RU2291973C2 - Rotor-jet internal combustion engine - Google Patents
Rotor-jet internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291973C2 RU2291973C2 RU2004133691/06A RU2004133691A RU2291973C2 RU 2291973 C2 RU2291973 C2 RU 2291973C2 RU 2004133691/06 A RU2004133691/06 A RU 2004133691/06A RU 2004133691 A RU2004133691 A RU 2004133691A RU 2291973 C2 RU2291973 C2 RU 2291973C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- engine
- rotation
- housing
- blades
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
В настоящее время широко известны три типа двигателей внутреннего сгорания (ДВС): 4-тактный двигатель Отто, двигатель Дизеля и двигатель Ванкеля. В четырехтактном двигателе возвратно-поступательное движение поршня относительно неподвижного цилиндра преобразуется во вращательное движение вала посредством кривошипно-шатунного механизма. При этом совершаются четыре такта:Currently, three types of internal combustion engines (ICE) are widely known: the 4-stroke Otto engine, the Diesel engine, and the Wankel engine. In a four-stroke engine, the reciprocating movement of the piston relative to the stationary cylinder is converted into rotational movement of the shaft by means of a crank mechanism. In this case, four measures are performed:
1) всасывание рабочей смеси (воздух-бензин) за счет разряжения при увеличении объема камеры сгорания (поршень движется в нижнюю «мертвую» точку, клапан впуска рабочей смеси открыт, а клапан выпуска отработанных газов закрыт);1) the suction of the working mixture (air-gasoline) due to rarefaction with an increase in the volume of the combustion chamber (the piston moves to the bottom dead center, the intake valve of the working mixture is open, and the exhaust valve is closed);
2) сжатие рабочей смеси при движении поршня в верхнюю «мертвую» точку (клапан впуска и клапан выпуска закрыты). В конце процесса сжатия производится зажигание рабочей смеси;2) compression of the working mixture when the piston moves to the top dead center (intake valve and exhaust valve are closed). At the end of the compression process, the working mixture is ignited;
3) под действием газов горения рабочей смеси увеличивается объем камеры сгорания - газы совершают работу (поршень движется в нижнюю «мертвую» точку, оба клапана закрыты);3) under the influence of the combustion gases of the working mixture, the volume of the combustion chamber increases - the gases do the job (the piston moves to the bottom "dead center", both valves are closed);
4) удаление продуктов горения рабочей смеси из камеры сгорания - поршень движется в сторону уменьшения объема камеры и выталкивает продукты горения через выпускное отверстие. Клапан выпуска открыт, а клапан впуска закрыт.4) removal of the combustion products of the working mixture from the combustion chamber - the piston moves in the direction of decreasing the volume of the chamber and pushes the combustion products through the outlet. The exhaust valve is open and the intake valve is closed.
Каждому такту соответствует поворот вала на 180°.Each measure corresponds to a rotation of the shaft through 180 °.
Таким образом, на два оборота вала приходится один рабочий ход поршня, при котором совершается полезная работа.Thus, one revolution of the piston accounts for two turns of the shaft, during which useful work is performed.
Для увеличения мощности двигателя камеры сгорания объединяют в группы.To increase engine power, combustion chambers are combined into groups.
Существуют двух, четырех, шести и более цилиндровые двигатели.There are two, four, six or more cylinder engines.
Для обеспечения нормальной работы 4-тактные ДВС оснащаются системами газораспределения, подготовки рабочей смеси, ее зажигания, удаления отработанных газов, охлаждения и смазки.To ensure normal operation, 4-stroke ICEs are equipped with gas distribution systems, preparation of the working mixture, its ignition, exhaust gas removal, cooling and lubrication.
В качестве топлива обычно используется бензин или специально подготовленная смесь горючих газов.The fuel used is usually gasoline or a specially prepared mixture of flammable gases.
Основные недостатки 4-тактных ДВС. Их несколько.The main disadvantages of a 4-stroke engine. There are several of them.
Первый. Поршень совершает возвратно-поступательные движения. Чтобы передать валу импульс рабочего хода, поршень должен четыре раза разогнаться до скорости, исчисляемой десятками метров в секунду, и четыре раза остановиться.The first. The piston reciprocates. To transmit the impulse to the shaft, the piston must accelerate four times to a speed of tens of meters per second and stop four times.
Это приводит к существенным вибрациям и к повышенным нагрузкам на все основные элементы конструкции двигателя, а следовательно, к увеличению его веса и габаритов.This leads to significant vibrations and to increased loads on all the main structural elements of the engine, and consequently, to an increase in its weight and dimensions.
Второй. Требуется жесткая увязка момента воспламенения рабочей смеси с ходом поршня и временем открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Что также усложняет и утяжеляет конструкцию двигателя. Системы зажигания и газораспределения чаще всего являются причинами отказа в работе двигателя и поэтому требуют тщательного обслуживания.Second. A tight link between the moment of ignition of the working mixture and the stroke of the piston and the opening and closing times of the intake and exhaust valves is required. Which also complicates and aggravates the design of the engine. Ignition and gas distribution systems are often the causes of engine failure and therefore require careful maintenance.
Третий. Двигатель весьма восприимчив к качеству рабочей смеси. Раннее или позднее, а особенно самопроизвольное зажигание приводят к потере мощности, ударным нагрузкам и к неизбежным поломкам. Поэму в этих двигателях, как правило, используется высокооктановое, а следовательно, более дорогое горючее.Third. The engine is very susceptible to the quality of the working mixture. Sooner or later, and especially spontaneous ignition, lead to loss of power, shock loads and inevitable breakdowns. The poem in these engines, as a rule, is high-octane, and therefore, more expensive fuel.
Несмотря на отмеченные недостатки, 4-тактные ДВС в настоящее время доведены до невообразимого совершенства и в различных модификациях широко используются в народном хозяйстве.Despite the noted drawbacks, 4-stroke ICEs are now brought to unimaginable perfection and are widely used in various modifications in the national economy.
Новые идеи и технические решения, применяемые в современных 4-тактных ДВС, такие как компьютерное управление двигателем, инжекция горючего в засасываемый при впуске воздух, впрыск горючего в цилиндры, турбонаддув и др., с одной стороны, улучшают их технические характеристики, а с другой, усложняют конструкцию, делают ее более наукоемкой и более дорогой.New ideas and technical solutions used in modern 4-stroke ICEs, such as computer engine control, fuel injection into the air sucked in during intake, fuel injection into cylinders, turbocharging, etc., on the one hand, improve their technical characteristics, and on the other hand , complicate the design, make it more high-tech and more expensive.
Двигатель Дизеля отличается от обычного 4-тактного ДВС отсутствием системы зажигания рабочей смеси. В нем за счет значительно большей степени сжатия происходит самовоспламенение рабочей смеси. При этом топливо подается непосредственно в рабочий объем цилиндра под давлением, создаваемым плунжерным насосом.The diesel engine differs from the usual 4-stroke internal combustion engine in the absence of an ignition system for the working mixture. In it, due to a much greater degree of compression, self-ignition of the working mixture occurs. In this case, the fuel is supplied directly to the working volume of the cylinder under the pressure created by the plunger pump.
Таким образом, работая с повышенными давлениями, имеем более прочную, а следовательно, более тяжелую конструкцию двигателя, а вместо системы зажигания не менее сложную конструкцию - плунжерный насос.Thus, working with elevated pressures, we have a stronger, and therefore heavier engine design, and instead of an ignition system, a no less complex design - a plunger pump.
Однако конструкция дизельного двигателя позволяет использовать более тяжелые, а следовательно, более дешевые продукты переработки нефти. Дизельные двигатели применяются там, где требуются большие мощности, а требования к весу двигателя не столь жесткие. В настоящее время дизельные двигатели проходят такую же стадию совершенствования, как и 4-тактные двигатели Отто, и это позволило их также широко использовать в народном хозяйстве.However, the design of the diesel engine allows the use of heavier, and therefore, cheaper, products of oil refining. Diesel engines are used where high power is required, and the requirements for engine weight are not so stringent. Currently, diesel engines are undergoing the same stage of improvement as Otto's 4-stroke engines, and this has also allowed them to be widely used in the national economy.
Роторно-поршневой двигатель Ванкеля (РПД) в значительной степени лишен отмеченных выше недостатков (журнал «Вокруг света», №3, 2004 г., стр.151). В корпусе, имеющем внутреннюю поверхность, выполненную по особой кривой-эпитрохоиде (напоминает овал), вращается без зазора ротор в форме равностороннего треугольника с выпуклыми в сторону корпуса сторонами. По центру ротора выполнено цилиндрическое отверстие с зубьями, входящими в постоянный контакт с шестерней, значительно меньшего диаметра и установленной по центру корпуса. При вращении ротор совершает планетарное движение вокруг этой шестерни, отсекая три разновеликих объема, в каждом из которых за один оборот ротора последовательно происходят процессы, характерные для 4-тактных ДВС: всасывание, сжатие с воспламенением, рабочий ход и выпуск. Фактически ротор выполняет функции поршня, а ограниченная его близлежащими гранями поверхность корпуса вместе с ротором - это «бегущая» по периметру корпуса камера сгорания. Роль кривошипно-шатунного механизма выполняет планетарное зубчатое соединение ротора и центральной шестерни, обеспечивающее вращающий момент ротору при рабочем ходе. В конструкции РПД отсутствует газораспределительный механизм, а число двигающихся деталей доведено до двух: эксцентриковый рабочий вал и посаженный на него трехгранный ротор.The Wankel rotary piston engine (RPD) is largely devoid of the drawbacks noted above (Vokrug Sveta magazine, No. 3, 2004, p. 151). In the case, which has an inner surface made of a special curve-epitrochoid (resembles an oval), the rotor in the form of an equilateral triangle with sides convex towards the case rotates without a gap. A cylindrical hole is made in the center of the rotor with teeth that are in constant contact with the gear, a much smaller diameter and installed in the center of the housing. During rotation, the rotor makes a planetary motion around this gear, cutting off three different volumes, in each of which, for one revolution of the rotor, the processes characteristic of 4-stroke internal combustion engines sequentially occur: suction, compression with ignition, stroke and release. In fact, the rotor performs the functions of a piston, and the surface of the housing, limited by its adjacent faces, together with the rotor, is a combustion chamber “running” around the perimeter of the housing. The role of the crank mechanism is performed by the planetary gear connection of the rotor and the central gear, providing torque to the rotor during the working stroke. The RPD design lacks a gas distribution mechanism, and the number of moving parts is brought to two: an eccentric working shaft and a trihedral rotor mounted on it.
Как видим, конструкция двигателя проста, имеет малые габариты и вес.As you can see, the engine design is simple, has small dimensions and weight.
Отсутствие кривошипно-шатунного механизма и системы газораспределения позволяет значительно уменьшить силовые нагрузки на основные элементы конструкции двигателя и снизить уровень вибрации. В силу конструктивных особенностей двигатель менее чувствителен к качеству рабочей смеси; раннее или позднее зажигание мало влияет на его параметры. В РПД все четыре такта осуществляются за один оборот ротора, поэтому его мощность при одинаковом литраже не менее чем в два раза больше, чем у ДВС. Из литературных источников известно, что японская Mazda, используя новейшие материалы и технологии, создала двухсекционный «ванкель» с впечатляющими показателями: при рабочем объеме 2×0,654 л двигатель развивает мощность в 250 л.с. при 8500 об/мин.The absence of a crank mechanism and a gas distribution system can significantly reduce power loads on the main structural elements of the engine and reduce vibration. Due to design features, the engine is less sensitive to the quality of the working mixture; early or late ignition has little effect on its parameters. In RPD, all four cycles are carried out in one revolution of the rotor, therefore its power with the same displacement is not less than two times greater than that of ICE. From literary sources it is known that the Japanese Mazda, using the latest materials and technologies, created a two-section “wankel” with impressive performance: with a working volume of 2 × 0.654 liters, the engine develops 250 hp. at 8500 rpm
Однако при всех своих преимуществах РПД не нашел широкого применения, так как имеет ряд принципиальных недостатков, а именно:However, for all its advantages, RPD has not found wide application, since it has a number of fundamental disadvantages, namely:
1. Трудно создать надежное уплотнение между ротором и трохоидальной цилиндрической поверхностью двигателя. Трохоидальная поверхность имеет два участка с отрицательной кривизной, поэтому уплотняющие элементы работают под постоянно изменяющимся углом в пределах ±25° и быстро изнашиваются.1. It is difficult to create a reliable seal between the rotor and the trochoidal cylindrical surface of the engine. The trochoidal surface has two sections with negative curvature, therefore, the sealing elements operate at a constantly changing angle within ± 25 ° and quickly wear out.
2. Серьезные проблемы возникают и со смазкой трущихся поверхностей. Плохой контакт, а следовательно, и плохой теплоотвод от уплотняющего элемента в стенку корпуса приводят к перегреву масла, его закоксовыванию и остановке двигателя.2. Serious problems arise with the lubrication of rubbing surfaces. Poor contact, and therefore poor heat dissipation from the sealing element to the housing wall, leads to overheating of the oil, its coking, and engine shutdown.
3. Охлаждение самого ротора и смазка зубчатого зацепления - тоже серьезная проблема; любая протечка масла приводит при его попадании в камеру сгорания к закоксовыванию и повышенному износу уплотняющих элементов. Износ зубчатого зацепления также ухудшает работу уплотняющих элементов.3. Cooling the rotor itself and gear lubrication is also a serious problem; any leakage of oil leads to coking and increased wear of the sealing elements when it enters the combustion chamber. Gear wear also impairs the performance of the sealing elements.
4. Из-за необходимости выполнения цилиндрического отверстия большого диаметра по центру ротора ротор имеет значительные размеры и занимает порядка 70% внутреннего объема корпуса. Поэтому образованные им камеры сгорания имеют вытянутую, серповидную форму, особенно в момент горения рабочей смеси. Это затрудняет процесс горения и способствует увеличению теплопотерь в стенку корпуса, искажая адиабатику процесса горения. Результат: ухудшаются экономические и экологические показатели двигателя по сравнению с ДВС Отто.4. Due to the need to make a cylindrical hole of large diameter in the center of the rotor, the rotor is significant and occupies about 70% of the internal volume of the housing. Therefore, the combustion chambers formed by him have an elongated, sickle-shaped shape, especially at the time of combustion of the working mixture. This complicates the combustion process and contributes to an increase in heat loss in the wall of the housing, distorting the adiabatic behavior of the combustion process. Result: The economic and environmental performance of the engine is getting worse compared to the Otto ICE.
5. Растянутая форма камеры сгорания РПД препятствует созданию высокой степени сжатия, необходимой для реализации дизельного цикла.5. The elongated shape of the RPD combustion chamber prevents the creation of a high degree of compression necessary for the implementation of the diesel cycle.
6. РПД имеет ограниченные возможности в смысле варьирования мощностью в широком диапазоне, так как имеет только три камеры сгорания. Увеличение мощности двигателя возможно за счет его масштабирования или секционности. Масштабирование имеет свои пределы, так как габариты и вес ротора существенно растут, что очень нежелательно при больших оборотах, присущих РПД. Секционирование - это усложнение всей конструкции двигателя. В ДВС Отто этот вопрос решается проще: за счет установки дополнительных камер сгорания. В связи с тем, что принцип работы двигателя Ванкеля и его конструктивное воплощение наиболее близко к предлагаемой конструкции роторно-реактивного ДВС, двигатель Ванкеля принят в качестве прототипа. Изобретение относится к области создания двигателя внутреннего сгорания. Технической задачей изобретения является разработка принципа работы двигателя внутреннего сгорания, позволяющего преодолеть недостатки РПД, и на его основе создать конструкции, превосходящие РПД по всем основным техническим показателям.6. RPD has limited possibilities in terms of power variation over a wide range, since it has only three combustion chambers. An increase in engine power is possible due to its scaling or sectioning. Scaling has its limits, since the dimensions and weight of the rotor increase significantly, which is very undesirable at high speeds inherent in the RPD. Sectioning is a complication of the entire engine design. In the Otto ICE, this issue is solved more simply: by installing additional combustion chambers. Due to the fact that the principle of operation of the Wankel engine and its structural embodiment is closest to the proposed design of a rotary-reactive internal combustion engine, the Wankel engine is adopted as a prototype. The invention relates to the field of creating an internal combustion engine. An object of the invention is to develop the principle of operation of an internal combustion engine, which allows to overcome the disadvantages of RPD, and on its basis to create designs that exceed RPD in all major technical indicators.
Задача решается за счет использования эффекта реактивной силы, возникающей при выпуске выхлопных газов в сторону, обратную вращения ротора. Конструкция роторно-реактивного двигателя представляет собой корпус, в который установлен ротор с равномерно расположенными на нем лопатками, закрепленными в продольном (осевом) направлении; при вращении ротора лопатки скользят по внутренней поверхности корпуса без зазора. Симметричный в радиальном направлении контур лопаток и их размеры могут варьироваться в широких пределах. Это простые геометрические фигуры: прямоугольник, трапеция, полуэллипс, полукруг и их возможные более сложные сочетания. Число лопаток тоже может варьироваться в широких пределах: от трех до разумного в конструктивном плане количества. Поэтому внутренняя поверхность корпуса - это поверхность тела вращения, симметричная относительно плоскости центрального поперечного сечения лопатки.The problem is solved by using the effect of reactive force arising from the exhaust exhaust in the direction opposite to the rotation of the rotor. The design of a rotary-jet engine is a housing in which a rotor is installed with blades evenly spaced on it, fixed in the longitudinal (axial) direction; when the rotor rotates, the blades slide along the inner surface of the housing without a gap. The contour of the blades symmetrical in the radial direction and their sizes can vary within wide limits. These are simple geometric shapes: a rectangle, a trapezoid, a semi-ellipse, a semicircle, and their possible more complex combinations. The number of blades can also vary within wide limits: from three to a reasonable amount in a constructive way. Therefore, the inner surface of the body is the surface of the body of revolution, symmetric with respect to the plane of the central cross section of the blade.
При вращении ротора две близлежащие лопатки вместе с корпусом образуют мерные объемы, создавая «бегущие» по периметру внутренней поверхности корпуса камеры сгорания. Количество камер сгорания равно числу лопаток. В корпусе симметрично относительно центральной плоскости поперечного сечения выполнены впускное и выпускное отверстия. Причем впускное отверстие направлено по ходу вращения ротора, а выпускное - в сторону, обратную его вращению. При относительно больших в продольном направлении размерах камеры сгорания возможна установка двух и более впускных и выпускных отверстий. Но и в этом случае их расположение на корпусе двигателя симметрично относительно центрального сечения двигателя. Такое их расположение способствует равномерному нагружению лопаток при набегающем потоке газов. При работе двигателя через впускное отверстие в камеру сгорания непрерывно подается под необходимым давлением или специально подготовленная, например, в карбюраторе или по принципу инжекции рабочая смесь воздуха и горючего или просто воздух в случае дизельного цикла.When the rotor rotates, two nearby vanes together with the casing form measured volumes, creating “running” along the perimeter of the inner surface of the casing of the combustion chamber. The number of combustion chambers is equal to the number of blades. The inlet and outlet openings are made symmetrically with respect to the central plane of the cross section in the housing. Moreover, the inlet is directed in the direction of rotation of the rotor, and the outlet is in the direction opposite to its rotation. With relatively large longitudinally dimensioned combustion chambers, two or more inlet and outlet openings are possible. But even in this case, their location on the engine housing is symmetrical with respect to the central section of the engine. Such their arrangement contributes to the uniform loading of the blades during the incident gas flow. When the engine is running through the inlet, the combustion chamber is continuously supplied under the necessary pressure or specially prepared, for example, in a carburetor or by the principle of injection, a working mixture of air and fuel, or simply air in the case of a diesel cycle.
В первом случае, за впускным отверстием по ходу вращения устанавливается устройство для зажигания рабочей смеси, например электрическая свеча. До момента зажигания, если это необходимо, в корпусе может быть помещено устройство для дополнительного впрыска топлива в камеру сгорания. Во втором случае, за впускным отверстием устанавливается одно или несколько устройств для впрыска топлива в количестве, необходимом для создания условий его самовоспламенения.In the first case, a device for igniting the working mixture, for example, an electric candle, is installed behind the inlet along the rotation. Prior to ignition, if necessary, a device may be placed in the housing for additional fuel injection into the combustion chamber. In the second case, one or more devices for fuel injection in an amount necessary to create conditions for its self-ignition are installed behind the inlet.
Подаваемая под давлением масса рабочей смеси или воздуха, ориентируемая впускным отверстием, давит на убегающую лопатку, сообщая ротору импульс, направленный в сторону его вращения. В связи с тем, что процесс горения рабочей смеси не увязан с работой каких-либо исполнительных механизмов, как это имеет место в 4-тактных двигателях внутреннего сгорания, в том числе и в двигателя Ванкеля, ее раннее или позднее зажигание, а также детонация не имеют существенного значения для нормальной работы РРД. Поэтому РРД менее чувствителен, чем двигатель Ванкеля, к качеству рабочей смеси. Появляется возможность использовать в качестве горючего практически все известные жидкие и газообразные топлива. Продукты горения рабочей смеси вращением ротора подаются к выпускному отверстию, которое направляет расширяющие выхлопные газы в сторону, обратную вращению ротора. Возникающая при этом реактивная сила давит на убегающую лопатку, заставляя ротор совершать работу. На чертеже показана принципиальная схема работы РРД для трехлопаточного ротора. В корпус 1 установлен ротор 4 с лопатками 3, 6, 8. Лопатки вместе с корпусом создают три равных объема - это камеры сгорания А, В, С. В корпусе выполнены впускное отверстие 7 и выпускное отверстие 5, отстоящие друг от друга на угол в 120°, а между ними по большой дуге установлено устройство для воспламенения рабочей смеси 2. Через впускное отверстие 7 подается под давлением рабочая смесь, которая ориентируется отверстием таким образом, что поток смеси давит на тыльную сторону лопатки 8. При этом камера сгорания А заполняется горючей смесью и поворачивается в направлении камеры В, занимая ее место. С помощью устройства 2 смесь поджигается и при дальнейшем вращении в направлении камеры С полностью сгорает. Когда лопатка 8 пересечет выпускное отверстие 5, продукты горения расширяются, устремляясь через это отверстие к выходу в атмосферу. Поток выхлопных газов ориентируется выпускным отверстием в сторону, обратную вращению ротора. Возникающая при этом реактивная сила давит на тыльную сторону лопатки 8, совершая полезную работу. Аналогичные циклы за один оборот ротора осуществляются и в камерах В и С. Для двигателя с большим числом лопаток принцип работы аналогичен. Контур и профиль выходного отверстия выбирается таким образом, чтобы импульс реактивной силы был максимальным из всех возможных вариантов. С увеличением размеров (мощности) двигателя выпускных отверстий может быть несколько. Такие же замечания можно отнести и к впускному отверстию. При этом необходимо учитывать турбулентность подаваемой в камеру сгорания рабочей смеси с таким расчетом, чтобы условия зажигания и горения были оптимальными. После выпускного отверстия газы обладают еще каким-то запасом энергии, который может быть использован, например, в турбокомпрессоре для подачи сжатого воздуха к карбюратору или непосредственно к входному отверстию двигателя. В двигателе камеры сгорания не меняют при вращении ротора свои объемы. Поэтому, если это будет необходимо, остающиеся в камере газы после прохождения выпускного отверстия могут быть удалены с помощью продувки камеры воздухом.The mass of the working mixture or air supplied under pressure, oriented by the inlet, presses on the runaway blade, giving the rotor an impulse directed towards its rotation. Due to the fact that the combustion process of the working mixture is not linked to the operation of any actuators, as is the case in 4-stroke internal combustion engines, including the Wankel engine, its early or late ignition, as well as detonation are not are essential for the normal operation of the XRD. Therefore, RRD is less sensitive than the Wankel engine to the quality of the working mixture. It becomes possible to use almost all known liquid and gaseous fuels as fuel. The combustion products of the working mixture by rotation of the rotor are fed to the outlet, which directs the expanding exhaust gases in the direction opposite to the rotation of the rotor. The resulting reactive force presses on the runaway blade, forcing the rotor to do the work. The drawing shows a schematic diagram of the RRD for a three-blade rotor. A rotor 4 with blades 3, 6, 8 is installed in the housing 1. The blades together with the housing create three equal volumes — these are combustion chambers A, B, C. The inlet 7 and the outlet 5 are made in the housing and are spaced apart by an angle of 120 °, and between them, in a large arc, a device for igniting the working mixture 2 is installed. Through the inlet 7, the working mixture is pressurized, which is oriented by the opening so that the flow of the mixture presses on the back of the blade 8. At the same time, combustion chamber A is filled with combustible mixture and turning etsya towards camera B, taking its place. With the help of device 2, the mixture is ignited and with further rotation in the direction of chamber C completely burns out. When the blade 8 crosses the outlet 5, the combustion products expand, rushing through this hole to exit into the atmosphere. The flow of exhaust gases is oriented by the outlet in the direction opposite to the rotation of the rotor. The resulting reactive force presses on the back of the blade 8, doing useful work. Similar cycles for one revolution of the rotor are carried out in chambers B and C. For an engine with a large number of blades, the principle of operation is similar. The contour and profile of the outlet is selected so that the reactive force momentum is the maximum of all possible options. With an increase in the size (power) of the engine, there may be several exhaust openings. The same remarks apply to the inlet. In this case, it is necessary to take into account the turbulence of the working mixture supplied to the combustion chamber in such a way that the ignition and combustion conditions are optimal. After the outlet, the gases still have some kind of energy reserve, which can be used, for example, in a turbocharger to supply compressed air to the carburetor or directly to the engine inlet. In the engine, the combustion chambers do not change their volumes when the rotor rotates. Therefore, if necessary, the gases remaining in the chamber after passing through the outlet can be removed by purging the chamber with air.
Описанный принцип работы роторно-реактивного двигателя существенно отличается от 4-тактного двигателя. Из-за постоянства объема камеры сгорания совмещены такты всасывания и последующего сжатия, а также такты рабочий ход и выпуск выхлопных газов. Это позволяет существенно упростить конструкцию двигателя, сделав ее компактной и быстроходной.The described principle of operation of a rotary-jet engine is significantly different from a 4-stroke engine. Due to the constancy of the volume of the combustion chamber, the suction and subsequent compression strokes are combined, as well as the strokes of the stroke and exhaust of the exhaust gases. This allows you to significantly simplify the design of the engine, making it compact and fast.
В двигателе только одна вращающаяся деталь-ротор (в двигателе Ванкеля их две). Уплотнение трущихся поверхностей организовать проще, например, если лопатка выполнена в виде полукруга; уплотняющие элементы работают в менее жестких условиях, чем в двигателе Ванкеля. Охлаждение ротора и трущихся поверхностей также значительно проще. Поэтому надежность и моторесурс в предлагаемом двигателе выше, чем в двигателе Ванкеля. Варьируя числом лопаток, их контуром и размерами, можно изменять мощность двигателя в широком диапазоне, а также оптимизировать термодинамику процесса горения за счет выбора оптимальной формы камеры сгорания и уменьшения времени нахождения в ней продуктов горения.There is only one rotating part-rotor in the engine (there are two of them in the Wankel engine). Compaction of friction surfaces is easier to organize, for example, if the blade is made in the form of a semicircle; sealing elements operate in less severe conditions than in a Wankel engine. Cooling the rotor and rubbing surfaces is also much simpler. Therefore, the reliability and service life in the proposed engine is higher than in the Wankel engine. By varying the number of blades, their contour and size, it is possible to change the engine power in a wide range, as well as optimize the thermodynamics of the combustion process by choosing the optimal shape of the combustion chamber and reducing the time spent by the combustion products in it.
Мощность двигателя легко увеличить, идя по пути секционности, которую можно осуществить как в окружном, так и в продольном направлении. Для осуществления секционности в окружном направлении необходимо при относительно небольшом увеличении размеров и числа лопаток, симметрично ввести дополнительные впускные и выпускные отверстия. Секционность в продольном направлении практически идентична увеличению числа цилиндров 4-тактного двигателя. Возможны их комбинации.Engine power is easy to increase, following the path of sectioning, which can be implemented both in the district and in the longitudinal direction. For the implementation of sectioning in the circumferential direction, it is necessary, with a relatively small increase in the size and number of blades, symmetrically introduce additional inlet and outlet openings. Sectionalization in the longitudinal direction is almost identical to the increase in the number of cylinders of a 4-stroke engine. Their combinations are possible.
Как видим, роторно-реактивный двигатель практически по всем параметрам выгодно отличается от роторно-поршневого двигателя Ванкеля. Он более простой, легче в изготовлении, обладает большей мощностью на единицу веса и большей надежностью в эксплуатации.As you can see, the rotary-jet engine in almost all respects compares favorably with the Wankel rotary-piston engine. It is simpler, easier to manufacture, has more power per unit weight and greater reliability in operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004133691/06A RU2291973C2 (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Rotor-jet internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004133691/06A RU2291973C2 (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Rotor-jet internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004133691A RU2004133691A (en) | 2006-04-27 |
| RU2291973C2 true RU2291973C2 (en) | 2007-01-20 |
Family
ID=36655449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004133691/06A RU2291973C2 (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Rotor-jet internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2291973C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008105679A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | Mikhail Borisovich Skrynnikov | Rotary internal combustion engine |
-
2004
- 2004-11-18 RU RU2004133691/06A patent/RU2291973C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008105679A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | Mikhail Borisovich Skrynnikov | Rotary internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004133691A (en) | 2006-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1952001B1 (en) | Internal combustion engine | |
| US4072132A (en) | Rotary internal combustion engine | |
| RU2407899C1 (en) | Rotary piston ice | |
| RU183285U1 (en) | VEHICLE ENGINE | |
| GB2262965A (en) | Rotary piston internal combustion engine or compressor. | |
| RU2291973C2 (en) | Rotor-jet internal combustion engine | |
| US7621254B2 (en) | Internal combustion engine with toroidal cylinders | |
| RU2687659C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
| RU2538990C1 (en) | Rotor-piston internal combustion engine | |
| US3886910A (en) | Rotary, multi-chambered, internal combustion engine | |
| RU122445U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| JPH1068301A (en) | Vane rotation type volume changing device and internal combustion engine using the device | |
| RU2539230C1 (en) | Two-piston engine | |
| RU2527808C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
| RU2427716C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
| RU2606299C1 (en) | Four-stroke rotary piston engine | |
| RU2374454C2 (en) | Design of piston machine and method of designing its working chamber for thermodynamic cycle | |
| RU2467183C1 (en) | Method of operating rotary piston engine and its design | |
| RU2444635C2 (en) | Rotary engine | |
| RU2805946C1 (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
| RU2755758C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
| US20210199047A1 (en) | Rotary vane internal combustion engine | |
| RU192253U1 (en) | Four-stroke ball six-section internal combustion engine | |
| KR20090055707A (en) | Century engine | |
| CN101205830A (en) | Eccentric wheel type engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071119 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091119 |