапанами 8 и 9. Рабочая полость корпуса 1 выполнена в виде цилиндрической полости с выступом корпуса направленным в сторону ее центра. Корпус статора 1 с профилированной внутренней поверхностью, частично соприкасающейся с вращающейся цилиндрической поверхностью ротора 10, имеет впускной клапан 11 и выпускной клапан 12. Ротор 10 установлен соосно с внутренней полостью камеры 1. Камера сгорания 2 разделена вытеснителем 3 на две последовательно работающие части: на переменные левую камеру сгорания (ЛКС) и правую камеру сгорания (ПКС). Разделительная рабочая лопатка 13, находящаяся подвижно в роторе 10, контактирует с его внутренней поверхностью, постоянно поджата торцом к профилированной внутренней поверхности корпуса статора 1 пружиной 14 и делит рабочую полость на две части - заднюю камеру переменного объема (ЗКПО) и переднюю камеру переменного объема (ПКПО). Впускной клапан 11 и рабочие клапаны 8 и 9 располагаются в максимальной близости начала возникновения ЗКПО, образованной задней поверхностью вращающейся разделительной лопатки 13, наружной поверхностью ротора 10 и внутренней поверхностью статора 1. Выпускной клапан 12 и нагнетательные клапаны 6 и 7 располагаются в максимальной близости конца исчезновения ПКПО, образованной передней поверхностью вращающейся разделительной лопатки 13, наружной поверхностью ротора 10 и внутренней поверхностью статора 1.The internal combustion engine (Fig. 2) consists of a stator housing 1 with a combustion chamber 2 having a free displacer in the form of a piston 3, a fuel nozzle 4, a purge channel with a valve 5. In addition, a working cavity is located in the stator housing 1, which is connected to the combustion chamber 2 with two independent pressure valves 6 and 7, and two independent working valves 8 and 9. The working cavity of the housing 1 is made in the form of a cylindrical cavity with a ledge of the housing directed towards its center. The stator housing 1 with a profiled inner surface, partially in contact with the rotating cylindrical surface of the rotor 10, has an inlet valve 11 and an exhaust valve 12. The rotor 10 is mounted coaxially with the internal cavity of the chamber 1. The combustion chamber 2 is divided by the displacer 3 into two sequentially working parts: variable the left combustion chamber (LKS) and the right combustion chamber (PKS). The dividing working blade 13, which is movably in the rotor 10, is in contact with its inner surface, constantly pressed by the end face to the profiled inner surface of the stator housing 1 by the spring 14 and divides the working cavity into two parts - the rear chamber of variable volume (ZKPO) and the front chamber of variable volume ( PKPO). The inlet valve 11 and the operating valves 8 and 9 are located in the closest proximity to the beginning of the occurrence of a faulting zone formed by the rear surface of the rotating dividing blade 13, the outer surface of the rotor 10 and the inner surface of the stator 1. The exhaust valve 12 and the discharge valves 6 and 7 are located in the maximum proximity of the end of the disappearance PKPO formed by the front surface of the rotating dividing blade 13, the outer surface of the rotor 10 and the inner surface of the stator 1.

Свободный вытеснитель 3 имеет проточки для предотвращения ее «залипания» к торцевым поверхностям камеры сгорания 2 и для наличия площадки для давления подводимого сжимаемого воздуха. Для исключения ударов свободным вытеснителем 3 по торцевым поверхностям камеры сгорания 2 можно установить демфирующие пружины (не показаны).The free displacer 3 has grooves to prevent it from “sticking” to the end surfaces of the combustion chamber 2 and for the presence of a platform for the pressure of the supplied compressible air. To exclude impacts by a free displacer 3 on the end surfaces of the combustion chamber 2, damping springs (not shown) can be installed.

За счет конструкции двигателя длина всех каналов сведена к минимуму, что резко уменьшает аэродинамические сопротивления.Due to the engine design, the length of all channels is minimized, which dramatically reduces aerodynamic drag.

Приводы клапанов 5, 6, 7, 8, 9, 11 и 12 на чертежах не показаны и могут быть механического, электромагнитного, гидравлического и т.д. действия.The valve actuators 5, 6, 7, 8, 9, 11 and 12 are not shown in the drawings and may be mechanical, electromagnetic, hydraulic, etc. actions.

Соотношение объема рабочей полости (ЗКПО+ПКПО) к объему камеры сгорания (ЛКС или ПКС) является степенью сжатия роторного двигателя. Камера сгорания 2 максимально приближена к рабочей полости, которые разделены друг от друга только клапанами, что исключает применение патрубков.The ratio of the volume of the working cavity (ZKPO + PKPO) to the volume of the combustion chamber (LKS or PKS) is the compression ratio of the rotary engine. The combustion chamber 2 is as close as possible to the working cavity, which are separated from each other only by valves, which excludes the use of nozzles.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.The internal combustion engine operates as follows.

Начало 1-го оборота ротора и начало такта выпуска отработанных газов из ПКПО от предыдущего цикла и такта всасывания воздуха I в ЗКПО показаны на фиг.3. Клапаны 6, 7, 8, 9 и 11 закрыты. Клапан 12 открыт. Клапан 5 открывается. Свободный вытеснитель 3 в крайнем левом положении. Отработанные газы выходят из ПКПО через клапан 12, а из ПКС через продувочный клапан 5.The beginning of the 1st rotation of the rotor and the beginning of the exhaust gas cycle from the control panel from the previous cycle and the air intake cycle I in the air-tight cooling system are shown in Fig. 3. Valves 6, 7, 8, 9, and 11 are closed. Valve 12 is open. Valve 5 opens. Free displacer 3 in the leftmost position. The exhaust gases leave the PCPO through valve 12, and from the PCB through the purge valve 5.

Начальная стадия 1-го оборота и продолжение такта выпуска отработанных газов из ПКПО от предыдущего цикла и такта всасывания воздуха I в ЗКПО показаны на фиг.4. Клапаны 6, 7, 8 и 9 закрыты. Клапаны 5 и 12 открыты. При достижении рабочей лопаткой 13 угла α (когда окно клапана 11 исчезло из ПКПО) открывается клапан 11 и начинается всасывание через него воздуха в ЗКПО. Свободный вытеснитель 3 в крайнем левом положении. Отработанные газы выходят из ПКПО через клапан 12, а из ПКС - через продувочный клапан 5.The initial stage of the 1st revolution and the continuation of the cycle of exhaust gas discharge from the control panel from the previous cycle and the cycle of air intake I in the air-tight cooling system are shown in Fig. 4. Valves 6, 7, 8 and 9 are closed. Valves 5 and 12 are open. When the working blade 13 reaches the angle α (when the window of the valve 11 has disappeared from the control panel), the valve 11 opens and the suction of air through it begins in the air-cooling system. Free displacer 3 in the leftmost position. The exhaust gases leave the PCPO through valve 12, and from the PCB through the purge valve 5.

Заключительная стадия 1-го оборота и завершение такта выпуска отработанных газов из ПКПО от предыдущего цикла и такта всасывания воздуха I в ЗКПО показаны на фиг.5. Клапаны 6, 7, 8 и 9 закрыты. Клапаны 5 и 11 открыты. При достижении рабочей лопаткой 13 угла β (перед выходом окна клапана 12 в ЗКПО) клапан 12 закрывается. Свободный вытеснитель 3 находится в крайнем левом положении. Отработанные газы продолжают выходить из ПКС через продувочный клапан 5.The final stage of the 1st revolution and the completion of the exhaust gas cycle from the control panel from the previous cycle and the air intake cycle I in the air-tight cooling system are shown in Fig. 5. Valves 6, 7, 8 and 9 are closed. Valves 5 and 11 are open. When the working blade 13 reaches angle β (before the exit of the window of the valve 12 in ZKPO), the valve 12 closes. Free displacer 3 is in the extreme left position. The exhaust gases continue to exit the PCB through the purge valve 5.

Конец 1-го оборота - начало 2-го оборота показаны на фиг.6. Завершены такт выпуска отработанных газов из ПКПО от предыдущего цикла и такт всасывания воздуха I в ЗКПО. Переход ЗКПО 1-го оборота в ПКПО 2-го оборота. Клапаны 7, 8, 9 и 12 закрыты. Клапаны 5 и 11 открыты. Открывается клапан 6, соединяя ЛКС с ПКПО. Свободный вытеснитель 3 находится в крайнем левом положении. Отработанные газы продолжают выходить из ПКС через продувочный клапан 5.The end of the 1st revolution - the beginning of the 2nd revolution is shown in Fig.6. The cycle of exhaust gas discharge from PKPO from the previous cycle and the cycle of air intake I in ZKPO were completed. Transition of ZKPO of the 1st turn to PKPO of the 2nd turn. Valves 7, 8, 9 and 12 are closed. Valves 5 and 11 are open. Valve 6 opens, connecting LKS with PKPO. Free displacer 3 is in the extreme left position. The exhaust gases continue to exit the PCB through the purge valve 5.

Начальная стадия 2-го оборота и начало такта сжатия воздуха I в ПКПО и такта всасывания воздуха II в ЗКПО показаны на фиг.7.The initial stage of the 2nd revolution and the beginning of the compression stroke of air I in PKPO and the intake of air II in ZKPO are shown in Fig.7.

Клапаны 7, 8, 9 и 12 закрыты. Клапаны 5, 6 и 11 открыты. При достижении рабочей лопаткой 13 угла γ (когда давление в ЛКС начинает превышать давление в ПКС) свободный вытеснитель 3 начнет движение вправо, увеличивая объем ЛКС и соответственно уменьшая объем ПКС. Отработанные газы продолжают выходить из ПКС через продувочный клапан 5. Рабочая лопатка 13 вытесняет из ПКПО воздух в ЛКС, одновременно сжимая его. ЗКПО всасывает воздух через клапан 11 за счет увеличения своего объема.Valves 7, 8, 9 and 12 are closed. Valves 5, 6 and 11 are open. When the working blade 13 reaches the angle γ (when the pressure in the LKS starts to exceed the pressure in the PKS), the free displacer 3 starts moving to the right, increasing the volume of the LKS and, accordingly, reducing the volume of the PKS. The exhaust gases continue to escape from the PCB through the purge valve 5. The working blade 13 displaces air from the PCP into the LKS, while compressing it. ZKPO absorbs air through valve 11 by increasing its volume.

Заключительная стадия 2-го оборота и завершение такта сжатия воздуха I в ПКПО и ЛКС и такта всасывания воздуха II в ЗКПО показаны на фиг.8. Клапаны 7, 8, 9 и 12 закрыты. Клапаны 5 и 11 открыты. При достижении рабочей лопаткой 13 угла μ (до появления окна клапана 6 в ЗКПО) клапан 6 закрывается. Свободный вытеснитель 3 под воздействием сжатого воздуха в ЛКС достиг крайнего правого положения, вытолкнув отработанные газы через клапан 5. ЗКПО завершает всасывание воздуха через клапан 11.The final stage of the 2nd revolution and the completion of the compression stroke of air I in PKPO and LKS and the intake of air II in ZKPO are shown in Fig. 8. Valves 7, 8, 9 and 12 are closed. Valves 5 and 11 are open. When the working blade 13 reaches the angle μ (before the appearance of the valve window 6 in ZKPO), the valve 6 closes. The free displacer 3 under the influence of compressed air in the LKS reached the extreme right position, pushing the exhaust gases through the valve 5. ZKPO completes the suction of air through the valve 11.

Конец 2-го оборота - начало 3-го оборота и завершение такта сжатия воздуха I в ЛКС за счет его полного вытеснения из ПКПО и такта всасывания воздуха II в ЗКПО показаны на фиг.9. Переход ЗКПО 2-го оборота в ПКПО 3-го оборота. Клапаны 6, 7, 8, 9, 11, 12 закрыты. Свободный вытеснитель 3 находится в крайнем правом положении. Продувочный клапан 5 закрывается. Воздух в ЛКС сжат и нагрет.The end of the 2nd turn - the beginning of the 3rd turn and the completion of the compression stroke of air I in the LKS due to its complete displacement from the control panel and the suction stroke of air II in the air recirculation chamber are shown in Fig. 9. Transition of ZKPO of the 2nd turn to PKPO of the 3rd turn. Valves 6, 7, 8, 9, 11, 12 are closed. Free displacer 3 is in the extreme right position. The purge valve 5 closes. The air in the LKS is compressed and heated.

Начальная стадия 3-го оборота и начало такта сжатия воздуха II в ПКПО и такта рабочего хода I в ЗКПО показаны на фиг.10. Клапаны 5, 6, 9, 11, 12 закрыты. В горячий сжатый воздух в ЛКС подается через форсунку 4 топливо, которое воспламеняется, что создает повышенное давление в ЛКС. Открывается клапан 7 соединяющий ПКС и ПКПО. При достижении рабочей лопаткой 13 угла

(когда окно клапана 8 окажется в ЗКПО) открывается клапан 8 и соединяет ЛКС с ЗКПО. Газы с большим давлением, полученные в результате сжигания топлива в ЛКС, попадая в ЗКПО, начинают давить на заднюю стенку рабочей лопатки 13, заставляя вращаться ротор 10. Свободный вытеснитель 3 находится в крайнем правом положении.The initial stage of the 3rd revolution and the beginning of the compression stroke of air II in PKPO and the stroke of working stroke I in ZKPO are shown in Fig. 10.

Valves

5, 6, 9, 11, 12 are closed. Fuel is fed to the hot compressed air in the LKS through the nozzle 4, which is ignited, which creates an increased pressure in the LKS. The valve 7 connecting the PKS and PKPO opens. When the working blade reaches angle 13

(when the window of valve 8 is in ZKPO), valve 8 opens and connects the LKS to ZKPO. Gases with high pressure, resulting from the combustion of fuel in the LKS, falling into the air-tight cooling system, begin to press on the rear wall of the working blade 13, forcing the rotor 10 to rotate. The free displacer 3 is in the extreme right position.

Средняя стадия 3-го оборота и продолжение такта сжатия воздуха II в ПКПО и такта рабочего хода I в ЗКПО показаны на фиг.11. Клапаны 5, 6, 9, 11, 12 закрыты. Клапаны 7, 8 открыты. При достижении рабочей лопаткой 13 угла λ (когда давление рабочего газа в ЗКПО равно давлению сжимаемого воздуха в ПКПО) за счет энергии стартера (при заводке) или инерции маховика двигателя (при работе двигателя) преодолевается сопротивление сжимаемого воздуха, который вытесняется рабочей лопаткой 13 из ПКПО в ПКС. После преодоления угла λ давление в ПКС становится больше, чем в ЛКС, что заставляет двигаться свободный вытеснитель 3 влево.The middle stage of the 3rd revolution and the continuation of the compression stroke of air II in PKPO and the stroke of working stroke I in ZKPO are shown in Fig. 11. Valves 5, 6, 9, 11, 12 are closed. Valves 7, 8 are open. When the working blade 13 reaches the angle λ (when the working gas pressure in ZKPO is equal to the pressure of compressible air in the control panel) due to the starter energy (when starting) or the inertia of the engine flywheel (when the engine is running), the resistance of compressible air is overcome, which is forced out by the working blade 13 from the control panel in PKS. After overcoming the angle λ, the pressure in the PCB becomes greater than in the LKS, which makes the free displacer 3 move to the left.

Заключительная стадия 3-го оборота и завершение такта сжатия воздуха II в ПКПО и ПКС и такта рабочего хода I в ЗКПО показаны на фиг.12. Клапаны 5, 6, 9, 11, 12 закрыты. Клапан 8 открыт. При достижении рабочей лопаткой 13 угла θ (до появления окна клапана 7 в ЗКПО) клапан 7 закрывается. Свободный вытеснитель 3 под воздействием сжимаемого воздуха в ПКС достигает крайнего левого положения.The final stage of the 3rd revolution and the completion of the compression stroke of air II in PKPO and PKS and the stroke of the working stroke I in ZKPO are shown in Fig. 12. Valves 5, 6, 9, 11, 12 are closed. Valve 8 is open. When the working blade 13 reaches the angle θ (before the window of the valve 7 in the ЗКПО), the valve 7 closes. Free displacer 3 under the influence of compressible air in the PCB reaches the extreme left position.

Конец 3-го оборота - начало 4-го оборота и завершение такта сжатия воздуха II в ПКС за счет его полного вытеснения из ПКПО и такта рабочего хода I в ЗКПО показаны на фиг.13. Переход ЗКПО 3-го оборота в ПКПО 4-го оборота. Клапаны 5, 6, 7, 8, 9, 11 закрыты. Клапан 12 открывается. Свободный вытеснитель 3 находится в крайнем левом положении.The end of the 3rd revolution - the beginning of the 4th revolution and the completion of the compression stroke of air II in the PCB due to its complete displacement from the control panel and the stroke of the working stroke I in the air handling unit are shown in Fig. 13. Transition of ZKPO of the 3rd turn to PKPO of the 4th turn. Valves 5, 6, 7, 8, 9, 11 are closed. Valve 12 opens. Free displacer 3 is in the extreme left position.

Начальная стадия 4-го оборота. Начало такта выпуска отработанных газов I из ПКПО и такта рабочего хода II в ЗКПО показаны на фиг.14. Клапаны 5, 6, 7, 8, и 11 закрыты. Клапан 12 открыт. В горячий сжатый воздух в ПКС через форсунку 4 подается топливо, которое воспламеняется. При достижении рабочей лопаткой 13 угла δ (когда окно клапана 9 окажется в ЗКПО) открывается клапан 9 и соединяет ПКС с ЗКПО. Газы с большим давлением, полученные в результате сжигания топлива в ПКС, попадая в ЗКПО, начинают давить на заднюю стенку рабочей лопатки 13, совершая работу по повороту ротора 10. Свободный вытеснитель 3 находится в крайнем левом положении.The initial stage of the 4th revolution. The beginning of the exhaust gas exhaust cycle I from the control panel and the stroke of the operating stroke II in ZKPO are shown in Fig. 14. Valves 5, 6, 7, 8, and 11 are closed. Valve 12 is open. Fuel is injected into the hot compressed air in the PCB through the nozzle 4, which is ignited. When the working blade 13 reaches the angle δ (when the window of the valve 9 is in ZKPO), the valve 9 opens and connects the PCB with the ZKPO. Gases with high pressure, resulting from the combustion of fuel in the FCS, falling into the air-tight cooling system, begin to press on the rear wall of the working blade 13, doing the work of turning the rotor 10. The free displacer 3 is in the extreme left position.

Конец 4-го оборота - начало 5-го оборота ротора (или первого оборота следующего цикла) и начало такта выпуска отработанных газов II из ПКПО и такта всасывания воздуха в ЗКПО I следующего цикла показаны на фиг.15. Клапаны 6, 7, 8, 9 и 11 закрыты. Клапан 12 открыт. Клапан 5 открывается. Свободный вытеснитель 3 находится в крайнем левом положении. Отработанные газы выходят из ЗКПО через клапан 12, а из ПКС - через продувочный клапан 5. Конец 1-го цикла - начало 2-го цикла.The end of the 4th revolution — the beginning of the 5th revolution of the rotor (or the first revolution of the next cycle) and the beginning of the exhaust cycle II of the exhaust gas II from the control panel and the air intake cycle of the next cycle ZKPO I are shown in Fig. 15. Valves 6, 7, 8, 9, and 11 are closed. Valve 12 is open. Valve 5 opens. Free displacer 3 is in the extreme left position. The exhaust gases leave the WKSA through valve 12, and from the PCB through the purge valve 5. The end of the 1st cycle - the beginning of the 2nd cycle.

В предложенном двигателе внутреннего сгорания за 4 оборота ротора (или один цикл) происходит восемь тактов, причем такты всасывания и рабочего хода происходят попарно только в ЗКПО, а такты сжатия и выпуска отработанных газов происходят попарно только в ПКПО. Таким образом, рабочий цикл образован последовательностью попарно чередующихся тактов.In the proposed internal combustion engine for four rotor revolutions (or one cycle), eight cycles occur, and the suction and working cycles take place in pairs only in ZKPO, and the compression and exhaust cycles take place in pairs only in PKPO. Thus, the duty cycle is formed by a sequence of pairwise alternating measures.

Claims

1. An internal combustion engine comprising a housing, at least two chambers of variable volume, one of which is equipped with an inlet and the other with exhaust channels with shut-off bodies, and an external combustion chamber, while one chamber of variable volume performs the functions of inlet and expansion, and the other - exhaust and discharge, the combustion chamber is communicated by means of discharge and bypass channels with valves installed in them, respectively, with the exhaust and discharge chamber and with the inlet and expansion chamber, characterized in that the combustion chamber The unit is equipped with a free displacer installed in it and movable in the form of a piston and dividing the combustion chamber into two sequentially working parts, each part is connected to chambers of variable volume by means of at least an injection and bypass channel, and one of the chamber parts is provided additionally a purge channel with a valve.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the duty cycle is formed by a sequence of pairwise alternating cycles.

3. The engine according to claim 1, characterized in that the engine is made rotary, and the working cavity of the housing is made in the form of a cylindrical cavity with a protrusion of the housing directed towards its center, and the rotor is made cylindrical, equipped with a movable blade in contact with the inner surface of the cavity and mounted coaxially with the latter, while the cavity is divided into chambers of variable volume by the blade and the outer surface of the rotor interacting with the protrusion of the housing.

4. The engine according to claim 1, characterized in that at least one nozzle is installed in the combustion chamber with the possibility of fuel injection in series in one and the other parts.