RU2358125C2 - Rotor-piston internal combustion engine - Google Patents

Rotor-piston internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2358125C2
RU2358125C2 RU2007128905/06A RU2007128905A RU2358125C2 RU 2358125 C2 RU2358125 C2 RU 2358125C2 RU 2007128905/06 A RU2007128905/06 A RU 2007128905/06A RU 2007128905 A RU2007128905 A RU 2007128905A RU 2358125 C2 RU2358125 C2 RU 2358125C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
rotor
blades
quarter
chamber
Prior art date
Application number
RU2007128905/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007128905A (en
Inventor
Василий Иванович Муратов (RU)
Василий Иванович Муратов
Александр Васильевич Муратов (RU)
Александр Васильевич Муратов
Назим Ганифа оглы Фарзалиев (RU)
Назим Ганифа оглы Фарзалиев
Original Assignee
Василий Иванович Муратов
Александр Васильевич Муратов
Назим Ганифа оглы Фарзалиев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Иванович Муратов, Александр Васильевич Муратов, Назим Ганифа оглы Фарзалиев filed Critical Василий Иванович Муратов
Priority to RU2007128905/06A priority Critical patent/RU2358125C2/en
Publication of RU2007128905A publication Critical patent/RU2007128905A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2358125C2 publication Critical patent/RU2358125C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Rotary Pumps (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: rotor-piston internal combustion engine comprises stator (external body), suction and exhaust openings in stator for gas exchange in combustion chambers, side covers of stator, rotor, shaft, ignition system and sealing system. In stator opening is arranged as through, and has the shape of ellipse. Cylindrical rotor is inbuilt in stator opening. Blades arranged with the possibility of radial reciprocal displacement are inbuilt in rotor. Rotor blades divide stator opening into chambers with alternating volume. Rotor is fixed on cylindrical shaft. Blades are spring-loaded, inbuilt into cylindrical rotor evenly along circumference and contain rollers on bearings in axes, having kinematic joint with surface of closed groove. Groove is arranged in the form of ellipse in side covers of stator. Sealing of alternating volume chambers is provided by blades inbuilt in rotor, blades and side covers of stator are sealed by sealing elements. Suction opening is arranged in the first half of the first quarter of stator. Ignition system (sparking plug) for ignition of working mixture in chamber is arranged in the first half of stator third quarter. Two exhaust openings are arranged in the second half of fourth quarter of stator.
EFFECT: simplified kinematics and design, improved dynamics and increased engine capacity.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано во всех отраслях, где используются двигатели внутреннего сгорания.The invention relates to the field of engine manufacturing and can be used in all industries where internal combustion engines are used.

Известны двигатели внутреннего сгорания, например поршневые, содержащие цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, впускные и выпускные клапаны, корпус двигателя (см. учебник для студентов вузов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» /В.П.Алексеев, В.Ф.Воронин, Л.В.Грехов и др./ под общей редакцией А.С.Орлина и М.Г.Круглова - 4-е изд. переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1990, - 228 с. - С.5 и рис.1,а.) Недостатком известных поршневых двигателей является ограниченная агрегатная мощность, высокий уровень шума, относительно большая частота вращения коленчатого вала при пуске и сложность конструкции из-за наличия кривошипно-шатунного механизма, которая ограничивает частоту вращения особенно при значительных размерах двигателя и является причиной появления неуравновешенных сил инерции и моментов на него.Internal combustion engines are known, for example, piston engines containing a cylinder, piston, connecting rod, crankshaft, intake and exhaust valves, engine housing (see textbook for university students with a degree in Internal Combustion Engines / V.P. Alekseev, V.F. Voronin, L.V. Grekhov, etc. / under the general editorship of A.S. Orlin and M.G. Kruglov - 4th ed. Revised and enlarged.- M .: Mechanical Engineering, 1990, - 228 pp. - S. 5 and Fig. 1, a.) A disadvantage of known piston engines is limited aggregate power, high noise level, relatively large h the frequency of rotation of the crankshaft during start-up and the complexity of the design due to the presence of a crank mechanism, which limits the rotation frequency, especially for large engine sizes, and causes the appearance of unbalanced inertia forces and moments on it.

Известен роторный двигатель, патент RU 2241131 C1, кл. 7 F02C 5/04, дата публикации 27.11.2004. Роторный двигатель внутреннего сгорания состоит из неподвижного статора, ротора, камеры сгорания, канала вспрыска рабочего тела (топлива), лопатки, канала отвода продуктов горения.Known rotary engine, patent RU 2241131 C1, cl. 7 F02C 5/04, publication date 11/27/2004. A rotary internal combustion engine consists of a fixed stator, a rotor, a combustion chamber, a channel for injecting a working fluid (fuel), a blade, a channel for removing combustion products.

Известный роторный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.Known rotary internal combustion engine operates as follows.

Струя газа из камеры сгорания, как из ствола огнестрельного орудия ударяет по лопатке, заставляя вращаться ротор двигателя. Продукты сгорания через отверстие удаляются во внутреннюю полость ротора.A stream of gas from the combustion chamber, as from a barrel of a firearm, strikes a blade, causing the engine rotor to rotate. The combustion products through the hole are removed into the inner cavity of the rotor.

Недостатки двигателя следующие. Сложная система согласования положения лопатки ротора двигателя относительно камеры горения для вспрыска топлива в камеру, чтобы газовая струя топлива из камеры попала в лопатку. Сложная система зажигания для своевременного воспламенения топлива в камере сгорания. Сложная система герметизации камеры и полости с лопаткой на роторе. Все это в совокупности делает проблематичной реализацию данного двигателя на практике.The disadvantages of the engine are as follows. A complex system for matching the position of the blades of the rotor of the engine relative to the combustion chamber for fuel injection into the chamber so that the gas stream of fuel from the chamber enters the blade. Sophisticated ignition system for timely ignition of fuel in the combustion chamber. A complex system for sealing the chamber and cavity with a blade on the rotor. All this together makes it difficult to put this engine into practice.

Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (прототип) Феликса Ванкеля (см. патент 1133943 класс, подкласс, группа 46а5 -10 фирмы Даймлер - Бенц ФРГ 1966 г. и патент 1137901 класс, подкласс, группа 46а5 -10 фирмы НСУ 1960, ФРГ и др.)Known rotary-piston internal combustion engine (prototype) Felix Wankel (see patent 1,133,943 class, subclass, group 46a is 5 -10 Daimler -. DE Benz 1966 G. & patent 1,137,901 class, subclass, group 46a firms the NSO 5 -10 1960 Germany and others.)

Двигатель Ванкеля состоит из статора (наружного корпуса), внутренняя поверхность которого выполнена по эпитрохоиде с впускными и выпускными окнами для газообмена и делится расположенным в нем трехвершинным ротором на три камеры с переменным объемом. Сам ротор расположен на валу, содержащем эксцентрик и установленном на подшипниках, расположенных в боковой крышке статора и в статоре. Статор и ротор имеют кинематическую связь, которая обеспечивается парой шестерен, одна из которых (зубчатое колесо) на роторе, а вторая (шестерня) на статоре (т.е. планетарная передача). Данная кинематическая связь позволяет обкатывать вершины ротора по эпитрохоиде статора.The Wankel engine consists of a stator (outer casing), the inner surface of which is made according to an epitrochoid with inlet and outlet windows for gas exchange and is divided into a three-chamber rotor located in it into three chambers with a variable volume. The rotor itself is located on a shaft containing an eccentric and mounted on bearings located in the side cover of the stator and in the stator. The stator and rotor have a kinematic connection, which is provided by a pair of gears, one of which (gear) on the rotor, and the second (gear) on the stator (i.e. planetary gear). This kinematic connection allows the rotor tops to be run around the stator epitrochoid.

Двигатель Ванкеля работает следующим образом. При вращении ротора зубчатое колесо, закрепленное на нем, как бы обкатывается вокруг шестерни, закрепленной на статоре, а вершины ротора при этом скользят по эпитрохоидной поверхности статора и отсекают переменные объемы камер в статоре. За полный оборот в трех камерах меняется их объем, а его вершинами при прохождении их через впускные и выпускные окна регулируется газообмен в камерах.Wankel engine operates as follows. When the rotor rotates, the gear wheel mounted on it rotates around the gear fixed on the stator, while the rotor tops slide along the stator epitrochoid surface and cut off the variable volumes of the chambers in the stator. For a full revolution in three chambers, their volume changes, and its vertices when passing them through the inlet and outlet windows regulate gas exchange in the chambers.

В результате в каждой из камер за один оборот ротора совершается полный четырехтактный цикл, а крутящий момент получается в результате действия газовых сил через трехвершинный ротор на эксцентрик вала.As a result, a full four-cycle cycle is performed in each of the chambers in one revolution of the rotor, and the torque is obtained as a result of the action of gas forces through the three-vertex rotor on the shaft eccentric.

Недостатки роторно-поршневого двигателя Ванкеля следующие: сложная траектория движения ротора (вращение и огибание вершинами ротора эпитрохоиды, т.е. планетарное движение ротора) и определила кинематику двигателя: с одной стороны своим зубчатым колесом ротор кинематически связан с неподвижной шестерней на статоре, а с другой - кинематически связан с эксцентриковым валом. Это усложнило конструкцию кинематики двигателя, ухудшило его динамику и потребовало надежной системы уравновешивания кинематики двигателя; эпитрохоидный контур имеет два участка с отрицательной кривизной, что ограничивает максимальные обороты (и соответственно мощность) из-за возможности потери радиальных уплотнений с эпитрохоидальной рабочей поверхностью статора.The disadvantages of the Wankel rotary piston engine are as follows: the complex path of the rotor (rotation and bending of the epitrochoid by the tops of the rotor, i.e. planetary motion of the rotor) determined the kinematics of the engine: on the one hand, the rotor is kinematically connected to the stationary gear on the stator by its gear wheel, and with the other is kinematically connected with an eccentric shaft. This complicated the design of the kinematics of the engine, worsened its dynamics and required a reliable system to balance the kinematics of the engine; the epitrochoid contour has two sections with negative curvature, which limits the maximum speed (and therefore the power) due to the possibility of loss of radial seals with the epitrochoid working surface of the stator.

Задачей изобретения является упрощение кинематики и конструкции двигателя, улучшение его динамики, повышение мощности.The objective of the invention is to simplify the kinematics and design of the engine, improve its dynamics, increase power.

Задача решена следующим образом. В статоре (наружный корпус) двигателя отверстие под ротор выполнено сквозным, а по форме в виде эллипса. Введена вторая боковая крышка статора. В само отверстие статора встроен выполненный цилиндрическим ротор, посаженный на неподвижную посадку на цилиндрический вал, установленный на подшипниках, расположенных в боковых крышках, сопряженных со статором. В цилиндрический ротор равномерно по окружности встроены подпружиненные лопатки, выполненные с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения, и содержат по бокам на осях ролики на подшипниках.The problem is solved as follows. In the stator (outer casing) of the engine, the hole for the rotor is made through, and in shape as an ellipse. A second stator side cover has been introduced. A cylindrical rotor made in a fixed fit on a cylindrical shaft mounted on bearings located in the side covers interfaced with the stator is embedded in the stator hole itself. In the cylindrical rotor, spring-loaded blades are built in uniformly around the circumference, made with the possibility of radial reciprocating movement, and contain rollers on the bearings on the sides on the axes.

Ролики лопатки имеют кинематическую связь с поверхностью замкнутого паза, выполненного в виде эллипса на торцах боковых крышек статора, и ограничивают силу давления вершины лопаток на внутреннюю поверхность статора от центробежных сил и усилия пружин лопатки при вращении ротора, что позволит уменьшить ее износ.The blades of the blade have a kinematic connection with the surface of the closed groove made in the form of an ellipse at the ends of the side covers of the stator, and limit the pressure force of the top of the blades on the inner surface of the stator from centrifugal forces and the efforts of the springs of the blade during rotation of the rotor, which will reduce its wear.

Образующей замкнутого паза, выполненного в виде эллипса в боковых крышках статора, является траектория перемещения ролика лопатки при скольжении вершины лопатки по внутренней поверхности статора во время вращения ротора. Лопатки ротора делят отверстие статора на камеры с переменным объемом, герметизация которых обеспечивается встроенными в ротор лопатки и боковые крышки статора уплотнительными элементами. А всасывающее отверстие для заполнения камеры рабочей смесью, система зажигания (свеча) для воспламенения рабочей смеси в камере и выхлопные отверстия в статоре выполнены следующим образом. В первой четверти статора (если смотреть по часовой стрелке и ввести отсчет от вертикальной оси симметрии внутреннего отверстия статора, выполненного виде эллипса) и в первой ее половине выполнено всасывающее отверстие. Система зажигания (свеча) для воспламенения рабочей смеси в камере выполнена в третьей четверти статора в первой ее половине. А два выхлопных отверстия выполнены в четвертой четверти статора во второй ее половине.The generatrix of the closed groove, made in the form of an ellipse in the side covers of the stator, is the trajectory of the blade roller when the top of the blade slides along the inner surface of the stator during rotation of the rotor. The rotor blades divide the stator hole into chambers with variable volume, the sealing of which is ensured by the sealing elements integrated into the rotor blades and the stator side covers. A suction hole for filling the chamber with the working mixture, an ignition system (candle) for igniting the working mixture in the chamber and exhaust holes in the stator are made as follows. In the first quarter of the stator (if you look clockwise and enter a count from the vertical axis of symmetry of the inner hole of the stator, made in the form of an ellipse) and in its first half a suction hole is made. The ignition system (candle) for igniting the working mixture in the chamber is made in the third quarter of the stator in its first half. And two exhaust openings are made in the fourth quarter of the stator in its second half.

Таким образом, роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий статор (наружный корпус), всасывающее и выхлопное отверстия на статоре для газообмена в камерах сгорания, боковую крышку статора, ротор, вал, установленный на подшипниках, расположенных в боковых крышках статора, систему зажигания, в статоре отверстие выполнено сквозным, а по форме в виде эллипса и введена вторая боковая крышка статора, а в отверстие статора встроен выполненный цилиндрическим ротор, в который встроены лопатки, выполненные с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения, при этом лопатки ротора делят отверстие статора на камеры с переменным объемом, в статоре в первой его четверти (по направлению вращения ротора) выполнено всасывающее отверстие, система зажигания (свеча) для воспламенения рабочей смеси в камере выполнена в третьей четверти статора, а выхлопное отверстие в четвертой четверти статора, отличается тем, что двигатель содержит систему герметизации, ротор посажен на неподвижную посадку на цилиндрический вал, лопатки подпружинены, встроены в цилиндрический ротор равномерно по окружности и содержат на осях ролики на подшипниках, имеющие кинематическую связь с поверхностью замкнутого паза, выполненного в виде эллипса в боковых крышках статора, герметизация камер переменного объема обеспечивается встроенными в ротор, лопатки и боковые крышки статора уплотнительными элементами, а всасывающее отверстие выполнено в первой половине первой четверти статора, система зажигания (свеча) для воспламенения рабочей смеси в камере выполнена в первой половине третьей четверти статора, при этом выполнены два выхлопных отверстия во второй половине четвертой четверти статора.Thus, a rotary piston internal combustion engine containing a stator (outer casing), suction and exhaust openings on the stator for gas exchange in the combustion chambers, a stator side cover, a rotor, a shaft mounted on bearings located in the stator side covers, an ignition system, in the stator, the hole is made through, and in the form of an ellipse the second side cover of the stator is inserted, and a cylindrical rotor is built into the stator hole, in which blades are made, made with the possibility of radial reciprocating movement, while the rotor blades divide the stator hole into chambers with variable volume, a suction hole is made in the stator in its first quarter (in the direction of rotation of the rotor), an ignition system (candle) for igniting the working mixture in the chamber is made in the third quarter the stator, and the exhaust hole in the fourth quarter of the stator, characterized in that the engine contains a sealing system, the rotor is mounted on a fixed landing on a cylindrical shaft, the blades are spring-loaded, integrated into the cylinder The rotor is uniformly circumferential and contains rollers on bearings that have kinematic connection with the surface of a closed groove made in the form of an ellipse in the side covers of the stator; the sealing of chambers of variable volume is ensured by sealing elements integrated into the rotor, vanes and side covers of the stator, and the suction hole made in the first half of the first quarter of the stator, the ignition system (candle) for igniting the working mixture in the chamber is made in the first half of the third quarter of the stator, Two exhaust holes are filled in the second half of the fourth quarter of the stator.

Такое техническое решение позволило:Such a technical solution allowed:

упростить кинематику и конструкцию двигателя, выполнить ротор в сборе с валом и лопатками конструктивно сбалансированным без дополнительных систем для уравновешивания ротора в сборе с валом и с лопатками. Это позволит улучшить динамику двигателя, увеличить число его оборотов и, следовательно, повысить его мощность;to simplify the kinematics and design of the engine, to complete the rotor assembly with the shaft and blades structurally balanced without additional systems for balancing the rotor assembly with the shaft and blades. This will improve the dynamics of the engine, increase its speed and, therefore, increase its power;

отверстие в статоре выполнено по форме в виде эллипса и имеет только положительную кривизну. Это улучшит работу элементов герметизации, уменьшит утечку рабочей смеси из камеры при работе двигателя и позволит повысить потолок числа оборотов двигателя и его мощность;the hole in the stator is shaped like an ellipse and has only positive curvature. This will improve the operation of the sealing elements, reduce the leakage of the working mixture from the chamber during engine operation and will increase the ceiling of the engine speed and its power;

предложенная схема двигателя позволяет наращивать его мощность следующим образом:the proposed engine design allows you to increase its power as follows:

а) путем наращивания секций из двигателей;a) by building sections from engines;

б) путем увеличения объема камеры двигателя, т.е. увеличения размера двигателя по диаметру и ширине;b) by increasing the volume of the engine chamber, i.e. increase in engine size in diameter and width;

в) одновременно путем увеличения объема камеры двигателя и наращивания секций из двигателей.c) at the same time by increasing the volume of the engine chamber and building sections of the engines.

На первом листе чертежа на Фиг.1 изображен общий вид роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания, а на втором листе на Фиг.2, на третьем листе на Фиг.3 и на четвертом листе на Фиг.4 его разрезы. Двигатель состоит из статора 1 (наружного корпуса), ротора 2, установленного на вал 3 и зафиксированного на нем стопорными кольцами 4 и шпонкой 5 (см. Фиг.1). Вал 3 установлен на подшипниках 6 в боковых крышках 7 и 8 статора (см. Фиг.1).On the first sheet of the drawing in figure 1 shows a General view of a rotary piston internal combustion engine, and on the second sheet in figure 2, on the third sheet in figure 3 and on the fourth sheet in figure 4 its sections. The engine consists of a stator 1 (outer casing), a rotor 2 mounted on a shaft 3 and fixed on it by snap rings 4 and a key 5 (see Figure 1). The shaft 3 is mounted on bearings 6 in the side covers 7 and 8 of the stator (see Figure 1).

В ротор 2 (см. Фиг.1, 2, 3 и 4) встроены лопатки 9, выполненные с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения в роторе 2. В лопатку 9 по бокам встроены оси 10 с роликами 11 на подшипниках. Ролики 11 лопатки 9 имеют кинематическую связь с замкнутым пазом, выполненным в виде эллипса в боковых крышках 7 и 8 статора 1. В лопатку 9 встроены пружины 12, предназначенные для прижима к внутренней поверхности статора вершины лопатки 9 и роликов 11 лопатки 9 к внутренней поверхности замкнутого паза в боковых крышках 7 и 8 статора. Лопатки 9 делят внутреннюю поверхность статора 1 на камеры с переменным объемом. Боковые крышки 7 и 8 содержат крышки 13 с элементами герметичности.In the rotor 2 (see Figs. 1, 2, 3 and 4), blades 9 are mounted that are capable of radial reciprocating movement in the rotor 2. Axes 10 with rollers 11 are mounted on the sides of the blade 9 with the rollers 11 on the bearings. The rollers 11 of the blade 9 have a kinematic connection with a closed groove made in the form of an ellipse in the side covers 7 and 8 of the stator 1. Springs 12 are built into the blade 9, designed to press the tops of the blades 9 and rollers 11 of the blade 9 to the inner surface of the closed surface a groove in the side covers of the stator 7 and 8. The blades 9 divide the inner surface of the stator 1 into chambers with a variable volume. Side covers 7 and 8 contain covers 13 with elements of tightness.

В лопатки 9 (см. Фиг.1, 2, 3 и 4), боковые крышки 7 и 8, ротор 2 встроены элементы 14 герметизации камер, а в статоре 1 выполнены всасывающее отверстие 15, два выхлопных отверстия 16 и встроена свеча 17 для воспламенения рабочей смеси в камере.The blades 9 (see Figs. 1, 2, 3 and 4), the side covers 7 and 8, the rotor 2 are equipped with elements 14 for sealing the chambers, and in the stator 1 there is a suction hole 15, two exhaust holes 16 and a spark plug 17 for ignition working mixture in the chamber.

Принцип работы роторно-поршневого двигателя.The principle of operation of a rotary piston engine.

При верхнем расположении камеры в статоре 1 во время вращения ротора 2 и симметричном расположении первой и второй лопаток 9 камеры относительно вертикальной оси симметрии статора 1 вершины первой и второй лопаток 9 равно удалены от оси вращения ротора 2 и почти полностью утоплены в ротор 2.With the upper arrangement of the chamber in the stator 1 during the rotation of the rotor 2 and the symmetrical arrangement of the first and second blades 9 of the chamber relative to the vertical axis of symmetry of the stator 1, the vertices of the first and second blades 9 are equally removed from the axis of rotation of the rotor 2 and are almost completely recessed into the rotor 2.

Камера очищена от рабочей смеси, пуста и герметизирована. При дальнейшем вращении ротора 2 и нахождении данной камеры на участке первой четверти статора 1 лопатки 9 камеры от центробежных сил при вращении ротора 2 и усилия пружин 12 будут перемещаться вдоль радиального паза в роторе 2, и одновременно их вершины будут скользить по внутренней поверхности статора 1. Давление вершин лопаток 9 на внутреннюю поверхность статора 1 от центробежных сил и усилия пружин 12 лопаток 9 на внутреннюю поверхность статора 1 будет ограничиваться двумя роликами 11 лопаток 9, имеющих кинематическую связь с замкнутым пазом в боковых крышках 7 и 8 статора 1. После пересечения вершиной первой лопатки 9 камеры (при вращении ротора по часовой стрелке) всасывающего отверстия вершина первой лопатки 9 будет более удалена от оси вращения ротора, чем вершина второй лопатки. Т.е. первая лопатка 9 будет более выдвинута по отношению к наружной поверхности ротора 2 чем вторая. Это объясняется тем, что отверстие статора выполнено в виде эллипса.The chamber is cleaned of the working mixture, empty and sealed. With a further rotation of the rotor 2 and the location of this chamber on the first quarter of the stator 1 of the blade 9 of the chamber from centrifugal forces during rotation of the rotor 2 and the efforts of the springs 12 will move along the radial groove in the rotor 2, and at the same time their vertices will slide along the inner surface of the stator 1. The pressure of the tops of the blades 9 on the inner surface of the stator 1 from centrifugal forces and the efforts of the springs 12 of the blades 9 on the inner surface of the stator 1 will be limited to two rollers 11 of the blades 9, having a kinematic connection with a closed groove in the side covers 7 and 8 of the stator 1. After the apex of the first blade 9 of the chamber crosses (when the rotor rotates clockwise) of the suction hole, the top of the first blade 9 will be more distant from the axis of rotation of the rotor than the top of the second blade. Those. the first blade 9 will be more extended relative to the outer surface of the rotor 2 than the second. This is because the stator hole is made in the form of an ellipse.

Разность между расстоянием от вершины первой лопатки 9 и до оси вращения ротора 2 и расстоянием от вершины второй лопатки 9 и до оси вращения ротора 2, умноженная на ширину лопатки, - есть рабочая площадь первой лопатки камерыThe difference between the distance from the top of the first blade 9 and to the axis of rotation of the rotor 2 and the distance from the top of the second blade 9 and to the axis of rotation of the rotor 2, multiplied by the width of the blade, is the working area of the first blade of the chamber

Sp=(R1-R2)·В см2,Sp = (R 1 -R 2 ) V cm 2 ,

где Sp - рабочая площадь первой лопатки, см2;where Sp is the working area of the first blade, cm 2 ;

R1 - расстояние от вершины первой лопатки 9 до оси вращения ротора 2, см;R 1 is the distance from the top of the first blade 9 to the axis of rotation of the rotor 2, cm;

R2 - расстояние от вершины второй лопатки 9 до оси вращения ротора 2, см;R 2 is the distance from the top of the second blade 9 to the axis of rotation of the rotor 2, cm;

В - ширина лопатки 9, см.In - the width of the blade 9, see

При вращении ротора 2 в первой четверти статора 1 объем камеры и рабочая площадь первой лопатки 9 будут увеличиваться при своем перемещении, и при этом камера как поршень будет всасывать в себя рабочую смесь. Всасывание рабочей смеси в данную камеру будет продолжаться до тех пор, когда вершина второй лопатки 9 отсечет всасывающее отверстие от данной камеры. Наибольшего объема камера достигнет при симметричном расположении первой и второй лопаток 9 относительно горизонтальной оси симметрии статора 1. В этом положении лопатки 9 камеры равноудалены от оси вращения ротора 2 и максимально выдвинуты относительно поверхности ротора. При дальнейшем вращении ротора 2 на участке второй четверти статора 1 ролики 11 первой и второй лопаток 9 данной камеры, перекатываясь по замкнутому пазу в боковых крышках 7 и 8 статора 1, будут утапливать лопатки 9 в ротор 2.When the rotor 2 rotates in the first quarter of the stator 1, the chamber volume and the working area of the first blade 9 will increase during its movement, and the chamber will suck in the working mixture like a piston. The suction of the working mixture into this chamber will continue until the top of the second blade 9 cuts off the suction hole from this chamber. The chamber reaches its maximum volume with a symmetrical arrangement of the first and second blades 9 relative to the horizontal axis of symmetry of the stator 1. In this position, the blades 9 of the chamber are equidistant from the axis of rotation of the rotor 2 and are maximally extended relative to the surface of the rotor. With further rotation of the rotor 2 in the second quarter of the stator 1, the rollers 11 of the first and second blades 9 of this chamber, rolling along a closed groove in the side covers 7 and 8 of the stator 1, will sink the blades 9 into the rotor 2.

Во второй четверти статора 1 уже вторая лопатка 9 будет более удалена от оси вращения ротора 2, чем первая ввиду того, что отверстие статора выполнено в виде эллипса. На данном участке статора 1 рабочая площадь второй лопатки 9 и объем камеры (при вращении ротора по часовой стрелке) будет уменьшаться при своем перемещении вместе с ротором 2 и сжимать рабочую смесь в камере.In the second quarter of the stator 1, the second blade 9 will be more removed from the axis of rotation of the rotor 2 than the first due to the fact that the stator hole is made in the form of an ellipse. In this section of the stator 1, the working area of the second blade 9 and the chamber volume (when the rotor rotates clockwise) will decrease during its movement together with the rotor 2 and compress the working mixture in the chamber.

Наибольшее сжатие рабочей смеси в камере произойдет тогда, когда первая и вторая лопатки 9 данной камеры расположатся в нижней части статора 1 симметрично относительно вертикальной оси симметрии статора 1.The greatest compression of the working mixture in the chamber will occur when the first and second blades 9 of this chamber are located in the lower part of the stator 1 symmetrically with respect to the vertical axis of symmetry of the stator 1.

В данном положении первой и второй лопаток 9 объем камеры достигнет минимума, а сжатие рабочей смеси достигнет максимума. После пересечения вершиной первой лопатки 9 данной камеры отверстия со свечой для зажигания рабочей смеси в камере, вершина первой лопатки 9 будет более удалена от оси вращения ротора, чем вершина второй лопатки 9.In this position of the first and second blades 9, the chamber volume reaches a minimum, and the compression of the working mixture reaches a maximum. After the apex of the first blade 9 of this chamber crosses the hole with a candle for igniting the working mixture in the chamber, the top of the first blade 9 will be more distant from the axis of rotation of the rotor than the top of the second blade 9.

При воспламенении в данный момент свечой 17 рабочей смеси в камере и ее сгорании давление газов на рабочую площадь первой лопатки 9 преобразуется в крутящий момент и во вращательное движение ротора 2.When the working mixture is currently ignited by the candle 17 in the chamber and burned, the gas pressure on the working area of the first blade 9 is converted to torque and rotational motion of the rotor 2.

Мкр=q·Sp·Rc, кгс·см,Mkr = q · Sp · Rc, kgf · cm,

где Мкр - крутящий момент на роторе 2, кгс·см;where MKR - torque on the rotor 2, kgf · cm;

q - давление газа от сгорания рабочей смеси в камере на единицу площади, кгс/см2;q is the gas pressure from the combustion of the working mixture in the chamber per unit area, kgf / cm 2 ;

Sp - рабочая площадь лопатки, см2;Sp is the working area of the blade, cm 2 ;

Rc - плечо рабочей площади лопатки 9 камеры, равноеRc is the shoulder of the working area of the blades 9 of the camera, equal to

расстоянию от середины рабочей площади лопаткиdistance from the middle of the blade’s working area

9 и до оси вращения ротора 2.9 and to the axis of rotation of the rotor 2.

Rc=(R1+R2)/2, см,Rc = (R 1 + R 2 ) / 2, cm,

где R1 - расстояние от вершины первой лопатки 9 до оси вращения ротора 2, см;where R 1 is the distance from the top of the first blade 9 to the axis of rotation of the rotor 2, cm;

R2 - расстояние от вершины второй лопатки 9 и до оси вращения ротора 2, см.R 2 is the distance from the top of the second blade 9 and to the axis of rotation of the rotor 2, see

На данном участке статора 1 рабочая площадь и объем камеры при вращении ротора 2 будут увеличиваться.In this section of the stator 1, the working area and chamber volume during rotation of the rotor 2 will increase.

Давление в камере в связи с расширением объема камеры будет уменьшаться. Но произведение величины рабочей площади на давление газов от сгорания рабочей смеси будет носить характер примерно постоянной величины ввиду того, что рабочая площадь первой лопатки будет на данном участке постоянно увеличиваться. Рабочий ход данной камеры будет продолжаться до тех пор, когда первая и вторая лопатки 9 расположатся симметрично относительно горизонтальной оси симметрии статора 1. При этом первая лопатка 9 откроет первое выхлопное отверстие 16 статора 1. При дальнейшем вращении ротора 2 ролики 11 первой лопатки 9 данной камеры, перекатываясь по замкнутому пазу в боковых крышках 7 и 8 статора 1, будут утапливать первую лопатку 9 в ротор 2. В четвертой четверти статора 1 вершина второй лопатки 9 будет более удалена от оси вращения ротора 2, чем первая. Рабочий объем камеры и рабочая площадь второй лопатки 9 на данном участке статора 1 будут уменьшаться. Вращаясь вместе с ротором 2, уменьшающиеся рабочая площадь второй лопатки 9 и объем данной камеры будут выжимать отработанную рабочую смесь из камеры сначала через первое выхлопное отверстие, а потом и через второе.The pressure in the chamber due to the expansion of the volume of the chamber will decrease. But the product of the magnitude of the working area by the gas pressure from the combustion of the working mixture will be approximately constant in view of the fact that the working area of the first blade will constantly increase in this area. The working stroke of this chamber will continue until the first and second blades 9 are located symmetrically relative to the horizontal axis of symmetry of the stator 1. In this case, the first blade 9 will open the first exhaust outlet 16 of the stator 1. With a further rotation of the rotor 2, the rollers 11 of the first blade 9 of this chamber rolling in a closed groove in the side covers 7 and 8 of the stator 1, they will heat the first blade 9 into the rotor 2. In the fourth quarter of the stator 1, the top of the second blade 9 will be more distant from the axis of rotation of the rotor 2 than the first. The working volume of the chamber and the working area of the second blade 9 in this section of the stator 1 will decrease. Rotating together with the rotor 2, the decreasing working area of the second blade 9 and the volume of this chamber will squeeze the spent working mixture out of the chamber, first through the first exhaust hole, and then through the second.

Таким образом камера очищается от отработанной рабочей смеси.Thus, the chamber is cleaned of the spent working mixture.

При верхнем симметричном расположении первой и второй лопаток 9 данной камеры относительно вертикальной оси симметрии статора 1 камера очищена от отработанной рабочей смеси, имеет минимальный рабочий объем и герметично заперта.With the upper symmetrical arrangement of the first and second blades 9 of this chamber relative to the vertical axis of symmetry of the stator 1, the chamber is cleaned of the spent working mixture, has a minimum working volume and is tightly closed.

Затем рабочий цикл повторяется.Then the work cycle is repeated.

Аналогично происходит рабочий цикл и в остальных камерах. Таким образом при вращении ротора 2 лопатки 9, скользя своими вершинами по внутренней поверхности статора 1, то утопают в ротор 2, то выдвигаются из него, и в результате объем в каждой камере ротора 2 то уменьшается, то увеличивается. При этом в каждой камере за один оборот ротора 2 при прохождении их через впускные и выхлопные отверстия регулируется газообмен. В результате в каждой из камер с момента всасывания рабочей смеси в камеру за один оборот ротора 2 совершается четырехтактный цикл, а ротор силу давления газов на рабочую площадь первой лопатки 9 от сгорания рабочей смеси в каждой из камер преобразует в крутящий момент и во вращательное движение ротора 2 с валом 3.Similarly, the working cycle occurs in the remaining chambers. Thus, when the rotor 2 rotates, the blades 9, sliding with their vertices on the inner surface of the stator 1, then sink into the rotor 2, then move out of it, and as a result, the volume in each chamber of the rotor 2 decreases or increases. In this case, in each chamber for one revolution of the rotor 2 when passing them through the inlet and exhaust openings, gas exchange is regulated. As a result, a four-cycle cycle is performed in each of the chambers from the moment the working mixture is sucked into the chamber in one revolution of the rotor 2, and the rotor converts the gas pressure force to the working area of the first blade 9 from the combustion of the working mixture in each of the chambers into torque and rotational motion of the rotor 2 with shaft 3.

Предложенный роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания найдет применения в автомобилестроении, авиастроении и др. отраслях, где потребуются подобные двигатели.The proposed rotary piston internal combustion engine will find applications in the automotive industry, aircraft manufacturing and other industries where such engines are required.

Claims (1)

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий статор (наружный корпус), всасывающее и выхлопное отверстия на статоре для газообмена в камерах сгорания, боковую крышку статора, ротор, вал, установленный на подшипниках, расположенных в боковых крышках статора, систему зажигания, в статоре отверстие выполнено сквозным, а по форме в виде эллипса и введена вторая боковая крышка статора, а в отверстие статора встроен выполненный цилиндрическим ротор, в который встроены лопатки, выполненные с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения, при этом лопатки ротора делят отверстие статора на камеры с переменным объемом, в статоре в первой его четверти (по направлению вращения ротора) выполнено всасывающее отверстие, система зажигания (свеча) для воспламенения рабочей смеси в камере выполнена в третьей четверти статора, а выхлопное отверстие в четвертой четверти статора, отличающийся тем, что двигатель содержит систему герметизации, ротор посажен на неподвижную посадку на цилиндрический вал, лопатки подпружинены, встроены в цилиндрический ротор равномерно по окружности и содержат на осях ролики на подшипниках, имеющие кинематическую связь с поверхностью замкнутого паза, выполненного в виде эллипса в боковых крышках статора, герметизация камер переменного объема обеспечивается встроенными в ротор, лопатки и боковые крышки статора уплотнительными элементами, а всасывающее отверстие выполнено в первой половине первой четверти статора, система зажигания (свеча) для воспламенения рабочей смеси в камере выполнена в первой половине третьей четверти статора, при этом выполнены два выхлопных отверстия во второй половине четвертой четверти статора. A rotary piston internal combustion engine containing a stator (outer casing), suction and exhaust openings on the stator for gas exchange in the combustion chambers, the side cover of the stator, the rotor, the shaft mounted on bearings located in the side covers of the stator, the ignition system, the bore in the stator made through, and in the form in the form of an ellipse the second side cover of the stator is introduced, and a cylindrical rotor is built into the stator hole, in which blades are made, made with the possibility of radial reciprocating repulsive movement, while the rotor blades divide the stator hole into chambers with a variable volume, a suction hole is made in the stator in its first quarter (in the direction of rotation of the rotor), an ignition system (candle) for igniting the working mixture in the chamber is made in the third quarter of the stator, and an exhaust hole in the fourth quarter of the stator, characterized in that the engine contains a sealing system, the rotor is mounted on a fixed fit on a cylindrical shaft, the blades are spring loaded, integrated into the cylindrical rotor uniformly around the circumference and contain rollers on the bearings on the axes, which have a kinematic connection with the surface of the closed groove made in the form of an ellipse in the side covers of the stator, the sealing of chambers of variable volume is provided by sealing elements integrated into the rotor, vanes and side covers of the stator, and the suction hole is made in the first half of the first quarter of the stator, the ignition system (candle) for igniting the working mixture in the chamber is made in the first half of the third quarter of the stator, while two Pop hole in the second half of the fourth quarter of the stator.
RU2007128905/06A 2007-07-30 2007-07-30 Rotor-piston internal combustion engine RU2358125C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128905/06A RU2358125C2 (en) 2007-07-30 2007-07-30 Rotor-piston internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128905/06A RU2358125C2 (en) 2007-07-30 2007-07-30 Rotor-piston internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007128905A RU2007128905A (en) 2009-02-10
RU2358125C2 true RU2358125C2 (en) 2009-06-10

Family

ID=40546198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007128905/06A RU2358125C2 (en) 2007-07-30 2007-07-30 Rotor-piston internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2358125C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007128905A (en) 2009-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101711778B1 (en) Rotary piston machine and controlling gear arrangement
EP1711686B1 (en) Rotary mechanism
RU2439333C1 (en) Rotary piston machine of volumetric expansion
US7896630B2 (en) Rotary device with reciprocating vanes and seals therefor
US5352295A (en) Rotary vane engine
RU2358125C2 (en) Rotor-piston internal combustion engine
RU2538990C1 (en) Rotor-piston internal combustion engine
RU138105U1 (en) ROTARY DEVICE WITH VALVE WITH EXTERNAL ROTOR CYLINDER
WO2017146599A1 (en) A mechanism of the shift from sliding to rotation, and from rotation to sliding, with rotating pistons, and a set of such mechanisms
CN103498727A (en) Vane type engine
RU2414610C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
EP2826954B1 (en) Rotary piston mechanism assembly
CN203515794U (en) Vane engine
CN1548703A (en) Multi-arc cylinder body sliding sheet rotor positive displacement machinery
US20210123345A1 (en) Pressure reducer for rotary internal combustion engine
WO2007054106A1 (en) Internal combustion rotary orbital engine
RU2541059C1 (en) Rotary and plate device
RU2444635C2 (en) Rotary engine
KR960011722B1 (en) Rotary engine
RU2152522C1 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2411376C1 (en) Two-stroke internal combustion engine with chamber gas exchange circuit
AU2004269045B2 (en) Rotary mechanism
US8684714B2 (en) Internal orbital engine
RU97769U1 (en) ROTARY ENGINE
WO2006068534A1 (en) Rotary plate device

Legal Events

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

Effective date: 20130731