RU2364726C2 - Turbo-piston engine - Google Patents

Turbo-piston engine Download PDF

Info

Publication number
RU2364726C2
RU2364726C2 RU2007133841/06A RU2007133841A RU2364726C2 RU 2364726 C2 RU2364726 C2 RU 2364726C2 RU 2007133841/06 A RU2007133841/06 A RU 2007133841/06A RU 2007133841 A RU2007133841 A RU 2007133841A RU 2364726 C2 RU2364726 C2 RU 2364726C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
piston
working fluid
rotor
cylinder
Prior art date
Application number
RU2007133841/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007133841A (en
Inventor
Владимир Ильич Батленов (RU)
Владимир Ильич Батленов
Original Assignee
Владимир Ильич Батленов
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 Владимир Ильич Батленов filed Critical Владимир Ильич Батленов
Priority to RU2007133841/06A priority Critical patent/RU2364726C2/en
Publication of RU2007133841A publication Critical patent/RU2007133841A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2364726C2 publication Critical patent/RU2364726C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention is related to machine building. Turbo-piston engine comprises rotor, piston and valve. Toothed gear on rotor shaft is fixed with toothed gear of identical diametre at valve shaft. Under action of potential energy of working fluid piston may move in cylinder relative to fixed body and directly transfer rotational motion to rotor with shaft without intermediate gears. Rotor fixed in shaft has cylindrical shape and is placed into cylindrical body. Piston fixed in rotor along circumference is placed into expansion of cylindrical body - in cylinder with valve of cylindrical shape. Piston side that may be affected by working fluid pressure has rectangular shape. Valve of cylindrical shape fixed on shaft and placed into opening in cylinder may rotate in cylinder. There is a minimum gap between valve and rotor. Valve may create closed space in cylinder between piston and valve. Valve has cut along circumference for piston passing under valve and channel of working fluid supply, passing through valve shaft. When channel of working fluid supply on valve shaft is combined with opening of working fluid supply tube coming from working fluid accumulator, working fluid with working fluid supply tap open may be supplied into closed space of cylinder between valve and piston. Per single stroke "Working stroke", piston turns rotor with shaft at the angle of more 300 degrees under action of working fluid energy.
EFFECT: development of turbo-piston engine.
4 cl, 7 dwg

Description

1. Название изобретения.1. The name of the invention.

«Турбопоршневой двигатель». Далее - Изобретение."Turbo piston engine." Next is the Invention.

2. Область техники, к которой относится Изобретение.2. The technical field to which the invention relates.

Изобретение преимущественно относится к области машиностроения.The invention mainly relates to the field of engineering.

3. Уровень техники.3. The prior art.

Из уровня техники известны следующие устройства для преобразования энергии рабочего тела в механическую работу.The following devices are known from the prior art for converting the energy of a working fluid into mechanical work.

Двигатель - энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. В зависимости от типа двигателя работа может быть получена от вращающегося ротора, возвратно-поступательно движущегося поршня или от реактивного аппарата. Двигатели приводят в действие рабочие машины, транспортные средства сухопутного, водного, воздушного и космического назначения, производственно-технологической установки, коммунальные и бытовые приборы. Двигатели, непосредственно преобразующие природные энергетические ресурсы в механическую энергию, называются первичными.An engine is an energy-powered machine that converts any type of energy into mechanical work. Depending on the type of engine, operation can be obtained from a rotating rotor, a reciprocating moving piston, or from a jet apparatus. Engines drive working machines, vehicles of land, water, air and space purposes, industrial and technological installations, utilities and household appliances. Engines that directly convert natural energy resources into mechanical energy are called primary.

Источник информации:The source of information:

Большая Советская энциклопедия. Том 7. - М.: Советская энциклопедия, 1975. - С.574.Great Soviet Encyclopedia. Volume 7. - M .: Soviet Encyclopedia, 1975. - P.574.

Поршневая машина - устройство, в котором основные функции по преобразованию энергии рабочего тела выполняет поршень. При его движении вместе с изменением объема камеры, которую он образует с цилиндром поршневой машины, изменяются параметры - давление, температура рабочего тела. При работе поршневой машины энергия рабочего тела может понижаться или повышаться. Впуск и выпуск рабочего тела в цилиндр поршневой машины регулируются распределительным устройством с помощью клапанов, золотников или самого поршня.A piston machine is a device in which the piston performs the main functions of converting the energy of the working fluid. When it moves along with the change in the volume of the chamber, which it forms with the cylinder of the piston machine, the parameters change - pressure, temperature of the working fluid. During the operation of a piston machine, the energy of the working fluid can decrease or increase. The inlet and outlet of the working fluid into the cylinder of the piston machine are controlled by a switchgear using valves, spools or the piston itself.

Для поршневой машины характерна цикличность и прерывистость рабочего процесса. В большинстве поршневых машин поршень связан с коленчатым валом кривошипным механизмом, с помощью которого возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение вала. Из-за цикличности рабочего процесса и наличия кривошипного механизма поршневые машины не так быстроходны, как лопаточные машины, они имеют большую удельную массу и большие потери на трение.The piston machine is characterized by cyclical and intermittent workflow. In most piston machines, the piston is connected to the crankshaft by a crank mechanism by which the reciprocating movement of the piston is converted into rotational movement of the shaft. Due to the cyclical nature of the work process and the presence of a crank mechanism, piston machines are not as fast as blade machines, they have a large specific gravity and large friction losses.

Источник информации:The source of information:

Большая Советская энциклопедия. Том 20. - М.: Советская энциклопедия, 1975. - С.404.Great Soviet Encyclopedia. Volume 20. - M .: Soviet Encyclopedia, 1975. - P.404.

Поршень - подвижная деталь поршневой машины, перекрывающая поперечное сечение ее цилиндра и перемещающаяся в направлении его оси. В двигателях, силовых цилиндрах, прессах поршень передает давление рабочего тела движущимся частям.A piston is a movable part of a piston machine, overlapping the cross section of its cylinder and moving in the direction of its axis. In engines, power cylinders, presses, the piston transfers the pressure of the working fluid to the moving parts.

Источник информации:The source of information:

Большая Советская энциклопедия. Том 20. - М.: Советская энциклопедия, 1975. - С.404.Great Soviet Encyclopedia. Volume 20. - M .: Soviet Encyclopedia, 1975. - P.404.

Паровая машина - первичный поршневой двигатель, в котором потенциальная энергия сжатого водяного пара преобразуется в механическую работу.A steam engine is a primary piston engine in which the potential energy of compressed water vapor is converted into mechanical work.

Источник информации:The source of information:

Большой энциклопедический словарь. Политехнический. - М.: Большой энциклопедический словарь, 2000. - С.360.Great Encyclopedic Dictionary. Polytechnic. - M .: Big Encyclopedic Dictionary, 2000. - P.360.

Турбина - первичный двигатель с чисто вращательным движением рабочего органа - ротора и непрерывным рабочим процессом, преобразующий в механическую работу кинетическую энергию подводимого рабочего тела - пара, газа или воды.A turbine is a primary engine with a purely rotational movement of the working body - the rotor and a continuous working process that converts the kinetic energy of the supplied working fluid — steam, gas or water — into mechanical work.

Прежде всего, паровая турбина начала вытеснять отжившую свой век паровую машину. Она позволяла преобразовывать энергию пара во вращательное движение вала непосредственно, без промежуточных передач, поэтому имела КПД значительно выше, чем у паровой машины.First of all, the steam turbine began to displace the outdated steam engine. It allowed converting steam energy into rotational motion of the shaft directly, without intermediate gears, and therefore had an efficiency much higher than that of a steam engine.

Источник информации:The source of information:

1. Большая Советская энциклопедия. Том 26. - М.: Советская энциклопедия, 1975. - С.320.1. The Great Soviet Encyclopedia. Volume 26. - M .: Soviet Encyclopedia, 1975. - P.320.

2. Дятчин Н.И. История развития техники: Учебное пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2001. - С.219.2. Dyatchin N.I. History of the development of technology: Textbook. - Rostov n / a: Phoenix, 2001 .-- P.219.

Ванкеля двигатель - роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, конструкция которого разработана в 1957 инженером Ф.Ванкелем. Особенность двигателя - применение вращающегося ротора-поршня, размещенного внутри цилиндра, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде. Установленный на валу ротор жестко соединен с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестерней. Ротор с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг шестерни. Его грани при этом скользят по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объемы камер в цилиндре. Такая конструкция позволяет осуществить 4-тактный цикл без применения специального механизма газораспределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами.Wankel engine - a rotary piston internal combustion engine, the design of which was developed in 1957 by engineer F. Wankel. A feature of the engine is the use of a rotating rotor-piston located inside the cylinder, the surface of which is made according to the epitrochoid. The rotor mounted on the shaft is rigidly connected to the gear wheel, which engages with the fixed gear. A rotor with a gear wheel rolls around a gear. At the same time, its faces glide over the epitrochoidal surface of the cylinder and cut off the variable volumes of the chambers in the cylinder. This design allows for a 4-stroke cycle without the use of a special gas distribution mechanism. The sealing of the chambers is provided by radial and end sealing plates, pressed against the cylinder by centrifugal forces, gas pressure and belt springs.

Источник информации:The source of information:

Большая Советская энциклопедия. Том 4. - М.: Советская энциклопедия, 1975. - С.289, 290.Great Soviet Encyclopedia. Volume 4. - M .: Soviet Encyclopedia, 1975. - P.289, 290.

Аналогом данного Изобретения является двигатель, описанный в патенте US 817814 A Карлом Штальгреном в 1906 году.An analogue of this Invention is the engine described in US Pat. No. 8,178,114 by Karl Stahlgren in 1906.

Основные сходства данного Изобретения с двигателем Карла Штальгрена:The main similarities of this Invention to the Karl Stahlgren engine:

1. Поршень вращается внутри цилиндра.1. The piston rotates inside the cylinder.

2. Клапан цилиндрической формы.2. The valve is cylindrical in shape.

3. Зубчатая шестерня на валу ротора зацеплена зубчатой шестерней одинакового диаметра на валу клапана.3. The gear wheel on the rotor shaft is engaged with the gear wheel of the same diameter on the valve shaft.

4. Поршень под действием потенциальной энергии рабочего тела может перемещаться в цилиндре относительно неподвижного корпуса и непосредственно передавать вращательное движение на ротор без промежуточных передач.4. The piston under the action of the potential energy of the working fluid can move in the cylinder relative to the stationary body and directly transmit rotational motion to the rotor without intermediate gears.

Недостатки двигателя Карла Штальгрена:Disadvantages of the Karl Stahlgren engine:

1. Диаметр вращения поршня равен диаметру клапана, что отрицательно влияет на мощность двигателя.1. The diameter of the piston rotation is equal to the diameter of the valve, which negatively affects the engine power.

2. Поршень имеет семь сторон, которыми соприкасается со стенками цилиндра, что ухудшает герметичность цилиндра.2. The piston has seven sides in contact with the walls of the cylinder, which impairs the tightness of the cylinder.

3. Клапан цилиндрической формы имеет два выреза, один - для пропуска поршня, второй - для подачи рабочего тела, что увеличивает угол поворота поршня в цилиндре холостым ходом.3. The cylindrical valve has two cutouts, one for skipping the piston, and the second for supplying the working fluid, which increases the angle of rotation of the piston in the cylinder at idle.

4. Клапан цилиндрической формы в корпусе вращается на неподвижной гильзе, что отрицательно влияет на срок службы двигателя и применение различных рабочих тел для работы двигателя.4. A cylindrical valve in the body rotates on a fixed sleeve, which negatively affects the life of the engine and the use of various working fluids for the operation of the engine.

1. Сущность изобретения.1. The invention.

Изобретение направлено на создание турбопоршневого двигателя преимущественно для транспортных средств:The invention is directed to the creation of a turbo-piston engine mainly for vehicles:

1) способного преобразовывать, подобно турбине, энергию рабочего тела во вращательное движение вала непосредственно, без промежуточных передач;1) capable of converting, like a turbine, the energy of the working fluid into the rotational movement of the shaft directly, without intermediate gears;

2) с вращающимся в цилиндре с клапаном поршнем, закрепленным по окружности на роторе цилиндрической формы;2) with a piston rotating in a cylinder with a valve fixed around the circumference on a cylindrical rotor;

3) с вращающимся клапаном для регулировки подачи и выпуска рабочего тела.3) with a rotary valve to adjust the supply and exhaust of the working fluid.

Цель изобретения - расширение арсенала технических средств: двигателей для преобразования энергии рабочего тела - пара, газа, сжатого воздуха в механическую работу.The purpose of the invention is the expansion of the arsenal of technical means: engines for converting the energy of the working fluid - steam, gas, compressed air into mechanical work.

Существенными признаками, характеризующими изобретение, являются:The essential features characterizing the invention are:

1. Под действием энергии рабочего тела поршень в цилиндре совершает только вращательное движение, и потенциальная энергия рабочего тела превращается в механическую работу.1. Under the action of the energy of the working fluid, the piston in the cylinder performs only rotational motion, and the potential energy of the working fluid is converted into mechanical work.

2. За один такт «Рабочий ход» под действием энергии рабочего тела поршень, закрепленный на роторе, поворачивает ротор с валом на угол больше 300°.2. In one cycle "stroke" under the influence of the energy of the working fluid, the piston mounted on the rotor rotates the rotor with the shaft at an angle of more than 300 °.

3. Значительно большой крутящий момент в начале рабочего хода.3. Significantly high torque at the beginning of the stroke.

4. Эффективная работа при давлении рабочего тела ниже среднего.4. Effective operation at a working fluid pressure below average.

5. Надежность и длительный срок работы двигателя.5. Reliability and long engine life.

6. Получение большой агрегатной мощности, увеличивая диаметр ротора, площадь поршня, давления рабочего тела и количество цилиндров с поршнем.6. Obtaining a large aggregate power by increasing the diameter of the rotor, the area of the piston, the pressure of the working fluid and the number of cylinders with a piston.

7. Способность устойчиво работать при очень малых частотах вращения ротора с большим крутящим моментом.7. The ability to work stably at very low rotor speeds with high torque.

8. При наличии двух цилиндров с поршнем в любой момент времени при подаче рабочего тела в одном из цилиндров будет рабочий ход.8. If there are two cylinders with a piston at any time during the supply of the working fluid in one of the cylinders will be a stroke.

9. Способность работать на водяном паре, получаемом по способу, описанному в патенте № RU 225104 С2 «Способ получения пара из воды в паровой машине».9. The ability to work on water vapor obtained by the method described in patent No. RU 225104 C2 "Method for producing steam from water in a steam engine".

10. Способность работать на газе, получаемом от сгорания бензина, природного газа, солярки, спирта вне турбопоршневого двигателя.10. The ability to work on gas obtained from the combustion of gasoline, natural gas, diesel fuel, alcohol outside the turbo-piston engine.

11. Способность работать на экологически чистом рабочем теле - на сжатом воздухе.11. The ability to work on an environmentally friendly working fluid - on compressed air.

12. При работе турбопоршневого двигателя на сжатом воздухе, где для сжатия воздуха используется электроэнергия, вырабатываемая экологически чистыми источниками, такими как гидроэлектростанция, ветроэнергетическая станция, солнечная батарея, не загрязняется атмосфера.12. When a turbo piston engine operates on compressed air, where electricity is used to compress air, it is generated by environmentally friendly sources, such as a hydroelectric power station, a wind power station, and a solar battery, and the atmosphere is not polluted.

Таким образом, турбопоршневой двигатель, содержащий ротор, помещенный в цилиндрический корпус, поршень, закрепленный на роторе и помещенный в уширение цилиндрического корпуса - в цилиндр с клапаном цилиндрической формы, зубчатая шестерня на валу ротора зацеплена зубчатой шестерней одинакового диаметра на валу клапана, и поршень под действием потенциальной энергии рабочего тела может перемещаться в цилиндре относительно неподвижного корпуса и непосредственно передавать вращательное движение на ротор с валом без промежуточных передач, отличается тем, что ротор, закрепленный на валу, имеет цилиндрическую форму и помещен в цилиндрический корпус, поршень, закрепленный на роторе по окружности, помещен в уширение цилиндрического корпуса - в цилиндр с клапаном цилиндрической формы, сторона поршня, на которую может оказывать давление рабочее тело, имеет прямоугольную форму, клапан цилиндрической формы, закрепленный на валу и помещенный в отверстие в цилиндре, может вращаться в цилиндре, между клапаном и ротором имеется минимальный зазор, клапан может создавать закрытое пространство в цилиндре между поршнем и клапаном, клапан имеет вырез по окружности для пропуска поршня под клапаном и канал подачи рабочего тела, проходящий через вал клапана, при совмещении канала подачи рабочего тела на валу клапана с отверстием трубки подачи рабочего тела, идущей от аккумулятора рабочего тела, рабочее тело при открытом кране подачи рабочего тела может поступать в закрытое пространство цилиндра между клапаном и поршнем, поршень под действием потенциальной энергии рабочего тела может перемещаться в цилиндре относительно неподвижного корпуса и непосредственно передавать вращательное движение на ротор с валом без промежуточных передач.Thus, a turbo-piston engine containing a rotor placed in a cylindrical body, a piston mounted on the rotor and placed in the broadening of the cylindrical body - in a cylinder with a cylindrical valve, a gear wheel on the rotor shaft is engaged with a gear wheel of the same diameter on the valve shaft, and a piston under the potential energy of the working fluid can move in the cylinder relative to the stationary body and directly transmit rotational motion to the rotor with the shaft without intermediate gears , characterized in that the rotor mounted on the shaft has a cylindrical shape and is placed in a cylindrical body, the piston mounted on the rotor around the circumference is placed in the broadening of the cylindrical body - in a cylinder with a cylindrical valve, the piston side on which the working pressure can exert the body has a rectangular shape, a valve of cylindrical shape, mounted on a shaft and placed in a hole in the cylinder, can rotate in the cylinder, there is minimal clearance between the valve and the rotor, the valve can create a closed gap the space in the cylinder between the piston and the valve, the valve has a circumferential cutout for the piston to pass under the valve and the working fluid supply channel passing through the valve shaft when the working fluid supply channel on the valve shaft is combined with the working fluid supply pipe hole coming from the working medium accumulator , the working fluid with the open valve for supplying the working fluid can enter the closed space of the cylinder between the valve and the piston, the piston under the action of the potential energy of the working fluid can move in the cylinder relative to the movable housing and directly transmit the rotational movement to the rotor shaft without intermediate gear.

Схема одноцилиндрового турбопоршневого двигателя представлена в поперечном разрезе на фиг.1, в продольном разрезе на фиг.2, а схема двухцилиндрового турбопоршневого двигателя представлена в поперечном разрезе на фиг.3, в продольном разрезе на фиг.4,A diagram of a single-cylinder turbo-piston engine is shown in cross section in figure 1, in a longitudinal section in figure 2, and a diagram of a two-cylinder turbo-piston engine is presented in cross section in figure 3, in longitudinal section in figure 4,

где: 1 - корпус турбопоршневого двигателя;where: 1 - turbo-piston engine housing;

2 - ротор цилиндрической формы;2 - a cylindrical rotor;

3 - вал ротора;3 - rotor shaft;

4 - цилиндр - уширение цилиндрической формы в корпусе турбопоршневого двигателя, торцы цилиндра закрыты и с корпусом двигателя составляют жесткую конструкцию;4 - cylinder — cylindrical broadening in the turbo-piston engine housing, cylinder ends are closed and with the engine housing constitute a rigid structure;

5 - поршень, сторона поршня, на которую рабочее тело может оказывать давление, имеет прямоугольную форму;5 - piston, the piston side on which the working fluid can exert pressure, has a rectangular shape;

6 - корпус клапана;6 - valve body;

7 - клапан цилиндрической формы;7 - a valve of cylindrical shape;

8 - вырез по окружности на клапане;8 - circumferential cutout on the valve;

9 - вал клапана;9 - valve shaft;

10 - канал для подачи рабочего тела;10 - channel for supplying a working fluid;

11 - зубчатая шестерня;11 - a gear wheel;

12 - трубка подачи рабочего тела, соединена с аккумулятором рабочего тела, аккумулятор рабочего тела - баллон, наполненный сжатым воздухом, газом, паром в зависимости от выбора рабочего тела;12 - the supply pipe of the working fluid, connected to the accumulator of the working fluid, the accumulator of the working fluid - a cylinder filled with compressed air, gas, steam, depending on the choice of the working fluid;

13 - кран подачи рабочего тела;13 - crane supply of the working fluid;

14 - отверстие для выпуска рабочего тела;14 - hole for the release of the working fluid;

15 - маховик.15 - flywheel.

Одноцилиндровый турбопоршневой двигатель, представленный на фиг.1 и фиг.2, работает следующим образом.The single-cylinder turbo piston engine shown in FIG. 1 and FIG. 2 operates as follows.

Ротор 2 помещен в цилиндрический корпус 1, торцы цилиндрического корпуса закрыты. В середине цилиндрического корпуса 1, где вращается ротор 2, имеется цилиндрическое уширение - цилиндр 4, где вращается поршень 5, закрепленный на роторе 2.The rotor 2 is placed in a cylindrical housing 1, the ends of the cylindrical housing are closed. In the middle of the cylindrical body 1, where the rotor 2 rotates, there is a cylindrical broadening - cylinder 4, where the piston 5 rotates, mounted on the rotor 2.

В верхней части цилиндра 4 имеется отверстие, где помещен клапан 7 на валу 9.In the upper part of the cylinder 4 there is an opening where the valve 7 is placed on the shaft 9.

Между вращающимся клапаном 7 и вращающимся ротором 2 имеется минимальный зазор. Крутящий момент от вала 3 ротора на вал 9 клапана передается через зубчатые шестерни 11 одинакового диаметра. Поршень 5 вращает ротор 2 по часовой стрелке, а клапан 7 вращается против часовой стрелки. Клапан 7 имеет вырез 8 по окружности для пропуска поршня 5 под вращающимся клапаном 7 и выпуска рабочего тела после рабочего хода. Когда поршень 5, вращаясь в цилиндре 4, пройдет под вращающимся клапаном 7 и вырез 8 клапана минует вращающийся ротор 2, клапан 7, закрывает открытое пространство между ротором 2 и клапаном 7 как показано на фиг.1. В цилиндре 4 между клапаном 7, стенкой цилиндра 4, торцы которой закрыты, поршнем 5 и ротором 2 создается закрытое пространство. В этот момент отверстие канала 10 подачи рабочего тела на валу 9 совмещается с отверстием трубки 12 подачи рабочего тела, идущей от аккумулятора рабочего тела, и при открытом кране 13 подачи рабочего тела рабочее тело поступает в закрытое пространство цилиндра между клапаном 7 и поршнем 5 через канал 10 подачи рабочего тела. Рабочее тело подается в течение времени на 15° поворота поршня 5 и ротора 2 по часовой стрелке. В закрытом пространстве в цилиндре 4 между клапаном 7 поршнем 5 рабочее тело расширяется и перемещает поршень 5 по окружности цилиндра 4, и поршень 5, закрепленный на роторе 2, вращает ротор 2 с валом 3.Between the rotary valve 7 and the rotary rotor 2 there is a minimum clearance. The torque from the rotor shaft 3 to the valve shaft 9 is transmitted through gears 11 of the same diameter. The piston 5 rotates the rotor 2 clockwise, and the valve 7 rotates counterclockwise. The valve 7 has a cutout 8 around the circumference for the passage of the piston 5 under the rotating valve 7 and the release of the working fluid after the stroke. When the piston 5, rotating in the cylinder 4, passes under the rotary valve 7 and the cutout 8 of the valve passes the rotary rotor 2, the valve 7 closes the open space between the rotor 2 and the valve 7 as shown in Fig. 1. In the cylinder 4 between the valve 7, the wall of the cylinder 4, the ends of which are closed, the piston 5 and the rotor 2 creates a closed space. At this moment, the opening of the working fluid supply channel 10 on the shaft 9 is aligned with the opening of the working fluid supply pipe 12 coming from the working fluid accumulator, and when the working fluid supply valve 13 is open, the working fluid enters the closed space of the cylinder between the valve 7 and the piston 5 through the channel 10 feed the working fluid. The working fluid is supplied for a time of 15 ° rotation of the piston 5 and the rotor 2 clockwise. In a closed space in the cylinder 4 between the valve 7 by the piston 5, the working fluid expands and moves the piston 5 around the circumference of the cylinder 4, and the piston 5, mounted on the rotor 2, rotates the rotor 2 with the shaft 3.

Поршень 5 под давлением рабочего тела в цилиндре 4 за один такт «Рабочий ход» перемещается на угол более 300°, вращая при этом ротор 2 с валом 3 ротора на тот же угол.The piston 5 under the pressure of the working fluid in the cylinder 4 in one cycle "stroke" moves at an angle of more than 300 °, while rotating the rotor 2 with the shaft 3 of the rotor at the same angle.

В конце рабочего хода, вращаясь против часовой стрелки, вырез по окружности на клапане 7 подходит к ротору 2 в цилиндре 4 и открывает закрытое пространство в цилиндре 4 между клапаном 7 и поршнем 5.At the end of the stroke, rotating counterclockwise, the circumferential cutout on the valve 7 approaches the rotor 2 in the cylinder 4 and opens a closed space in the cylinder 4 between the valve 7 and the piston 5.

Выпуск рабочего тела после такта «Рабочий ход» происходит за время, в течение которого поршень 5 и ротор 2 поворачиваются на угол 50° по часовой стрелке.The release of the working fluid after the stroke "stroke" occurs during the time during which the piston 5 and rotor 2 are rotated at an angle of 50 ° clockwise.

Так далее чередуются такты «Рабочий ход» и «Выпуск» в цилиндре 4 с поршнем 5 и клапаном 7. Для начала движения ротора, поршня и клапана применяют электродвигатель.So on, the “stroke” and “exhaust” cycles alternate in the cylinder 4 with the piston 5 and valve 7. An electric motor is used to start the movement of the rotor, piston and valve.

Детали, совершающие вращательное движение, уравновешиваются. Герметичность цилиндра 4 достигается точным изготовлением и уплотнением деталей.Parts that rotate are balanced. The tightness of the cylinder 4 is achieved by precise manufacturing and sealing of parts.

Диаграмма фаз газораспределения в цилиндре турбопоршневого двигателя представлена на фиг.5.The phase diagram of the gas distribution in the cylinder of a turbo-piston engine is shown in Fig.5.

Частный случай - двухцилиндровый турбопоршневой двигатель.A special case is a twin-cylinder turbo piston engine.

На фиг.3 и фиг.4 представлена схема двухцилиндрового турбопоршневого двигателя.In Fig.3 and Fig.4 presents a diagram of a two-cylinder turbo-piston engine.

Аккумулятор рабочего тела наполнен сжатым воздухом давлением 200 атм. Через редуктор снижения давления до 10 атм сжатый воздух подается по трубке 12 подачи рабочего тела в цилиндры 4 при открытом кране 13 подачи рабочего тела через клапаны 7 цилиндрической формы. Рабочий ход в одном из цилиндров начинается в тот момент, когда вращающийся клапан 7 закрывает цилиндр 4, и отверстие канала 10 для подачи рабочего тела на валу клапана 7 совмещается с отверстием трубки 12 подачи рабочего тела. Поршни 5 закреплены на роторе по окружности со смещением на 180°. Когда в одном из цилиндров продолжается рабочий ход и поршень под давлением сжатого воздуха поворачивает ротор на угол 180° от начала рабочего хода, то в другом цилиндре начинается рабочий ход.The battery of the working fluid is filled with compressed air with a pressure of 200 atm. Through the pressure reduction gearbox to 10 atm, compressed air is supplied through the working fluid supply pipe 12 to the cylinders 4 with the working fluid supply valve 13 open through cylindrical valves 7. The stroke in one of the cylinders begins at the moment when the rotary valve 7 closes the cylinder 4, and the opening of the channel 10 for supplying the working fluid to the shaft of the valve 7 is aligned with the opening of the working fluid supply tube 12. Pistons 5 are mounted on the rotor around the circumference with an offset of 180 °. When the working stroke continues in one of the cylinders and the piston rotates the rotor by an angle of 180 ° from the beginning of the working stroke under the pressure of compressed air, the working stroke begins in the other cylinder.

Поршень 5, закрепленный на роторе 2, поворачивает непосредственно, без промежуточных передач ротор 2 с валом 3 за один такт «Рабочий ход» на угол больше 300°. Таким образом, в любой момент времени при подаче сжатого воздуха в двухцилиндровом турбопоршневом двигателе будет рабочий ход.The piston 5, mounted on the rotor 2, rotates directly, without intermediate gears, the rotor 2 with the shaft 3 in one cycle "stroke" at an angle greater than 300 °. Thus, at any point in time when compressed air is supplied, a two-cylinder turbo-piston engine will have a working stroke.

Ротор 2 вращается по часовой стрелке, и крутящий момент от вала 3 ротора передается на вал 9 клапана через зубчатые шестерни 11 одинакового диаметра, то клапан 7 будет вращаться против часовой стрелки.The rotor 2 rotates clockwise, and the torque from the rotor shaft 3 is transmitted to the valve shaft 9 through gears 11 of the same diameter, then the valve 7 will rotate counterclockwise.

Для начала вращения ротора 2 в момент запуска двигателя в цилиндры 4 подают сжатый воздух через трубку с краном подачи рабочего тела при запуске, и в одном из цилиндров 4 непременно будет идти рабочий ход, что приведет к первоначальному вращению ротора 2 и запуску двигателя при открытом кране 13 подачи рабочего тела.To start the rotation of the rotor 2 at the time of starting the engine, compressed air is supplied to the cylinders 4 through a tube with a working fluid supply valve at start-up, and one of the cylinders 4 will certainly have a working stroke, which will lead to the initial rotation of the rotor 2 and the engine starting with the crane open 13 filing of the working fluid.

Технические характеристики двухцилиндрового турбопоршневого двигателя представлены в таблице.The technical characteristics of the twin-cylinder turbo piston engine are presented in the table.

Диаграмма изменения давления в цилиндрах в зависимости от угла поворота вала ротора в двухцилиндровом турбопоршневом двигателе представлена на фиг.6,A diagram of the pressure change in the cylinders depending on the angle of rotation of the rotor shaft in a two-cylinder turbo-piston engine is shown in Fig.6,

где: 16 - показания давления в первом цилиндре. На фиг.4 первый цилиндр показан слева, 17 - показания давления во втором цилиндре.where: 16 - pressure readings in the first cylinder. In figure 4, the first cylinder is shown on the left, 17 - pressure readings in the second cylinder.

Таблица технических характеристик двухцилиндрового турбопоршневого двигателя «Пул-кар»The table of technical characteristics of the two-cylinder turbo-piston engine "Pul-car" ПараметрыOptions ВеличиныQuantities Число цилиндровNumber of cylinders 22 Диаметр ротора, ммRotor diameter, mm 312312 Диаметр цилиндра, ммCylinder diameter mm 360360 Диаметр клапана, ммValve diameter mm 180180 Площадь поршня, мм2 The area of the piston, mm 2 28802880 Рабочее давление в цилиндре в начале такта «Рабочий ход», атмWorking pressure in the cylinder at the beginning of the stroke "stroke", atm 1010 Число вращения вала ротора за одну минутуRotor shaft rotation per minute до 1500up to 1500 Объем аккумулятора сжатого воздуха - баллона, лVolume of compressed air accumulator - cylinder, l 50fifty Количество баллоновNumber of cylinders 55 Максимальное давление сжатого воздуха в баллоне, атмMaximum pressure of compressed air in a cylinder, atm 200200

Claims (4)

1. Турбопоршневой двигатель, содержащий ротор, помещенный в цилиндрический корпус, поршень, закрепленный на роторе и помещенный в уширение цилиндрического корпуса - в цилиндр с клапаном цилиндрической формы, зубчатая шестерня на валу ротора зацеплена зубчатой шестерней одинакового диаметра на валу клапана и поршень под действием потенциальной энергии рабочего тела может перемещаться в цилиндре относительно неподвижного корпуса и непосредственно передавать вращательное движение на ротор с валом без промежуточных передач, отличающийся тем, что ротор, закрепленный на валу, имеет цилиндрическую форму и помещен в цилиндрический корпус, поршень, закрепленный на роторе по окружности, помещен в уширение цилиндрического корпуса - в цилиндр с клапаном цилиндрической формы, сторона поршня, на которую может оказывать давление рабочее тело, имеет прямоугольную форму, клапан цилиндрической формы, закрепленный на валу и помещенный в отверстие в цилиндре, может вращаться в цилиндре, между клапаном и ротором имеется минимальный зазор, клапан может создавать закрытое пространство в цилиндре между поршнем и клапаном, клапан имеет вырез по окружности для пропуска поршня под клапаном и канал подачи рабочего тела, проходящий через вал клапана, при совмещении канала подачи рабочего тела на валу клапана с отверстием трубки подачи рабочего тела, идущей от аккумулятора рабочего тела, рабочее тело при открытом кране подачи рабочего тела может поступать в закрытое пространство цилиндра между клапаном и поршнем, поршень под действием потенциальной энергии рабочего тела может перемещаться в цилиндре относительно неподвижного корпуса и непосредственно передавать вращательное движение на ротор с валом без промежуточных передач.1. A turbo-piston engine containing a rotor placed in a cylindrical housing, a piston mounted on the rotor and placed in the broadening of the cylindrical housing - in a cylinder with a cylindrical valve, a gear gear on the rotor shaft is engaged with a gear of the same diameter on the valve shaft and the piston under the action of a potential energy of the working fluid can be moved in the cylinder relative to the fixed body and directly transmit rotational motion to the rotor with the shaft without intermediate gears, characterized the fact that the rotor mounted on the shaft has a cylindrical shape and is placed in a cylindrical body, the piston mounted on the rotor around the circumference is placed in the broadening of the cylindrical body - in a cylinder with a valve of cylindrical shape, the piston side on which the working fluid can exert pressure, has a rectangular shape, a valve of cylindrical shape, mounted on a shaft and placed in a hole in the cylinder, can rotate in the cylinder, there is minimal clearance between the valve and the rotor, the valve can create a closed space in the center between the piston and the valve, the valve has a circumferential cutout for passing the piston under the valve and the working fluid supply channel passing through the valve shaft, while combining the working fluid supply channel on the valve shaft with the opening of the working fluid supply pipe coming from the working medium accumulator the body with the open valve for supplying the working fluid can enter the enclosed space of the cylinder between the valve and the piston, the piston under the action of the potential energy of the working fluid can move in the cylinder relative to the stationary housing and directly transmit rotational motion to the rotor with the shaft without intermediate gears. 2. Турбопоршневой двигатель по п.1, отличающийся тем, что за один такт «Рабочий ход» поршень под действием энергии рабочего тела поворачивает ротор с валом на угол более 300°.2. The turbo-piston engine according to claim 1, characterized in that in one cycle "stroke" the piston under the action of the energy of the working fluid rotates the rotor with the shaft at an angle of more than 300 °. 3. Турбопоршневой двигатель по п.1, отличающийся тем, что способен работать на сжатом воздухе, на газе, получаемом от сгорания бензина, природного газа, солярки, спирта вне турбопоршневого двигателя.3. The turbo-piston engine according to claim 1, characterized in that it is capable of running on compressed air, on gas obtained from the combustion of gasoline, natural gas, diesel fuel, alcohol outside the turbo-piston engine. 4. Турбопоршневой двигатель по п.1, отличающийся тем, что при работе турбопоршневого двигателя на сжатом воздухе, где для сжатия воздуха используется электроэнергия, вырабатываемая экологически чистыми источниками как гидроэлектростанция, ветроэнергетическая станция, солнечная батарея, не загрязняется атмосфера. 4. The turbo-piston engine according to claim 1, characterized in that when the turbo-piston engine operates on compressed air, where electric power generated by environmentally friendly sources such as a hydroelectric power station, wind power station, solar battery is used to compress air, the atmosphere is not polluted.
RU2007133841/06A 2007-09-10 2007-09-10 Turbo-piston engine RU2364726C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007133841/06A RU2364726C2 (en) 2007-09-10 2007-09-10 Turbo-piston engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007133841/06A RU2364726C2 (en) 2007-09-10 2007-09-10 Turbo-piston engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007133841A RU2007133841A (en) 2009-03-20
RU2364726C2 true RU2364726C2 (en) 2009-08-20

Family

ID=40544807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007133841/06A RU2364726C2 (en) 2007-09-10 2007-09-10 Turbo-piston engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2364726C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2454545C2 (en) * 2010-04-05 2012-06-27 Владимир Ильич Батленов Method of increasing output of turboshaft engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2454545C2 (en) * 2010-04-05 2012-06-27 Владимир Ильич Батленов Method of increasing output of turboshaft engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007133841A (en) 2009-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2392735A1 (en) Apparatus using oscillating rotating pistons
US8061326B2 (en) Four cycle engine with load crank
CN108301916B (en) Engine and internal combustion driving rotation method thereof
RU2364726C2 (en) Turbo-piston engine
US20130276761A1 (en) Variable-compression engine assembly
RU2745153C1 (en) Steam rotor power generating plant
RU2441992C1 (en) Rotary diesel engine
RU2240432C1 (en) Internal combustion engine
RU2362881C2 (en) Multicylinder cubical expansion turbine
CN111120083B (en) Double-rotor piston engine
CN110529237A (en) A kind of multi-fuel internal combustion engine
AU2015100440A4 (en) Design method for fluid transfer device
CN103953455B (en) A kind of heat energy rotor dynamic equipment and work method thereof
CN203891947U (en) Rotor high-low-pressure power equipment
CN217176753U (en) Shuttle type free piston engine with positive and negative screw rods
RU197366U1 (en) FREE PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH LINEAR GENERATOR
CN109322737B (en) Novel engine structure
RU2361089C1 (en) Rotor-piston engine (versions)
US7584726B2 (en) Two-stroke opposite radial rotary-piston engine
RU2094650C1 (en) Hydraulic motor
RU155271U1 (en) HYDROTURBINE HYBRID ENGINE
RU2300000C2 (en) Internal combustion piston pendulum engine and mechanism converting pendulum motion of piston blade
RU2651106C2 (en) Rotary internal combustion engine
CN106285926B (en) Axial variable rotor engine
CN117231358A (en) Novel rotary piston engine

Legal Events

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

Effective date: 20150911