RU2287694C1

RU2287694C1 - Rotary internal combustion engine

Info

Publication number: RU2287694C1
Application number: RU2005108271/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь Васильевич Боев (RU); Игорь Васильевич Боев
Original assignee: Игорь Васильевич Боев
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-11-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; rotary engines.

SUBSTANCE: proposed engine has body with channels to control stop mechanism with pushers and stops, body covers with veering supports in which cylindrical rotor with intake ports is installed. Valves-partitions with seals are mated with shaped surface of rotor. Valves-partitions are installed on shafts with synchronizing segments in valve bodies on which camshafts with driven sheaves, cams to control displacement of valves-partitions and cams to control intake valves are secured in bearing supports. Engine is furnished with damping devices with damping springs.

EFFECT: simplified design, improved adaptability to manufacture of units and parts, repairability and reliability.

4 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to engine building, in particular to rotary internal combustion engines.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочей камерой, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими полостями, внутри которой расположены два параллельных вала, ведущий и ведомый, связанных с синхронизирующей шестеренчатой передачей и снабженных взаимно сопряженными роторами, камеру компрессора, повторяющую форму рабочей камеры, роторы которой установлены соосно с роторами двигателя, над которым размещены ресивер с всасывающим и обратным клапанами и коллектор, в полости которого установлен сбрасывающий клапан, испаритель горючего, расположенный под выхлопным коллектором рабочей камеры, и воздуховод, огибающий боковую поверхность корпуса, при этом роторы выполнены одинакового профиля с двумя и более лопастями, причем между лопастями, а также лопастями и корпусом двигателя выполнены зазоры (см. описание изобретения к патенту РФ №2126488, МПК F 02 В 55/00, публикация 20.09.1999 г.).Known rotary internal combustion engine, comprising a housing with a working chamber formed by two intersecting cylindrical cavities, inside of which are located two parallel shafts, a drive and a follower, connected with a synchronizing gear transmission and equipped with mutually conjugate rotors, a compressor chamber repeating the shape of the working chamber, the rotors of which mounted coaxially with the rotors of the engine, above which there is a receiver with suction and non-return valves and a collector in the cavity of which is installed a suction valve, a fuel evaporator located under the exhaust manifold of the working chamber, and an air duct enveloping the side surface of the housing, while the rotors are made of the same profile with two or more blades, and gaps are made between the blades, as well as the blades and the engine case (see the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2146488, IPC F 02 B 55/00, publication September 20, 1999).

Недостатком этого известного роторного двигателя является сложность выполнения уплотнения между корпусом и роторами.The disadvantage of this known rotary engine is the difficulty of performing a seal between the housing and the rotors.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с двумя статорами, установленный в корпусе центральный вал, жестко закрепленные на валу роторы и две пары поршней, размещенные парами в соответствующих статорах с образованием кольцеобразных компрессорной и рабочей камер, связанных между собой при помощи ресивера, причем один из поршней компрессорной камеры жестко связан с одним из поршней рабочей камеры, а другой поршень компрессорной камеры закреплен на центральном валу, в статоре компрессорной камеры выполнены впускные и перепускные каналы, а в статоре рабочей камеры - перепускные и выпускные каналы; механизм синхронизации движения поршней, два полых коаксиальных вала, причем внутренний полый вал размещен коаксиально на центральном валу, а наружный - на внутреннем, связанные между собой поршни компрессорной и рабочей кольцеобразных камер размещены на внутреннем валу, а другой поршень рабочей камеры связан с наружным полым валом, все каналы выполнены с возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1449681, МПК F 02 В 55/00, публикация 07.01.1989 г.).Known rotary internal combustion engine containing a stationary housing with two stators, a central shaft mounted in the housing, rotors rigidly fixed to the shaft and two pairs of pistons placed in pairs in the respective stators with the formation of ring-shaped compressor and working chambers, connected by a receiver, moreover one of the pistons of the compressor chamber is rigidly connected to one of the pistons of the working chamber, and the other piston of the compressor chamber is mounted on the central shaft, in the stator of the compressor chamber in inlet and bypass channels are made, and in the stator of the working chamber, bypass and outlet channels are made; a mechanism for synchronizing the movement of pistons, two hollow coaxial shafts, the inner hollow shaft being placed coaxially on the central shaft and the outer one on the inner one, the pistons of the compressor and working annular chambers connected to each other are placed on the inner shaft, and the other piston of the working chamber is connected to the outer hollow shaft , all channels are made with the possibility of overlapping them with the outer surface of the pistons (see the description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1449681, IPC F 02 B 55/00, publication January 7, 1989).

Недостатком этого известного роторного двигателя, принятого за прототип, являются сложность конструкции, недостаточная ремонтопригодность.The disadvantage of this known rotary engine, adopted as a prototype, are the design complexity, lack of maintainability.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции роторного двигателя.The task of the invention is to simplify the design of a rotary engine.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с впускным коллектором, каналами нагнетания сжатого воздуха, обратными клапанами, форсунками подачи топлива, перепускными каналами, впускными клапанами с возвратными пружинами и коромыслами, выпускными коллекторами, каналами управления стопорными механизмами с толкателями и стопорами, крышки корпуса с подшипниковыми опорами, в которых установлен цилиндрический ротор с впускными окнами, со шкивом привода распределительных валов, с лопастями наддува воздуха, лопастями с уплотнениями на гребнях, по краям которых в пазах установлены уплотнительных кольца, клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные на валах с синхронизирующими сегментами в корпусах клапанов, на которых закреплены в подшипниковых опорах распределительные валы с ведомыми шкивами, с кулачками управления перемещением клапанов-перегородок и с кулачками управления впускными клапанами, корпуса демпфирующих устройств с демпфирующими пружинами, возвратными пружинами, поршнями, обратными клапанами, уплотнениями, перепускными каналами.The essence of the claimed invention lies in the fact that the rotary internal combustion engine comprises a housing with an intake manifold, compressed air injection channels, check valves, fuel nozzles, bypass channels, intake valves with return springs and rocker arms, exhaust manifolds, control channels for stop mechanisms with pushers and stoppers, housing covers with bearings, in which a cylindrical rotor with inlet windows is installed, with a drive pulley shafts, with blades for pressurization of air, blades with seals on ridges, along the edges of which sealing rings are installed in the grooves, baffle valves with seals, coupled to the profiled surface of the rotor, mounted on shafts with synchronizing segments in valve bodies, on which are mounted in bearing bearings camshafts with driven pulleys, with cams for controlling the movement of bulkhead valves and with cams for controlling intake valves, damping device housings with damping valves zhinami, return springs, pistons, check valves, seals passageways.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на Фиг.1 показан роторный двигатель, общий вид в продольном разрезе;figure 1 shows a rotary engine, a General view in longitudinal section;

на Фиг.2 - то же, поперечный разрез А-А;figure 2 is the same, a transverse section aa;

на Фиг.3 - то же, поперечный разрез Б-Б;figure 3 is the same, a transverse section bB;

на Фиг.4 - то же, поперечный разрез В-В.figure 4 is the same, a transverse section bb.

Роторный двигатель содержит корпус 1 с впускным коллектором 2, каналами нагнетания сжатого воздуха 3, обратными клапанами 4, форсунками 5 подачи топлива, перепускными каналами 6, впускными клапанами 7 с возвратными пружинами 8 и коромыслами 9, выпускными коллекторами 10, каналами 11 управления стопорными механизмами с толкателями 12 и стопорами 13, крышки корпуса 14, 15 с подшипниковыми опорами 16, 17, в которых установлен цилиндрический ротор 18 с впускными окнами 19, со шкивом 20 привода распределительных валов 21, с лопастями 22 наддува воздуха, лопастями 23, 24 с уплотнениями 25, 26 на гребнях, по краям которых в пазах установлены уплотнительные кольца 27, клапаны-перегородки 28, 29 с уплотнениями 30, 31, 32, 33, сопряженные с профилированной поверхностью ротора 18, установленные на валах 34, 35 с синхронизирующими сегментами 36, 37 в корпусах клапанов 38, на которых закреплены в подшипниковых опорах 39 распределительные валы 21 с ведомыми шкивами 40, с кулачками 41 управления перемещением клапанов-перегородок 28, 29 и с кулачками 42 управления впускными клапанами 7, корпуса демпфирующих устройств 43 с демпфирующими пружинами 44, 45, возвратными пружинами 46, поршнями 47, обратными клапанами 48, уплотнениями 49, перепускными каналами 50.The rotary engine comprises a housing 1 with an intake manifold 2, compressed air injection channels 3, check valves 4, fuel nozzles 5, bypass channels 6, intake valves 7 with return springs 8 and rocker arms 9, exhaust manifolds 10, control channels 11 for locking mechanisms with pushers 12 and stoppers 13, housing covers 14, 15 with bearing bearings 16, 17, in which a cylindrical rotor 18 with inlet windows 19 is installed, with a pulley 20 of the camshaft drive 21, with air blades 22, blades 23, 24 with seals 25, 26 on ridges, along the edges of which grooves 27 are installed in the grooves, baffle valves 28, 29 with seals 30, 31, 32, 33, coupled to the profiled surface of the rotor 18, mounted on shafts 34, 35 with synchronizing segments 36, 37 in valve bodies 38, on which camshafts 21 with driven pulleys 40, with cams 41 for controlling the movement of baffle valves 28, 29 and with cams 42 for controlling inlet valves 7, damping devices 43 are fixed in bearings 39; with damping dinners 44, 45, return springs 46, pistons 47, check valves 48, seals 49, bypass channels 50.

Роторный двигатель работает следующим образом. При вращении ротора 18 в подшипниковых опорах 16, 17 крышек 14, 15 через впускной коллектор 2 лопастями 22 наддува воздуха через впускные окна 19 в полости, образованные профилированной поверхностью ротора 18 с уплотнительными кольцами 27, корпусом 1, лопастями 23 с уплотнениями 25, клапанами-перегородками 28 с уплотнениями 30, 31, поступает воздух. Цикл впуска. В смежных полостях, образованных такими же поверхностями, происходит сжатие воздуха и вытеснение его через обратные клапаны 4 в каналы нагнетания сжатого воздуха 3. Цикл сжатия. При прохождении лопастей 23 каналов 11 управления стопорными механизмами толкатели 12 перестают удерживать через коромысла 13 клапаны-перегородки 28 в положении «закрыто». За счет остаточного давления выхлопных газов, а также путем воздействия кулачков 41 распределительных валов 21 на синхронизирующие сегменты 36, 37 происходит вращение валов 34, 35 в корпусах клапанов 38 с клапанами-перегородками 28, 29, перемещая их в положение «открыто», освобождая проход лопастям 23, 24. При движении клапанов-перегородок 28, 29 в положение «открыто» давление с обеих сторон поршней 47 остается одинаковым за счет открытия обратных клапанов 48. Гашение энергии движения клапанов-перегородок 28, 29 происходит путем сжатия демпфирующих пружин 44. После прохождения лопастей 23, 24 под воздействием возвратных пружин 46, демпфирующих пружин 44 клапаны-перегородки 28, 29 возвращаются в положение «закрыто». В положении «закрыто» клапаны-перегородки 28 удерживаются стопорами 13 стопорных механизмов, управление которыми осуществляется толкателями 12 в зависимости от давления сжимаемого воздуха. Гашение энергии движения корпусов 43 демпфирующих устройств происходит путем сжатия демпфирующих пружин 45. Торможение клапанов-перегородок 28, 29 осуществляется за счет сжатия газа поршнями 47 в корпусах 43 с уплотнениями 49 демпфирующих устройств. В конце перемещения давление газа с обеих сторон поршней 47 выравнивается за счет перепускных каналов 50. Вращение распределительных валов 21 в подшипниковых опорах 39 происходит за счет ременной передачи крутящего момента от ведущего шкива 20 к ведомым шкивам 40. Одновременно с тем при прохождении лопастями 24 впускных клапанов 7 последние открываются путем воздействия кулачков 42 распределительных валов 21 через коромысла 9. Начинается подача сжатого воздуха из каналов нагнетания сжатого воздуха 3 в полости, образованные профилированной поверхностью ротора 18 с уплотнительными кольцами 27, корпусом 1, лопастями 24 с уплотнениями 26, клапанами-перегородками 29 с уплотнениями 32, 33. Когда объем вышеназванных полостей равен объему камеры сгорания, происходит закрытие впускных клапанов 7 под воздействием пружин 8 и подача топлива через форсунки 5. Начало цикла рабочего хода. При приближении лопастей 24 к клапанам-перегородкам 29 за счет перепускных каналов 6 происходит выравнивание давления с обеих сторон клапанов-перегородок 29, за счет остаточного давления выхлопных газов, а также путем воздействия кулачков 41 распределительных валов 21 происходит перемещение клапанов-перегородок 28, 29 в положение «открыто», освобождая проход лопастям 23, 24 и выпуская выхлопные газы в выпускные коллекторы 10. Окончание цикла рабочего хода и начало цикла выпуска. После прохождения лопастей 23, 24 под воздействием демпфирующих пружин 44 и возвратных пружин 46 клапаны-перегородки 28, 29 возвращаются в положение «закрыто». Оставшиеся выхлопные газы вытесняются лопастями 24 через зазоры между корпусом 1 и клапанами-перегородками 29 в выпускные коллекторы 10. Окончание цикла выпуска.Rotary engine operates as follows. When the rotor 18 is rotated in the bearing bearings 16, 17 of the covers 14, 15 through the intake manifold 2 by air blades 22 through the inlet windows 19 into the cavities formed by the profiled surface of the rotor 18 with sealing rings 27, the housing 1, the blades 23 with seals 25, the valves partitions 28 with seals 30, 31, air enters. Intake cycle. In adjacent cavities formed by the same surfaces, air is compressed and displaced through check valves 4 into the compressed air injection channels 3. Compression cycle. With the passage of the blades 23 of the channels 11 to control the locking mechanisms, the pushers 12 cease to be held through the rocker arms 13 of the partition valve 28 in the closed position. Due to the residual pressure of the exhaust gases, as well as by the action of the cams 41 of the camshafts 21 on the synchronizing segments 36, 37, the shafts 34, 35 rotate in the valve bodies 38 with the baffle valves 28, 29, moving them to the “open” position, freeing the passage the blades 23, 24. When the baffle valves 28, 29 move to the “open” position, the pressure on both sides of the pistons 47 remains the same due to the opening of the check valves 48. The damping energy of the baffle valves 28, 29 is suppressed by compressing the damping springs 44. After passing the blades 23, 24 under the influence of return springs 46, damping springs 44, the partition valves 28, 29 return to the closed position. In the closed position, the partition valves 28 are held by the stoppers 13 of the locking mechanisms, which are controlled by the pushers 12 depending on the pressure of the compressed air. The quenching of the energy of movement of the bodies 43 of the damping devices occurs by compressing the damping springs 45. The braking of the baffle valves 28, 29 is accomplished by compressing the gas by the pistons 47 in the bodies 43 with the seals 49 of the damping devices. At the end of the movement, the gas pressure on both sides of the pistons 47 is equalized by the bypass channels 50. The rotation of the camshafts 21 in the bearing bearings 39 occurs due to the belt transmission of torque from the driving pulley 20 to the driven pulleys 40. At the same time, when the vanes pass through 24 inlet valves 7, the latter are opened by the action of the cams 42 of the camshafts 21 through the rocker arms 9. The supply of compressed air from the injection channels 3 of the compressed air 3 into the cavities formed by the profiled the rotor 18 with the sealing rings 27, the housing 1, the blades 24 with the seals 26, the baffle valves 29 with the seals 32, 33. When the volume of the above cavities is equal to the volume of the combustion chamber, the intake valves 7 are closed by the action of the springs 8 and the fuel is supplied through the nozzles 5. The beginning of the cycle of the stroke. When the blades 24 approach the baffle valves 29 due to the bypass channels 6, the pressure is equalized on both sides of the baffle valves 29, due to the residual pressure of the exhaust gases, and also by the action of the cams 41 of the camshafts 21, the baffle valves 28, 29 move the position is “open”, freeing the passage of the blades 23, 24 and releasing exhaust gases into the exhaust manifolds 10. The end of the stroke cycle and the beginning of the exhaust cycle. After passing the blades 23, 24 under the influence of damping springs 44 and return springs 46, the partition valves 28, 29 return to the closed position. The remaining exhaust gases are displaced by the blades 24 through the gaps between the housing 1 and the baffle valves 29 into the exhaust manifolds 10. The end of the exhaust cycle.

Реализация изобретения позволит упростить конструкцию двигателя, повысить технологичность изготовления узлов и деталей, ремонтопригодность и надежность.The implementation of the invention will simplify the design of the engine, improve the manufacturability of the manufacture of components and parts, maintainability and reliability.

Claims

A rotary internal combustion engine comprising a housing with an intake manifold, compressed air injection channels, check valves, fuel nozzles, bypass channels, intake valves, return springs and rocker arms, an exhaust manifold, control channels for stop mechanisms with pushers and stoppers, housing covers with bearing bearings in which a cylindrical rotor with inlet windows is installed, with a camshaft drive pulley, with air pressurization blades, blades with a seal on the ridges, along the edges of which sealing rings are installed in the grooves, baffle valves with seals, coupled to the profiled rotor surface, mounted on shafts with synchronizing segments in valve bodies, on which camshafts with driven pulleys, with control cams are fixed in bearing bearings movement of baffle valves and with inlet valve control cams, damping device housings with damping springs, return springs, pistons, reverse valves Anami seals passageways.