RU2387851C2 - Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания - Google Patents

Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2387851C2
RU2387851C2 RU2008124534/06A RU2008124534A RU2387851C2 RU 2387851 C2 RU2387851 C2 RU 2387851C2 RU 2008124534/06 A RU2008124534/06 A RU 2008124534/06A RU 2008124534 A RU2008124534 A RU 2008124534A RU 2387851 C2 RU2387851 C2 RU 2387851C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
prechamber
air
working
stator
engine
Prior art date
Application number
RU2008124534/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008124534A (ru
Original Assignee
Курнайкин Вячеслав Валентинович
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 Курнайкин Вячеслав Валентинович filed Critical Курнайкин Вячеслав Валентинович
Priority to RU2008124534/06A priority Critical patent/RU2387851C2/ru
Priority to PCT/RU2009/000290 priority patent/WO2009154511A1/ru
Publication of RU2008124534A publication Critical patent/RU2008124534A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2387851C2 publication Critical patent/RU2387851C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/02Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion characterised by the arrangement of the combustion chamber in the chamber in the plant
    • F02C5/04Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion characterised by the arrangement of the combustion chamber in the chamber in the plant the combustion chambers being formed at least partly in the turbine rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/10Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the working fluid forming a resonating or oscillating gas column, i.e. the combustion chambers having no positively actuated valves, e.g. using Helmholtz effect
    • F02C5/11Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the working fluid forming a resonating or oscillating gas column, i.e. the combustion chambers having no positively actuated valves, e.g. using Helmholtz effect using valveless combustion chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Изобретение относится к двигателестроению. Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания содержит неподвижный цилиндрический статор, ротор с рабочей зоной и торцевые крышки. Процесс создания и сгорания рабочей смеси происходит в форкамере. Двигатель имеет воздушный ресивер, воздушный компрессор, форсунку, встроенные в статор газораспределительный клапан, впускной воздушный канал и каналы выхода рабочих и отработавших газов. Сжатие воздуха производится воздушным компрессором. Воздушный компрессор выполнен с приводом от вала ротора через шестерни для создания необходимого давления воздуха в форкамере (для приготовления рабочей смеси). Форкамера (пространство приготовления и сгорания рабочей смеси) встроена в статор. Торцевые крышки выполнены с уплотнением. Двигатель имеет воздушный компрессор с электроприводом (для создания в воздушном ресивере необходимого давления воздуха перед запуском двигателя). Двигатель включает инжектор, обеспечивающий подачу через форсунку горючего в форкамеру, и шестерни привода вала газораспределительного клапана от вала ротора. Из воздушного ресивера воздух подается через газораспределительный клапан в форкамеру, уплотненную газораспределительным клапаном, выполненным с возможностью открытия канала выхода рабочих газов из форкамеры. Техническим результатом является повышение надежности, мощности, КПД и ресурса при снижении веса и габаритов, а также упрощение конструкции двигателя. 2 з.п.ф-лы, 13 ил.

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям роторным внутреннего сгорания, и может быть использовано в качестве привода в различных машинах, энергетических установках, автомобилях, летательных аппаратах, судостроении и других отраслях, связанных с использованием силовых установок. Изобретение позволяет повысить эффективность работы, упростить конструкцию и усовершенствовать работу роторных двигателей.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания по патенту RU 2203430 С2, F02B 53/02, 2003, 7 стр., состоящий из корпуса статора с внутренней цилиндрической поверхностью и с камерой сгорания, ротора с профилированной внешней поверхностью и одним выступом сопряжения с рабочей поверхностью статора, трех компрессионных заслонок (в т.ч. двух на входе и выходе камеры сгорания и третьей диаметрально противоположной между выхлопным и всасывающими коллекторами), установленных в пазах статора с возможностью контакта с профилированной внешней поверхностью ротора для образования полостей всаса и сжатия.
Недостатками данного двигателя являются
- процесс всасывания топливной смеси происходит на целый оборот ротора раньше ее подачи в камеру сгорания, что сопряжено с ее оседанием на стенки камеры всасывания и, как результат, снижение эффективности работы двигателя;
- в описании не указано, что удерживает заслонку на входе в камеру сгорания в открытом положении в период нагнетания горючей смеси в нее и что удерживает заслонку на выходе из камеры сгорания в открытом положении в период рабочего хода ротора;
- наличие двух из трех заслонок без указания метода их работы подразумевает необходимость исполнения систем, управляющих ими, что сопряжено с организацией сложных кинематических или газовых систем. Если попытаться определить коэффициент использования общей рабочей поверхности двигателя к поверхности рабочего хода за один полный оборот вала, то в данном случае он близок к величине 0,5. При этом показателем эффективности также может быть соотношение поверхности рабочего хода к компрессионному ходу приготовления горючей смеси, который равен 1,0.
Задачей изобретения является уход от уплотнения зазора между ротором и статором, повышение надежности, мощности, КПД, ресурса при снижении веса и габаритов двигателя.
Задачи достигаются тем, что в форкамерном роторном двигателе внутреннего сгорания (ДВС), содержащем ротор с рабочей зоной, неподвижный статор с форкамерой, газораспределительным клапаном, впускными, выпускными каналами и окнами, воздушный компрессор для создания в форкамере через воздушный ресивер необходимой степени сжатия воздуха (для различных видов моторных топлив), инжекторы для подачи через форсунку в форкамеру топлива, отсутствует необходимость в уплотнении зазора между ротором и статором, так как сжатие воздуха производится воздушным компрессором, процесс создания и сгорания рабочей смеси происходит в форкамере, отделенной от рабочей зоны ротора газораспределительным клапаном.
Таким образом, согласно изобретению форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный цилиндрический статор, ротор с рабочей зоной, торцевые крышки, при этом процесс создания и сгорания рабочей смеси происходит в форкамере, а сжатие воздуха производится воздушным компрессором, для чего двигатель имеет воздушный ресивер, воздушный компрессор с приводом от вала ротора через шестерни для создания необходимого давления воздуха в форкамере (для приготовления рабочей смеси), форсунку, встроенные в статор газораспределительный клапан, впускной воздушный канал и каналы выхода рабочих и отработавших газов, при этом форкамера (пространство приготовления и сгорания рабочей смеси) встроена в статор, отличается тем, что торцевые крышки выполнены с уплотнением, двигатель имеет воздушный компрессор с электроприводом (для создания в воздушном ресивере необходимого давления воздуха перед запуском двигателя), инжектор, обеспечивающий подачу через форсунку горючего в форкамеру, шестерни привода вала газораспределительного клапана от вала ротора, при этом из воздушного ресивера воздух подается через газораспределительный клапан в форкамеру, уплотненную газораспределительным клапаном, выполненным с возможностью открытия канала выхода рабочих газов из форкамеры.
Ротор может быть выполнен с одной или более рабочими зонами. В статоре могут быть встроены одна и более форкамеры.
Ротор может быть выполнен с лопатками. В статоре могут быть встроены одна и более форкамеры. При оснащении статора двумя и более форкамерами (на один ротор) допускается отключать дополнительные форкамеры, для чего дополнительные форкамеры оснащаются электромагнитными клапанами, расположенными на каналах подачи сжатого воздуха перед газораспределительными клапанами, а прекращение подачи топлива производится инжектором.
Сущность изобретения поясняется чертежами с указанием основных частей, из которых состоит форкамерный роторный ДВС, где
на фигурах 1 и 2 показан общий вид форкамерного роторного ДВС,
на фигурах 3, 4 и 5 показаны разрезы форкамерного роторного ДВС, на фиг.3 показан разрез в масштабе 1,5:1,
на фигурах 6, 7 и 8 показан продольный разрез форкамерного роторного ДВС с рабочим колесом с лопатками в качестве ротора, показана работа газораспределительного клапана, на фиг.6 показана фаза впуска, на фиг.7 показана фаза воспламенения, на фиг.8 показана фаза выпуска,
на фигурах 9 и 10 показан общий вид форкамерного турбинного ДВС, на фигурах 11, 12 и 13 показаны разрезы форкамерного турбинного ДВС.
Форкамерный роторный ДВС содержит: неподвижный статор 1, содержащий газораспределительный клапан 5, канал 6 подачи в форкамеру сжатого воздуха, канал 7 направленного действия выхода рабочих газов из форкамеры 2, канал 9 выхода отработанных газов в выхлопную трубу 18, форкамеру 2 с расположенными в ней свечами 3 накаливания и форсунками 4 инжектора. Двигатель имеет ротор 8 с рабочей зоной, шестерни 13 привода вала 12 газораспределительного клапана от вала 17 ротора, торцевые крышки 14 с уплотнением, инжектор 15, обеспечивающий подачу через форсунку 4 горючего в форкамеру 2, воздушный компрессор 10 с приводом шестерней от вала ротора для создания необходимого давления воздуха в форкаме (для приготовления рабочей смеси), воздушный компрессор 16 с электроприводом (для создания в воздушном ресивере необходимого давления воздуха перед запуском двигателя), воздушный ресивер 11 со встроенным предохранительным (регулирующим давлении воздуха в ресивере) клапаном.
Форкамерный роторный ДВС работает следующим образом: воздух сжимаемый компрессором 10, поступает в воздушный ресивер 11. В воздушном ресивере создается давление воздуха для создания необходимой степени сжатия рабочей смеси (различное для различных видов моторных топлив) в форкамере. Воздушный ресивер оснащен предохранительным клапаном. Из воздушного ресивера воздух подается по каналу 6 через газораспределительный клапан 5 в форкамеру 2. После наполнения форкамеры воздухом с необходимой степенью сжатия и закрытия впускного окна газораспределительным клапаном через форсунку 4 в форкамеру инжектором 15 подается необходимое количество топлива. При начале открытия газораспределительным клапаном 5 канала 7 направленного действия выхода рабочих газов из форкамеры на свечу 3 подается искра. В форкамере происходит воспламенение рабочей смеси. Образовавшиеся рабочие газы, выходя из форкамеры через канал 7 направленного действия, отдают свою энергию рабочему колесу (ротору) 8, приводя его во вращение. Отработавшие газы выводятся через выпускной канал 9 в выхлопную трубу 18.
Экономический эффект достигается высоким КПД, меньшим расходом топлива из-за снижения сил инерции и трения, простотой конструкции и изготовления форкамерного ДВС.
Клапан-газораспределитель работает следующим образом: цилиндрический вал 12, имеющий проходной канал 19, вкладыши 22, вращается внутри неподвижной цилиндрической втулки 20, имеющей впускное окно 21 форкамеры и выпускное окно канала направленного действии. Зазор между втулкой 20 и валом 12 уплотняется сальниковым уплотнением 23. Преимуществами использования этого клапана являются:
1. Простота конструкции
2. Низкая себестоимость
3. Долговечность, достигающаяся вдвое меньшими оборотами относительно рабочего колеса и охлаждением его поверхности со всех сторон воздухом (находящемся под давлением во впускном канале) и рабочей смесью (находящейся в форкамере).
4. Простота ремонта или замены.
5. Независание при больших оборотах.
6. Данная конструкция газораспределительного клапана может применяться и в поршневых ДВС.

Claims (3)

1. Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный цилиндрический статор, ротор с рабочей зоной, торцевые крышки, при этом процесс создания и сгорания рабочей смеси происходит в форкамере, а сжатие воздуха производится воздушным компрессором, для чего двигатель имеет воздушный ресивер, воздушный компрессор с приводом от вала ротора через шестерни для создания необходимого давления воздуха в форкамере (для приготовления рабочей смеси), форсунку, встроенные в статор: газораспределительный клапан, впускной воздушный канал и каналы выхода рабочих и отработавших газов, при этом форкамера (пространство приготовления и сгорания рабочей смеси) встроена в статор, отличающийся тем, что торцевые крышки выполнены с уплотнением, двигатель имеет воздушный компрессор с электроприводом (для создания в воздушном ресивере необходимого давления воздуха перед запуском двигателя), инжектор, обеспечивающий подачу через форсунку горючего в форкамеру, шестерни привода вала газораспределительного клапана от вала ротора, при этом из воздушного ресивера воздух подается через газораспределительный клапан в форкамеру, уплотненную газораспределительным клапаном, выполненным с возможностью открытия канала выхода рабочих газов из форкамеры.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что ротор выполнен с одной или более рабочими зонами, в статоре встроены одна и более форкамеры.
3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что ротор выполнен с лопатками, в статоре встроены одна и более форкамеры, при оснащении статора двумя и более форкамерами (на один ротор) допускается отключать дополнительные форкамеры, для чего дополнительные форкамеры оснащаются электромагнитными клапанами, расположенными на каналах подачи сжатого воздуха перед газораспределительными клапанами, а прекращение подачи топлива производится инжектором.
RU2008124534/06A 2008-06-16 2008-06-16 Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания RU2387851C2 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008124534/06A RU2387851C2 (ru) 2008-06-16 2008-06-16 Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания
PCT/RU2009/000290 WO2009154511A1 (ru) 2008-06-16 2009-06-08 Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008124534/06A RU2387851C2 (ru) 2008-06-16 2008-06-16 Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008124534A RU2008124534A (ru) 2009-12-27
RU2387851C2 true RU2387851C2 (ru) 2010-04-27

Family

ID=41434271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008124534/06A RU2387851C2 (ru) 2008-06-16 2008-06-16 Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2387851C2 (ru)
WO (1) WO2009154511A1 (ru)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550234C2 (ru) * 2012-10-10 2015-05-10 Евгений Павлович Елистратов Двигатель внутреннего сгорания
RU2606035C1 (ru) * 2015-10-16 2017-01-10 Владимир Александрович Никитин Роторно - лопастной двигатель с отдельной вращающейся камерой сгорания
US10006358B2 (en) 2011-07-28 2018-06-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US10041402B2 (en) 2016-05-12 2018-08-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Internal combustion engine with split pilot injection
US10125676B2 (en) 2011-07-28 2018-11-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US10145291B1 (en) 2017-10-10 2018-12-04 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary engine and method of combusting fuel
US10544732B2 (en) 2011-07-28 2020-01-28 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with removable subchamber insert
US10557407B2 (en) 2011-07-28 2020-02-11 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
RU2718465C2 (ru) * 2018-02-05 2020-04-08 Григорьев Виктор Миронович Способ работы двигателя внутреннего сгорания пятитактного раздельного выпуска газов, турбодвигатель и турбина (варианты)
US10801394B2 (en) 2017-11-29 2020-10-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary engine with pilot subchambers
RU202173U1 (ru) * 2020-07-23 2021-02-05 Герман Васильевич Половинкин Роторный двигатель с внешней камерой сгорания

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US817814A (en) * 1904-06-01 1906-04-17 Engineering And Dev Company Of New York Rotary engine.
US4807440A (en) * 1987-02-24 1989-02-28 Ahmed Salem Internal combustion engine
US5237811A (en) * 1990-12-26 1993-08-24 Stockwell James K Rotary internal combustion engine apparatus
TW208679B (ru) * 1991-10-21 1993-07-01 Orbital Eng Pty
US5845479A (en) * 1998-01-20 1998-12-08 Electric Power Research Institute, Inc. Method for providing emergency reserve power using storage techniques for electrical systems applications

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10578012B2 (en) 2011-07-28 2020-03-03 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US10006358B2 (en) 2011-07-28 2018-06-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US10544732B2 (en) 2011-07-28 2020-01-28 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with removable subchamber insert
US10125676B2 (en) 2011-07-28 2018-11-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US10557407B2 (en) 2011-07-28 2020-02-11 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US10697365B2 (en) 2011-07-28 2020-06-30 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
RU2550234C2 (ru) * 2012-10-10 2015-05-10 Евгений Павлович Елистратов Двигатель внутреннего сгорания
WO2017065643A1 (ru) * 2015-10-16 2017-04-20 Владимир Александрович НИКИТИН Роторно - лопастной двигатель с отдельной вращающейся камерой сгорания
RU2606035C1 (ru) * 2015-10-16 2017-01-10 Владимир Александрович Никитин Роторно - лопастной двигатель с отдельной вращающейся камерой сгорания
US10041402B2 (en) 2016-05-12 2018-08-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Internal combustion engine with split pilot injection
US10145291B1 (en) 2017-10-10 2018-12-04 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary engine and method of combusting fuel
US11215110B2 (en) 2017-10-10 2022-01-04 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary engine and method of combusting fuel
US10801394B2 (en) 2017-11-29 2020-10-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary engine with pilot subchambers
RU2718465C2 (ru) * 2018-02-05 2020-04-08 Григорьев Виктор Миронович Способ работы двигателя внутреннего сгорания пятитактного раздельного выпуска газов, турбодвигатель и турбина (варианты)
RU202173U1 (ru) * 2020-07-23 2021-02-05 Герман Васильевич Половинкин Роторный двигатель с внешней камерой сгорания

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008124534A (ru) 2009-12-27
WO2009154511A1 (ru) 2009-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2387851C2 (ru) Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания
US11187146B2 (en) Compound engine system with rotary engine
CN102900515B (zh) 具有可变容积压缩比的旋转式内燃发动机
CA2821444C (en) Compound cycle engine
CN102900516B (zh) 设有排气吹扫的旋转式内燃发动机
US10557407B2 (en) Rotary internal combustion engine with pilot subchamber
US20140020381A1 (en) Compound cycle engine
WO1997037113A1 (fr) Machine motrice rotative a aubes
KR20110083603A (ko) 연소가 간헐적인 연소 터빈
US20090272094A1 (en) Tangential Combustion Turbine
WO2024037320A1 (zh) 独立配气缸内直燃圆周冲程内燃机和圆周冲程汽轮机
CN1558096A (zh) 燃气回旋式发动机
RU2643274C1 (ru) Роторный двигатель внутреннего сгорания
RU202524U1 (ru) Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания
CN201560841U (zh) 双叶片式转子发动机
CN1975126B (zh) 节能型的转子发动机
RU186706U1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU2516044C2 (ru) Роторно-поршневой двигатель
RU2411375C2 (ru) Двухтактный двигатель внутреннего сгорания
RU2743607C1 (ru) Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания
RU2183754C2 (ru) Силовая установка
CN111441865B (zh) 旋转活塞燃气轮发动机
RU2241131C1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU2360135C2 (ru) Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания
RU2280180C1 (ru) Роторный двигатель внутреннего сгорания

Legal Events

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

Effective date: 20100617