RU2295041C1

RU2295041C1 - Rotary internal combustion engine

Info

Publication number: RU2295041C1
Application number: RU2005120520/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Исачкин (RU); Анатолий Федорович Исачкин
Original assignee: Анатолий Федорович Исачкин
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2007-03-10

Abstract

FIELD: engine engineering.

SUBSTANCE: rotary internal combustion engine comprises housing, two rotors provided with blades, ignition device, and inlet and outlet ports. The rotors are fit on the output shaft and set the shaft in rotation. The output shaft is provided with rings with projections. The rotors have hollows for receiving the projections. The rings rotate together with the shaft, and are pressed out from the rotor with springs.

EFFECT: simplified structure and reduced weight.

4cl, 2dwg

Description

Изобретение относится к тепловым двигателям, преобразующим тепловую энергию топлива в механическую.The invention relates to heat engines that convert the thermal energy of fuel into mechanical energy.

Известен роторно-лопастной ДВС, состоящий из корпуса и двух роторов-лопастей, в котором роторы связаны с электродвигателями-генераторами, имеются датчики положения ротора относительно корпуса, система управления электродвигателями-генераторами, при этом каждый ротор может иметь одну или несколько пар лопастей, но одинаковое количество на каждом роторе, пары лопастей равномерно распределены по окружности, соответственно, сколько пар лопастей на одном роторе имеется столько же устройств для зажигания рабочей смеси или впрыскивания топлива и впускных и выпускных окон, так же равномерно распределенных по окружности. (См. патент RU 2237817, кл. F 02 В 53/14, F 01 С 1/063 от 10.10.2004 г.)Known rotor-bladed ICE, consisting of a housing and two rotor blades, in which the rotors are connected to electric motors-generators, there are rotor position sensors relative to the housing, a control system for electric motors-generators, each rotor may have one or more pairs of blades, but the same number on each rotor, the pairs of blades are evenly distributed around the circumference, respectively, how many pairs of blades on one rotor have the same number of devices for igniting the working mixture or injecting top willow and intake and exhaust ports, also uniformly distributed over the circumference. (See patent RU 2237817, class F 02 B 53/14, F 01 C 1/063 dated 10.10.2004)

Недостатком такого роторно-лопастного ДВС является то, что необходимо иметь два электрогенератора и детали связывающие эти генераторы с роторами ДВС.The disadvantage of such a rotary-blade internal combustion engine is that it is necessary to have two electric generators and parts connecting these generators with the internal combustion engine rotors.

Поставленная задача - упростить конструкцию роторно-лопастного ДВС и облегчить его вес.The task is to simplify the design of the rotor-blade ICE and to lighten its weight.

Для этого в роторно-лопастном ДВС, состоящем из корпуса и двух роторов-лопастей, имеющих одну или несколько пар лопастей, но одинаковое количество на каждом из роторов, соответственно, столько же, сколько и пар лопастей на одном роторе имеется устройств для зажигания рабочей смеси или впрыскивания топлива и впускных и выпускных окон, при этом пары лопастей на роторах и устройства зажигания или впрыскивания топлива и впускные и выпускные окна равномерно распределены по окружности, также имеются датчики положения роторов, имеются устройства, предотвращающие движение лопасти, находящейся в положении задней стенки камеры сгорания, в обратную сторону, роторы-лопасти посажены на один выходной вал, на котором они вращаются и которому, попеременно то один то другой, передают вращательное движение лопастей, во время рабочего хода, с помощью устройства, например, храпового механизма или обгонной муфты, при этом в выходном валу имеются системы отверстий, по одной из которых подается смазывающе-охлаждающее вещество в полости роторов-лопастей, а по другой отводится это вещество, отобравшее тепло у роторов-лопастей. Устройство, которое фиксирует лопасть, находящуюся в положении задней стенки камеры сгорания, и предотвращающее ее движение в обратную сторону, совмещено с датчиком положения ротора, при этом стержень, фиксирующий лопасть, включает или выключает датчик положения ротора. На выходном валу имеются кольца с выступами, а на роторах - впадины, в которые при необходимости входят выступы колец, кольца вращаются вместе с валом и во время работы ДВС отжаты от ротора пружинами, в корпусе ДВС имеются толкатели, с приводами к ним, которые, в определенные моменты, при запуске ДВС, попеременно прижимают то одно, то другое кольцо к роторам, обеспечивают этим вращение роторов, для того чтобы лопасти занимали положение стенок камеры сгорания. На выходном валу имеется приводное устройство, которое приводит в движение масляный насос, закрепленный в корпусе и подающий смазывающе-охлаждающее вещество в полость выходного вала. Между роторами и между роторами и корпусом установлены уплотняющие кольца, а в роторах и корпусе имеются канавки для этих колец, и в лопатках имеются канавки для уплотняющих пластин.For this, in a rotor-bladed internal combustion engine, consisting of a housing and two rotor blades having one or more pairs of blades, but the same number on each of the rotors, respectively, is the same as there are pairs of blades on one rotor there are devices for igniting the working mixture or fuel injection and inlet and outlet windows, while the pairs of blades on the rotors and the ignition device or fuel injection and intake and exhaust windows are evenly distributed around the circumference, there are also rotor position sensors, there are devices and, preventing the movement of the blade, which is in the position of the rear wall of the combustion chamber, in the opposite direction, the rotor blades are mounted on one output shaft on which they rotate and to which, alternately one from the other, the rotational movement of the blades is transmitted, during the working stroke, using a device, for example, a ratchet mechanism or an overrunning clutch, while in the output shaft there are hole systems, one of which feeds a lubricating-cooling substance in the cavity of the rotor blades, and the substance is discharged along the other, selected the heat that has come from the rotor blades. The device that fixes the blade, which is in the position of the rear wall of the combustion chamber, and prevents its movement in the opposite direction, is combined with the rotor position sensor, while the rod fixing the blade turns on or off the rotor position sensor. On the output shaft there are rings with protrusions, and on the rotors there are depressions, which, if necessary, include protrusions of the rings, the rings rotate together with the shaft and during operation of the internal combustion engine, the springs are pressed from the rotor, there are pushers in the engine housing, with drives to them, which at certain points, when starting the internal combustion engine, one or the other ring is alternately pressed against the rotors, this ensures the rotation of the rotors, so that the blades occupy the position of the walls of the combustion chamber. There is a drive device on the output shaft, which drives the oil pump, which is fixed in the housing and supplies lubricating-cooling substance to the cavity of the output shaft. O-rings are installed between the rotors and between the rotors and the casing, and in the rotors and the casing there are grooves for these rings, and in the vanes there are grooves for the sealing plates.

Все это вместе взятое позволит обойтись всего одним валом, и соответственно, при необходимости, всего одним генератором и позволит обеспечить нормальную бесперебойную работу двигателя.All this taken together will make it possible to get by with just one shaft, and, accordingly, if necessary, with just one generator and will ensure normal smooth operation of the engine.

На фиг.1 показан поперечный разрез роторно-лопастного ДВС. На фиг.2 показан продольный разрез роторно-лопастного ДВС.Figure 1 shows a cross section of a rotary-blade ICE. Figure 2 shows a longitudinal section of a rotary-blade ICE.

Роторно-лопастной ДВС состоит из корпуса 1, ротора-лопасти 2, ротора-лопасти 3, выходного вала 4, выхлопных окон 5, впускных окон 6, толкателя 7, стопора-фиксатора 8, приводного кольца 9, стержня-толкателя 10, привода толкателя 11, привода 12, масляного насоса 13, подающего смазывающе-охлаждающее вещество, системы впускных отверстий 14, системы выпускных отверстий 15, уплотнительных колец 16, уплотнительных пластин 17, устройства зажигания или впрыскивания топлива 18, датчиков положения ротора 19.The rotor-bladed ICE consists of a housing 1, a rotor-blade 2, a rotor-blade 3, an output shaft 4, exhaust windows 5, inlet windows 6, a pusher 7, a stopper-latch 8, a drive ring 9, a pusher rod 10, a pusher drive 11, a drive 12, an oil pump 13 supplying a cooling lubricant, intake system 14, exhaust system 15, o-rings 16, o-plates 17, an ignition or fuel injection device 18, rotor position sensors 19.

Работает роторно-лопастной ДВС следующим образом. При запуске срабатывает один из приводов 11 и стержень-толкатель 10 прижимает кольцо 9 к ротору, в это время стартер (не показан) вращает вал, кольцо 9 выступами входит в пазы ротора-лопасти и заставляет его двигаться вместе с валом, пока лопасть ротора не займет положение задней стенки камеры сгорания, после чего срабатывает датчик положения ротора 19 и привод толкателя отключается, после этого срабатывает привод 11 толкателя 10 другого ротора, кольцо 9 этого ротора входит в его пазы и вращает ротор пока его лопасть не займет положение задней стенки камеры сгорания, во время движения лопасть сжимает топливную смесь или воздух и, когда сработает фиксатор 8 этой лопасти, а соответственно, сработает и датчик 19 положения этого ротора, произойдет зажигание рабочей смеси или впрыскивание топлива, в камере сгорания сгорит топливо и лопасть заставит ротор вращаться, толкатель 7 упрется в паз вала 4 и заставит его вращаться то же. В это же время противоположная лопасть этого ротора производит сжатие топливной смеси или воздуха, подготавливая следующий рабочий ход, после того как она подойдет к лопасти другого ротора, которая занимала положение задней стенки камеры сгорания, она будет двигать ее до тех пор, пока та лопасть не займет положение передней стенки камеры сгорания, а сама не займет положение задней стенки камеры сгорания, в это время сработает ее стопор-фиксатор 8, а с ним и датчик 19 этой лопасти, произойдет взрыв топливной смеси и уже другой ротор будет вращать вал 4 и так далее, начинается работа двигателя.The rotary-blade ICE operates as follows. When starting, one of the actuators 11 is triggered and the pusher rod 10 presses the ring 9 against the rotor, at this time the starter (not shown) rotates the shaft, the ring 9 protrusions enters the grooves of the rotor-blade and forces it to move together with the shaft until the rotor blade it will take the position of the rear wall of the combustion chamber, after which the rotor position sensor 19 is activated and the pusher drive is turned off, after that the pusher 10 of the other rotor actuates 11, the ring 9 of this rotor enters its grooves and rotates the rotor until its blade occupies the position of the rear walls ki of the combustion chamber, during movement the blade compresses the fuel mixture or air and, when the lock 8 of this blade works, and accordingly, the position sensor 19 of this rotor also works, the working mixture ignites or injects fuel, the fuel burns in the combustion chamber and the rotor forces the rotor rotate, the pusher 7 rests against the groove of the shaft 4 and makes it rotate the same. At the same time, the opposite blade of this rotor compresses the fuel mixture or air, preparing the next working stroke, after it approaches the blade of another rotor, which occupied the position of the rear wall of the combustion chamber, it will move it until that blade it will take the position of the front wall of the combustion chamber, but it will not take the position of the rear wall of the combustion chamber, at this time its stopper-lock 8 will work, and with it the sensor 19 of this blade, the fuel mixture will explode and another rotor will rotate five shaft 4 and so on, the motor starts work.

В процессе работы, каждая лопасть совершает рабочий ход, когда на одну ее сторону давят рабочие газы, а другой стороной лопасть выгоняет через выхлопное окно 5 отработавшие газы предыдущего хода, затем одной стороной она сжимает топливную смесь или воздух, подготавливая следующий рабочий ход, а другой стороной лопасть засасывает через впускное окно 6 топливную смесь или воздух для последующего хода, потом она становится в положение задней стенки камеры сгорания, обеспечивая этим возможность осуществить рабочий ход лопастью другого ротора, лопасть, занимающая положение задней стенки, переходит в положение передней стенки, после чего ею совершается новый рабочий ход.In the process, each blade makes a working stroke, when working gases are pressed on one side, and the other side drives the exhaust gases of the previous stroke through the exhaust window 5, then it compresses the fuel mixture or air on one side, preparing the next working stroke, and the other the side of the blade sucks in the fuel mixture or air through the inlet window 6 for a subsequent stroke, then it becomes in the position of the rear wall of the combustion chamber, thereby providing the possibility of a working stroke with the blade of another rotor , The paddle, which occupies the position of the rear wall moves to the position of the front wall, whereupon it is made a new stroke.

Во время работы ДВС привод 12 насоса 13 заставляет его прокачивать смазывающе-охлаждающее вещество по системам отверстий 14 и 15 в вале 4, которое, попадая в полости роторов-лопастей, смазывает поверхности соприкосновения роторов 2 и 3 с валом 4 и одновременно охлаждает роторы 2 и 3, а уплотняющие кольца 16 предотвращают попадание смазки в рабочие полости ДВС и в то же время препятствуют проникновению горючих газов во внутренние полости ДВС, уплотняющие пластины 17 препятствуют прохождению горючих газов из камеры сгорания в другие полости.During operation of the internal combustion engine, the drive 12 of the pump 13 forces it to pump a lubricating-cooling substance through the systems of holes 14 and 15 in the shaft 4, which, getting into the cavity of the rotor blades, lubricates the contact surfaces of the rotors 2 and 3 with the shaft 4 and at the same time cools the rotors 2 and 3, and the sealing rings 16 prevent the ingress of lubricant into the working cavities of the internal combustion engine and, at the same time, prevent the penetration of combustible gases into the internal cavities of the internal combustion engine, the sealing plates 17 prevent the passage of combustible gases from the combustion chamber to other cavities.

За один полный оборот роторов происходит столько рабочих ходов, сколько лопастей на обоих роторах, умноженное на количество зажигающих устройств, т.е. при четырех лопастях на одном роторе и двух зажигающих устройствах будет шестнадцать рабочих ходов, что соответствует шестнадцатицилиндровому двигателю, при трех парах лопастей на каждом роторе и трех зажигающих устройствах будет тридцать шесть рабочих ходов, что будет соответствовать тридцатишестицилиндровому двигателю и т.д.In one complete rotation of the rotors, there are as many working strokes as there are blades on both rotors, multiplied by the number of ignition devices, i.e. with four blades on one rotor and two ignition devices there will be sixteen working strokes, which corresponds to a sixteen-cylinder engine, with three pairs of blades on each rotor and three ignition devices there will be thirty-six working strokes, which will correspond to a thirty-six-cylinder engine, etc.

Claims

1. The rotor-bladed ICE, consisting of a housing and two rotor blades, having one or more pairs of blades, but the same number on each of the rotors, respectively the same as the pairs of blades on one rotor, has devices for ignition of the working mixture or fuel injection and inlet and outlet windows, while the pairs of blades on the rotors and the ignition device or fuel injection and inlet and outlet windows are evenly distributed around the circumference, there are also rotor position sensors, there are devices to prevent expanding the movement of the blade, which is in the position of the rear wall of the combustion chamber, in the opposite direction, characterized in that the rotor blades are mounted on one output shaft on which they rotate and to which they alternately transmit the rotational movement of the blades during the working stroke using devices, for example a ratchet mechanism or overrunning clutch, there are rings with protrusions on the output shaft, and hollows on the rotors, which include ring protrusions if necessary, the rings rotate with the shaft and during operation of the internal combustion engine Ata springs from the rotor, an internal combustion engine housing has pushers with drives for them, which, when the internal combustion engine is started alternately pressed against the one, the other ring to the rotors, thereby providing rotation of the rotors.

2. The rotor-bladed ICE according to claim 1, characterized in that there are hole systems in the output shaft, one of which is supplied with a lubricating-cooling substance in the cavity of the rotor-blades, and the other is taken away from this substance, which took heat from the rotors.

3. The rotor-bladed ICE according to claim 1, characterized in that the device that fixes the blade located in the position of the rear wall of the combustion chamber and prevents its movement in the opposite direction is combined with a rotor position sensor, the shaft fixing the blade, turns on or off the rotor position sensor.

4. The rotary vane ICE according to claim 1, characterized in that there is a device on the output shaft that drives an oil pump mounted in the housing and supplying a lubricating-cooling substance to the cavity of the output shaft.

5. The rotor-bladed ICE according to claim 1, characterized in that the sealing rings are installed between the rotors and between the rotors and the casing, and there are grooves for these rings in the rotors and the casing and there are grooves for the sealing plates in the blades.