RU2400640C2

RU2400640C2 - Internal combustion engine

Info

Publication number: RU2400640C2
Application number: RU2008139674/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Шлык (RU); Валерий Михайлович Шлык
Original assignee: Валерий Михайлович Шлык
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2010-09-27
Also published as: RU2008139674A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed engine comprises cylindrical housing, ignition system and drive mechanism. Cylindrical housing has face covers and ignition elements seats, fuel feed hole and waste gas exhaust hole. Cylindrical housing accommodates drum revolving about engine central axis aligned with crankshaft axis. Crankshaft passes through holes on face covers. Drum surface has two and more bores receiving operating cylinders, arranged aligned or on radial axes, and edges with compression and oil wiper rings. Operating cylinders are provided with pistons coupled with con rods. Cylindrical housing has holes receiving compression sleeves. Drum surface has structural ledges to reduce pressure in engine operation and protruding part arranged all along drum surface to close said holes in cylindrical housing. In ignition stroke, fuel ignition allows combusting pure fuel and fuel mix formed from pure fuel and residual exhaust gases existing is space controlled by compression sleeve.

EFFECT: simplified design, higher reliability, stability and power output, reduced weight and sizes.

5 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям двигателей внутреннего сгорания барабанно-поршневого типа с подвижными камерами сгорания и может быть использовано в автомобилестроении, при производстве других средств транспорта, а также в любых устройствах, в которых могут быть применены двигатели внутреннего сгорания.The invention relates to designs of drum-piston type internal combustion engines with movable combustion chambers and can be used in the automotive industry, in the manufacture of other means of transport, as well as in any devices in which internal combustion engines can be used.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с установленным в нем вращающимся блоком цилиндров, в котором выполнены цилиндрические камеры для размещения в них поршней, с силовым механизмом шестеренчато-кривошипно-шатунного типа и приводом [Патент RU 2309272 С1, МПК F02B 57/00, F01B 13/04, F02B 41/04. Опубликовано: 27.10.2007. Двигатель внутреннего сгорания. Автор: Малашенков Ю.К. Заявка: 2006121795/06, 19.06.2006] [1].A known internal combustion engine, comprising a housing with a rotating cylinder block mounted in it, in which cylindrical chambers are arranged to accommodate pistons, with a power mechanism of a gear-crank type and a drive [Patent RU 2309272 C1, IPC F02B 57/00, F01B 13/04, F02B 41/04. Published: October 27, 2007. Internal combustion engine. Author: Malashenkov Yu.K. Application: 2006121795/06, 06/19/2006] [1].

Конструкция известного двигателя отличается установкой блока цилиндров, в котором выполнены цилиндрические камеры с расположенными в них поршнями, в корпусе со смещением центра указанного блока цилиндров относительно центра корпуса, что конструктивно снижает надежность работы такой системы из-за ее неустойчивости. Указанный двигатель является довольно громоздкой конструкцией со значительным числом механических деталей, имеются также клапанные механизмы, а этот фактор также отрицательно сказывается на надежности двигателя. Возможность развивать большие скорости ограничена указанным в описании передаточным числом.The design of the known engine is characterized by the installation of a cylinder block, in which cylindrical chambers with pistons located in them are made, in the housing with a displacement of the center of the cylinder block relative to the center of the housing, which structurally reduces the reliability of such a system due to its instability. The specified engine is a rather bulky design with a significant number of mechanical parts, there are also valve mechanisms, and this factor also negatively affects the reliability of the engine. The ability to develop high speeds is limited by the gear ratio indicated in the description.

В качестве аналога может быть рассмотрен двигатель внутреннего сгорания, содержащий несколько цилиндрических камер, расположенных в определенной последовательности, вращающихся в корпусе вокруг цилиндрического вала. Корпус имеет отверстия для свечей зажигания, расположенных снаружи и отверстия для выпуска и входа в пространство цилиндрических камер [Заявка ЕР 1128035 А1, МПК F02B 57/08, F01B 13/06, F01B 13/04, F01B 1/12. Дата публикации: 29.08.2001. Internal-combustion engine. Заявитель: Huang, Shih-Pin (TW). Номер заявки: 00103438.8. Дата подачи: 28.02.2000] [2].An analogue can be considered an internal combustion engine containing several cylindrical chambers arranged in a certain sequence, rotating in a housing around a cylindrical shaft. The housing has openings for spark plugs located outside and openings for the outlet and entry into the space of the cylindrical chambers [Application EP 1128035 A1, IPC F02B 57/08, F01B 13/06, F01B 13/04, F01B 1/12. Date of publication: 08/29/2001. Internal-combustion engine. Applicant: Huang, Shih-Pin (TW). Application number: 00103438.8. Date of submission: 02.28.2000] [2].

Известный двигатель обладает рядом существенных недостатков, указанных выше и присущих ряду конструкций двигателей с вращающимся блоком цилиндров. В данном двигателе даже небольшое наращивание мощности ведет к значительному увеличению деталей, а это ослабляет стабильную работу конструкции в целом. Кроме того, в известной конструкции применена обычная система зажигания (искровая высоковольтная), обладающая присущими ей недостатками.The known engine has a number of significant drawbacks mentioned above and inherent in a number of engine designs with a rotating cylinder block. In this engine, even a small increase in power leads to a significant increase in parts, and this weakens the stable operation of the structure as a whole. In addition, in the known construction, a conventional ignition system (high-voltage spark) is used, which has its inherent disadvantages.

Известен двигатель, содержащий неподвижный корпус в котором установлен вращающийся блок цилиндров с радиальными цилиндрическими камерами с поршнями, втулки которых делят камеры на две полости, с возможностью перемещения поршней в радиальном направлении при помощи шестеренчатого кривошипно-шатунного механизма [Патент RU 2213235 С2, МПК⁷ F02B 57/08. Опубликовано: 27.09.2003. Двигатель с вращающимся блоком цилиндров. Автор: Тихоновский B.C. Заявитель ООО «Консультативно-правовой центр». Заявка: 2001117030/06, 18.06.2001.] [3]A known engine containing a fixed housing in which a rotating cylinder block is installed with radial cylindrical chambers with pistons, the bushings of which divide the chambers into two cavities, with the possibility of moving the pistons in the radial direction using a gear crank mechanism [Patent RU 2213235 C2, IPC ⁷ F02B 57/08. Published: September 27, 2003. Engine with a rotating cylinder block. Author: Tikhonovsky BC Applicant Legal Advisory Center LLC. Application: 2001117030/06, 06/18/2001.] [3]

В известном двигателе ударные нагрузки, возникающие в момент воспламенения топлива принимает на себя преимущественно указанный выше шестеренчатый кривошипно-шатунный механизм. При этом силы, действующие на указанный механизм достаточно велики, что приводит к быстрому износу подшипников и возникновению люфта в шестернях, передающих вращающий момент.In the known engine, the shock loads occurring at the moment of ignition of the fuel are taken over mainly by the above gear crank mechanism. In this case, the forces acting on the specified mechanism are large enough, which leads to rapid wear of the bearings and the occurrence of play in the gears that transmit torque.

В качестве наиболее близкого аналога может быть рассмотрен двигатель внутреннего сгорания, имеющий цилиндрический корпус, систему зажигания и приводной механизм. Корпус имеет торцевые крышки и отверстия для элементов зажигания, впуска топлива и выпуска отработанных газов. В цилиндрическом корпусе расположен барабан с возможностью вращения его в корпусе вокруг центральной оси двигателя, с которой совпадает ось коленвала, проходящего через отверстия на торцевых крышках. На поверхности барабана выполнены два и более отверстия для рабочих цилиндров, расположенных соосно или на на радиальных осях и обрамленных компрессионными и маслосъемными кольцами. Рабочие цилиндры снабжены поршнями, соединенными с шатунами [Патент US 4010719 A, Int. Cl.² F02B 57/04, F02B 57/08. Rotary internal combustion engine / Lappa; Cleto L. (Pittsburgh, PA). - Заявка 05/543, 135; заявл. January 22, 1975.] [4].As the closest analogue, an internal combustion engine having a cylindrical body, an ignition system and a drive mechanism can be considered. The housing has end caps and openings for the elements of ignition, fuel inlet and exhaust gas. A drum is located in the cylindrical housing with the possibility of rotation in the housing about the central axis of the engine, with which the axis of the crankshaft passing through the holes on the end caps coincides. Two or more openings for working cylinders located coaxially or on radial axes and framed by compression and oil scraper rings are made on the surface of the drum. The working cylinders are equipped with pistons connected to the connecting rods [Patent US 4010719 A, Int. Cl. ² F02B 57/04, F02B 57/08. Rotary internal combustion engine / Lappa; Cleto L. (Pittsburgh, PA). - Application 05/543, 135; declared January 22, 1975.] [4].

Задачей изобретения является разработка стабильной в работе конструкции, имеющей небольшое количество элементов, хорошо скомпонованной, с большим ресурсом мощности, надежной и легко обслуживаемой, работа которой может быть обеспечена разными видами топлива.The objective of the invention is the development of a stable structure, having a small number of elements, well-arranged, with a large resource of power, reliable and easily maintained, the operation of which can be provided with different types of fuel.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение сложности конструкции, повышение надежности и стабильности работы двигателя, увеличение мощности двигателя, уменьшение размеров и веса конструктивных элементов, снижение загрязнения окружающей среды.The technical result of the claimed invention is to reduce the complexity of the design, increase the reliability and stability of the engine, increase engine power, reduce the size and weight of structural elements, reduce environmental pollution.

Технический результат достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус, систему зажигания и приводной механизм. Цилиндрический корпус имеет торцевые крышки и отверстия для элементов зажигания, для впуска топлива и выпуска отработанных газов. В цилиндрическом корпусе расположен барабан с возможностью его вращения в корпусе вокруг центральной оси двигателя, с которой совпадает ось коленвала, проходящего через отверстия на торцевых крышках, на поверхности барабана выполнены два и более отверстия для рабочих цилиндров, расположенных соосно или на радиальных осях и обрамленных компрессионными и маслосъемными кольцами, рабочие цилиндры снабжены поршнями, соединенными с шатунами. Цилиндрический корпус имеет отверстия для компрессионных втулок, при этом поверхность барабана имеет технологические углубления для уменьшения трения при работе двигателя и выступающую часть в виде дорожки по всей поверхности барабана, служащую для закрывания отверстий в цилиндрическом корпусе. При такте зажигания воспламенение топлива позволяет обеспечить сгорание чистого топлива, находящегося в рабочем цилиндре, и топливной смеси, образующейся из чистого топлива и остаточных выхлопных газов, находящейся в пространстве, регулируемом компрессионной втулкой.The technical result is achieved in that the internal combustion engine comprises a cylindrical body, an ignition system and a drive mechanism. The cylindrical housing has end caps and openings for ignition elements, for fuel inlet and exhaust gas. A drum is located in a cylindrical housing with the possibility of its rotation in the housing around the central axis of the engine, with which the axis of the crankshaft passing through the holes on the end caps coincides, on the surface of the drum two or more holes are made for working cylinders located coaxially or on radial axes and framed by compression and oil scraper rings, the working cylinders are equipped with pistons connected to the connecting rods. The cylindrical body has holes for compression sleeves, while the surface of the drum has technological recesses to reduce friction during engine operation and a protruding part in the form of a track along the entire surface of the drum, which serves to close the holes in the cylindrical body. During the ignition cycle, ignition of the fuel allows the combustion of clean fuel located in the working cylinder and the fuel mixture formed from clean fuel and residual exhaust gases located in the space controlled by the compression sleeve.

На одной из торцевых сторон барабана выполнены выступы, на которых расположены оси для шестерен приводного механизма, содержащего блок зубчатых шестерен, примыкающий к торцевой поверхности барабана, указанный блок состоит из большой шестерни с зубьями, расположенными на ее внутренней поверхности, и взаимодействующих с ней двух шестерен, надетых на оси барабана и расположенных симметрично относительно центральной оси двигателя, и малой шестерни, жестко закрепленной на коленвале, ось которого совпадает с центральной осью двигателя, при этом большая шестерня закреплена на цилиндрическом корпусе двигателя с возможностью небольшого поворота.The protrusions are made on one of the end faces of the drum, on which the axes for the gears of the drive mechanism are located, comprising a gear gear unit adjacent to the end surface of the drum, said block consisting of a large gear with teeth located on its inner surface and two gears interacting with it worn on the axis of the drum and located symmetrically relative to the central axis of the engine, and a small gear rigidly fixed to the crankshaft, the axis of which coincides with the central axis of the engine, that the large gear is fixed to the cylindrical motor housing with a small rotation.

Приводной механизм двигателя внутреннего сгорания может быть выполнен в виде блока зубчатых шестерен, примыкающего к торцевой поверхности барабана, в блок входит большая шестерня, неподвижно закрепленная на торцевой поверхности барабана и взаимодействующие с ней симметрично расположенные шестерни, надетые на оси кронштейна, выполненного в виде бруска с центральным отверстием для коленвала и прикрепленного к торцу цилиндрического корпуса двигателя, малая шестерня жестко закреплена на коленвале.The drive mechanism of the internal combustion engine can be made in the form of a block of gear gears adjacent to the end surface of the drum, the block includes a large gear fixed to the end surface of the drum and interacting with it symmetrically located gears, worn on the axis of the bracket, made in the form of a bar with the central hole for the crankshaft and attached to the end of the cylindrical engine casing, the small gear is rigidly fixed to the crankshaft.

Система зажигания двигателя внутреннего сгорания может быть искровой или представлять собой замкнутый контур с протекающим по нему слабым током и состоять из элемента зажигания в виде проволоки из тугоплавкого металла, генератора тока и элемента питания в виде батарейки или аккумулятора, при этом элементы зажигания распределены по поверхности цилиндрического корпуса.The ignition system of an internal combustion engine can be a spark or a closed circuit with a low current flowing through it and consist of an ignition element in the form of a wire of refractory metal, a current generator and a battery element in the form of a battery or accumulator, while the ignition elements are distributed over the surface of a cylindrical corps.

Компрессионные втулки расположены в отверстиях цилиндрического корпуса с цилиндрическими выступами и каждая из них представляет собой завинчивающуюся пробку цилиндрической формы с покрывающей ее крышкой, на внутренней поверхности крышки расположена резьба для установки втулки в отверстие на корпусе при помощи резьбового соединения.The compression sleeves are located in the holes of the cylindrical body with cylindrical protrusions and each of them is a screw-shaped plug of a cylindrical shape with a cover over it; on the inner surface of the cover there is a thread for installing the sleeve in the hole on the body using a threaded connection.

Конструкция двигателя внутреннего сгорания иллюстрируется чертежами.The design of the internal combustion engine is illustrated by drawings.

Фиг.1 - продольный разрез двигателя внутреннего сгорания.Figure 1 is a longitudinal section of an internal combustion engine.

Фиг.2 - корпус барабана в аксонометрической проекции.Figure 2 - drum casing in axonometric projection.

Фиг.3 - поперечный разрез двигателя.Figure 3 is a transverse section of the engine.

Фиг.4 - приводной механизм двигателя при вращении барабана и коленвала в одну сторону.Figure 4 - drive mechanism of the engine during rotation of the drum and crankshaft in one direction.

Фиг.5 - изображение двигателя с приводным механизмом, обеспечивающим противоположное вращение барабана и коленвала.Figure 5 - image of the engine with a drive mechanism for the opposite rotation of the drum and crankshaft.

Фиг.6 - продольный разрез двигателя внутреннего сгорания с приводным механизмом, показанным на Фиг.5.Fig.6 is a longitudinal section of an internal combustion engine with a drive mechanism shown in Fig.5.

Фиг.7 - схема поперечного сечения двигателя при установленном (рабочем) состоянии поршней.7 is a diagram of a cross-section of the engine with the installed (working) state of the pistons.

Фиг.8 - развертка внутренней поверхности цилиндрического корпуса двигателя и перемещение отверстий корпуса при положениях поршня в нижней мертвой точке и в верхней мертвой точке.Fig. 8 is a scan of the inner surface of the cylindrical engine housing and the movement of the housing openings at the piston positions at bottom dead center and top dead center.

Фиг.9 - узел крепления большой шестерни к цилиндрическому корпусу, обеспечивающий поворот большой шестерни относительно центральной оси двигателя на небольшой угол.Fig.9 - the attachment of the large gear to the cylindrical housing, providing rotation of the large gear relative to the Central axis of the engine at a small angle.

Силовой блок содержит цилиндрический корпус 1, имеющий отверстия для четырех элементов зажигания 2, отверстия с цилиндрическими выступами 3 для компрессионных втулок 4, отверстия для топлива 5 и отверстия для выпуска газа 6. С одного торца цилиндрический корпус 1 имеет стенку 7 с отверстием в центре. С обеих сторон цилиндрический корпус 1 имеет торцевые крышки 8 с отверстиями, вокруг которых расположены наружные цилиндрические выступы 9. В полости цилиндрического корпуса 1 расположен барабан 10 с возможностью осуществления его вращения вокруг центральной оси 11 двигателя, на которой расположен коленвал 12. Концы коленвала 12 вставлены в отверстия с выступами 9 торцевых крышек 8. В барабане предусмотрены два и более цилиндрических отверстия для рабочих цилиндров 13. В рабочих цилиндрах 13 расположены поршни 14 и соединенные с ними и с коленвалом 12 шатуны 15. На одной из торцевых сторон барабана 10 имеются выступы 16, на которых перпендикулярно к их поверхностям расположены оси 17.The power unit comprises a cylindrical body 1 having openings for four ignition elements 2, openings with cylindrical protrusions 3 for compression sleeves 4, openings for fuel 5, and openings for discharging gas 6. At one end, the cylindrical body 1 has a wall 7 with an opening in the center. On both sides, the cylindrical housing 1 has end caps 8 with openings around which the outer cylindrical protrusions are located 9. In the cavity of the cylindrical housing 1, a drum 10 is arranged to rotate about the central axis 11 of the engine, on which the crankshaft 12 is located. The ends of the crankshaft 12 are inserted into openings with protrusions 9 of end caps 8. Two or more cylindrical openings are provided in the drum for working cylinders 13. In the working cylinders 13 pistons 14 are located and connected to them and to the crankshaft 12 m rods 15. At one of the short sides of the drum 10 there are projections 16, which is perpendicular to their surfaces disposed axis 17.

Приводной механизм (Фиг.1 и Фиг.4) выполнен в виде блока зубчатых шестерен, примыкающего к торцу барабана 10 со стороны осей 17. Блок зубчатых шестерен состоит из малой шестерни 18, жестко закрепленной на коленвале 12, и имеющих с ней сцепление шестерен 19, надетых на силовые оси 17, и большой шестерни 20 с зубъями на ее внутренней поверхности, объединяющей блок шестерен. Большая шестерня 20 прикреплена к цилиндрическому корпусу 1 с возможностью ее поворота на небольшой угол относительно центральной оси двигателя для корректировки опережения зажигания.The drive mechanism (Fig. 1 and Fig. 4) is made in the form of a block of gears adjacent to the end face of the drum 10 from the side of the axes 17. The block of gears consists of a small gear 18, rigidly fixed to the crankshaft 12, and gears 19 engaged with it. worn on the power axis 17, and a large gear 20 with teeth on its inner surface, uniting the gear block. The large gear 20 is attached to the cylindrical housing 1 with the possibility of its rotation by a small angle relative to the central axis of the engine to adjust the ignition timing.

Приводной механизм может иметь иное устройство (Фиг.5 и Фиг.6). В этом случае большая шестерня 20 неподвижно закреплена на торцевой поверхности барабана 10. Шестерни 19 надеты на оси 21 кронштейна 22, выполненного в виде бруска с отверстием в центре для коленвала 12. Кронштейн 22 прикреплен к торцу цилиндрического корпуса 1, например, при помощи болтового соединения 23.The drive mechanism may have a different device (Figure 5 and Figure 6). In this case, the large gear 20 is fixedly mounted on the end surface of the drum 10. The gears 19 are worn on the axis 21 of the bracket 22, made in the form of a bar with a hole in the center for the crankshaft 12. The bracket 22 is attached to the end of the cylindrical housing 1, for example, by means of a bolted connection 23.

При устройстве системы зажигания, работающей в режиме постоянного разогрева элемента зажигания, она содержит элемент зажигания в виде проволоки из тугоплавкого металла, генератор тока и элемент питания в виде батарейки или аккумулятора. Устройство системы зажигания более подробно изложено в заявке RU 2006117294 А, F02B 53/00, 2007. Элементы зажигания 2 расположены через равные промежутки на радиальных линиях центральной поперечной плоскости цилиндрического корпуса 1. Для обеспечения опережения зажигания большая шестерня 20 крепится с возможностью ее поворота относительно центральной оси двигателя на небольшой угол. Система зажигания может быть исключена при дизельном варианте работы двигателя.When the ignition system is operating in the continuous heating mode of the ignition element, it contains an ignition element in the form of a wire of refractory metal, a current generator and a battery element in the form of a battery or accumulator. The device of the ignition system is described in more detail in the application RU 2006117294 A, F02B 53/00, 2007. The ignition elements 2 are arranged at regular intervals on the radial lines of the central transverse plane of the cylindrical housing 1. To ensure the ignition timing, the large gear 20 is mounted so that it can rotate relative to the central engine axis at a small angle. The ignition system can be eliminated with a diesel engine.

Компрессионная втулка 4 представляет собой завинчивающуюся пробку цилиндрической формы с покрывающей ее крышкой. На внутренней поверхности крышки имеется резьба для установки втулки в отверстие на цилиндрическом корпусе 1. Отверстия под компрессионные втулки 24 имеют цилиндрические выступы.The compression sleeve 4 is a screw cap of cylindrical shape with a cover over it. On the inner surface of the cover there is a thread for installing the sleeve in the hole on the cylindrical body 1. The holes for the compression sleeve 24 have cylindrical protrusions.

На поверхности барабана 10 выполнены два и более отверстия для рабочих цилиндров, обрамленные компрессионными и маслосъемными кольцами 25.On the surface of the drum 10 there are two or more openings for working cylinders framed by compression and oil scraper rings 25.

На внешней поверхности барабана 10 могут быть предусмотрены углубления 26 определенной конфигурации, которые служат вспомогательным средством для смазки вращающихся поверхностей. Выступающая часть в виде дорожки по всей поверхности барабана служит для закрывания рабочих отверстий в цилиндрическом корпусе (Фиг.2).On the outer surface of the drum 10 can be provided with recesses 26 of a certain configuration, which serve as an auxiliary tool for lubricating rotating surfaces. The protruding part in the form of a track over the entire surface of the drum serves to close the working holes in the cylindrical body (Figure 2).

Цилиндрический корпус 1 может иметь ребра жесткости для избежания его возможной деформации от действия сил, возникающих в момент максимального давления в камерах сгорания.The cylindrical housing 1 may have stiffening ribs to avoid its possible deformation from the action of forces arising at the time of maximum pressure in the combustion chambers.

Один из вариантов обеспечения возможности небольшого поворота большой шестерни 20 относительно центральной оси двигателя показан на Фиг.9. По ободу большой шестерни выполнены сквозные вытянутые отверстия 27, в которые вставляют болты крепления 28 и закрепляют их в резьбовых отверстиях 29 цилиндрического корпуса 1. Таким образом может быть обеспечен поворот большой шестерни на небольшой угол относительно центральной оси двигателя с целью обеспечения опережения зажигания.One of the options for enabling small rotation of the large gear 20 relative to the central axis of the engine is shown in Fig.9. Through the rim of the large gear, through elongated holes 27 are made, into which the fastening bolts 28 are inserted and fastened in the threaded holes 29 of the cylindrical housing 1. Thus, the large gear can be rotated by a small angle relative to the central axis of the engine in order to ensure ignition timing.

Работа двигателя происходит с использованием четырех тактов работы механизма: всасывание, сжатие, зажигание и выхлоп.The engine operates using four clock strokes of the mechanism: suction, compression, ignition and exhaust.

При первом такте может происходить всасывание различных компонентов топлива. Это может быть не только газообразная фракция или бинарное топливо, но и многокомпонентное топливо, состоящее из 3-4-х и более составляющих. При этом такте имеется возможность изменять очередность поступления топливных компонентов, их объем, осуществлять одновременную подачу топлива, используя пространство рабочих цилиндров 13 в качестве смесителя для топлива, аналогично карбюратору. Происходит всасывание чистого топлива.At the first stroke, various components of the fuel can be sucked in. This can be not only a gaseous fraction or binary fuel, but also a multicomponent fuel, consisting of 3-4 or more components. With this stroke, it is possible to change the order of receipt of the fuel components, their volume, to simultaneously supply fuel using the space of the working cylinders 13 as a fuel mixer, similar to a carburetor. Clean fuel is sucked in.

Такт сжатия мало отличается от аналогичного такта в известных обычных двигателях внутреннего сгорания. Отличием является сжатие практически всего объема топлива. Конструкция компрессионных втулок 4 позволяет использовать различные уровни компрессии для различного топлива.The compression cycle differs little from the similar cycle in conventional conventional internal combustion engines. The difference is the compression of almost the entire volume of fuel. The design of compression sleeves 4 allows the use of different levels of compression for different fuels.

При такте зажигания воспламенение топлива позволяет обеспечить сгорание двух его фракций: чистого топлива, находящегося в камере сгорания (рабочем цилиндре 13), и топливной смеси, образующейся из чистого топлива и остаточных выхлопных газов и находящейся в пространстве, регулируемом компрессионной втулкой 4.During the ignition cycle, ignition of the fuel allows for the combustion of its two fractions: pure fuel located in the combustion chamber (working cylinder 13), and the fuel mixture formed from pure fuel and residual exhaust gases and located in the space regulated by the compression sleeve 4.

При такте выхлопа происходит полный выброс отработанных газов.When the exhaust stroke is a complete emission of exhaust gases.

Внутри цилиндрического корпуса 1 с небольшой скоростью вращается барабан 10, имеющий, например, два рабочих цилиндра 13 (Фиг.1 и Фиг.3). Расположенный на центральной оси двигателя и барабана коленвал вращается с большой скоростью, обеспечиваемой работой поршней 14 и шатунов 15. При работе приводного механизма положение поршней в нижней мертвой точке и в верхней мертвой точке определено в местах, расположенных по периметру окружности корпуса-цилиндра. Для рассматриваемого варианта конструкции скорость вращения коленвала 12 больше скорости вращения барабана 10 в девять раз. При воспламенении топлива коленвал делает поворот на угол 202,5° и переходит из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку, при этом барабан поворачивается на угол, равный 22,5°. Далее барабан 10 повернется еще на угол, равный 22,5°, а поршень 14 возвратится в верхнюю мертвую точку. При этом коленвал 12 сделает один полный оборот относительно корпуса барабана 10. Таким образом, вращение барабана, осуществляемое при помощи приводного механизма, определяет местоположение рабочих цилиндров 13 при нахождении поршней 14 в нижней мертвой точке и в верхней мертвой точке на определенных местах внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1. Описанный выше цикл повторяется. Перемещение отверстий рабочих цилиндров 13 с установленными в них поршнями 14 даны на изображении развертки цилиндрического корпуса на Фиг.8.Inside the cylindrical body 1, a drum 10 rotates at a low speed, having, for example, two working cylinders 13 (FIG. 1 and FIG. 3). The crankshaft located on the central axis of the engine and the drum rotates at a high speed, provided by the operation of the pistons 14 and the connecting rods 15. During the operation of the drive mechanism, the position of the pistons at the bottom dead center and at the top dead center is determined at the locations around the circumference of the cylinder body. For the considered design option, the rotational speed of the crankshaft 12 is nine times greater than the rotational speed of the drum 10. When the fuel ignites, the crankshaft rotates at an angle of 202.5 ° and moves from top dead center to bottom dead center, while the drum rotates through an angle of 22.5 °. Next, the drum 10 will rotate another angle equal to 22.5 °, and the piston 14 will return to top dead center. In this case, the crankshaft 12 will make one complete revolution with respect to the drum body 10. Thus, the rotation of the drum by means of a drive mechanism determines the location of the working cylinders 13 when the pistons 14 are located at bottom dead center and at top dead center at certain places on the inner surface of the cylindrical body 1. The cycle described above is repeated. The movement of the openings of the working cylinders 13 with the pistons 14 installed in them is shown in the scan image of the cylindrical body in Fig. 8.

При вращении коленвала 12 с малой шестерней 18, жестко закрепленной на нем, вращающий момент передается на две шестерни 19, находящиеся в зацеплении с малой и расположенные на осях 17 барабана 10 (Фиг.1 и Фиг.4). Указанные шестерни 19 взаимодействуют с большой шестерней 20, закрепленной на цилиндрическом корпусе 1. Соотношение диаметров малой шестерни 18, одной из двух симметрично расположенных шестерен 19 и большой шестерни 20 составляет соответственно отношение 1:4:9. На каждый оборот барабана 10 приходится девять оборотов коленвала 12. Таким образом, при скорости вращения вала двигателя, равной 5400 оборотов/мин, угловая скорость барабана составит 10 оборотов/сек.When the crankshaft 12 is rotated with a small gear 18 rigidly fixed to it, the torque is transmitted to two gears 19, which are meshed with the small gear and located on the axes 17 of the drum 10 (Fig. 1 and Fig. 4). These gears 19 interact with a large gear 20 mounted on a cylindrical housing 1. The ratio of the diameters of the small gear 18, one of the two symmetrically arranged gears 19 and the large gear 20 is 1: 4: 9, respectively. For each revolution of the drum 10, there are nine revolutions of the crankshaft 12. Thus, when the rotation speed of the engine shaft is equal to 5400 revolutions / min, the angular velocity of the drum will be 10 revolutions / sec.

При устройстве приводного механизма с противоположным вращением коленвала 12 и барабана 10 (Фиг.5 и Фиг.6) момент боковой силы в пальце поршня действует в сторону вращения барабана. Соотношение диаметров шестерен (малой, одной из двух средних и большой) в этом случае при аналогичных позициях барабана или поршней составляет 1:3:7 соответственно.When the drive mechanism with the opposite rotation of the crankshaft 12 and the drum 10 (Fig.5 and Fig.6), the moment of lateral force in the piston finger acts in the direction of rotation of the drum. The ratio of the diameters of the gears (small, one of the two medium and large) in this case, with similar positions of the drum or pistons, is 1: 3: 7, respectively.

Барабанно-поршневой двигатель с подвижной камерой сгорания имеет широкие возможности для модификации конструкции. Коленчатый вал двигателя может быть одно-, двух- и более коленным. Увеличения мощности двигателя можно достичь увеличением длины барабана с добавлением количества рабочих цилиндров, располагаемых по длине барабана. Для улучшения надежности и износостойкости приводного механизма достаточно увеличить ширину шестерен или их диаметр.A drum-piston engine with a movable combustion chamber has ample opportunities for modification of the design. The crankshaft of the engine can be one, two or more knees. An increase in engine power can be achieved by increasing the length of the drum with the addition of the number of working cylinders located along the length of the drum. To improve the reliability and wear resistance of the drive mechanism, it is sufficient to increase the width of the gears or their diameter.

Конструктивное решение двигателя предусматривает улучшение параметров трения-скольжения цилиндрических поверхностей при работе двигателя. Углубления 26 на внешней поверхности барабана способствуют эффективной смазке этих поверхностей.The design solution of the engine provides for the improvement of friction-sliding parameters of cylindrical surfaces during engine operation. The recesses 26 on the outer surface of the drum contribute to the effective lubrication of these surfaces.

Компрессионные и маслосъемные кольца 25, расположенные вокруг отверстий рабочих цилиндров 13, предназначены для надежной компрессии. Указанные кольца 25 выполнены таким образом, что радиус выпуклой стороны кольца равен радиусу вогнутой внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1.Compression and oil scraper rings 25 located around the openings of the working cylinders 13 are designed for reliable compression. These rings 25 are made in such a way that the radius of the convex side of the ring is equal to the radius of the concave inner surface of the cylindrical body 1.

Двигатель внутреннего сгорания обеспечивает более совершенный процесс сгорания топлива. В известных двигателях при всасывании топлива происходит смешивание его с остатками выхлопных газов в головке цилиндров. В данном двигателе происходит всасывание практически чистого топлива. При сжатии топлива и перемещении цилиндрической стенки барабана 10 открывается отверстие компрессионной втулки 4, в котором остаются отработанные газы от предыдущего выхлопа. Под действием высокого давления чистого топлива в рабочей камере часть топлива поступает в компрессионную втулку до конца воспламенения топлива. При этом образуются две зоны топлива. Зона чистого топлива соприкасается с открывающимся элементом зажигания, находящимся в основной камере сгорания. Вторая зона образуется в компрессионной втулке и состоит из смеси чистого топлива и оставшихся отработанных газов до момента воспламенения. При рабочем ходе и выхлопе отверстие компрессионной втулки закрывается, а поршень в верхней мертвой точке, максимально приближаясь к цилиндрической стенке цилиндрического корпуса 1, практически полностью выталкивает отработанные газы. При следующем такте всасывания поступает практически чистая порция топлива.The internal combustion engine provides a more advanced fuel combustion process. In known engines, when the fuel is sucked in, it is mixed with the residual exhaust gases in the cylinder head. In this engine, almost pure fuel is sucked in. When the fuel is compressed and the cylindrical wall of the drum 10 is moved, the opening of the compression sleeve 4 opens, in which the exhaust gases from the previous exhaust remain. Under the action of high pressure of clean fuel in the working chamber, part of the fuel enters the compression sleeve until the end of fuel ignition. In this case, two fuel zones are formed. The clean fuel zone is in contact with the opening ignition element located in the main combustion chamber. The second zone is formed in the compression sleeve and consists of a mixture of clean fuel and the remaining exhaust gases until ignition. During the stroke and exhaust, the opening of the compression sleeve closes, and the piston at the top dead center, as close as possible to the cylindrical wall of the cylindrical body 1, almost completely pushes the exhaust gases. At the next suction stroke, an almost clean portion of fuel comes in.

Большими преимуществами предлагаемого технического решения является простота конструкции, обусловленная малым количеством деталей, и симметричность расположения элементов двигателя, из-за этого отсутствуют вибрация и неравномерные напряжения, а следовательно, повышается надежность и стабильность работы двигателя.The big advantages of the proposed technical solution are the simplicity of the design, due to the small number of parts, and the symmetrical arrangement of the engine elements, because of this there is no vibration and uneven voltage, and therefore, the reliability and stability of the engine are increased.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 2309272 C1, МПК F02B 57/00, F01B 13/04, F02B 41/04. Опубликовано: 27.10.2007. Двигатель внутреннего сгорания. Автор: Малашенков Ю.К. Заявка: 2006121795/06, 19.06.2006.1. Patent RU 2309272 C1, IPC F02B 57/00, F01B 13/04, F02B 41/04. Published: October 27, 2007. Internal combustion engine. Author: Malashenkov Yu.K. Application: 2006121795/06, 06/19/2006.

2. Заявка ЕР 1128035 A1, МПК F02B 57/08, F01B 13/06, F01B 13/04, F01B 1/12. Дата публикации: 29.08.2001. Internal-combustion engine. Заявитель: Huang, Shih-Pin (TW). Номер заявки: 00103438.8. Дата подачи: 28.02.2000.2. Application EP 1128035 A1, IPC F02B 57/08, F01B 13/06, F01B 13/04, F01B 1/12. Date of publication: 08/29/2001. Internal-combustion engine. Applicant: Huang, Shih-Pin (TW). Application number: 00103438.8. Date of submission: 02/28/2000.

3. Патент RU 2213235 C2, МПК⁷ F02B 57/08. Опубликовано: 27.09.2003. Двигатель с вращающимся блоком цилиндров. Автор: Тихоновский B.C. Заявитель ООО «Консультативно-правовой центр». Заявка: 2001117030/06, 18.06.2001.3. Patent RU 2213235 C2, IPC ⁷ F02B 57/08. Published: September 27, 2003. Engine with a rotating cylinder block. Author: Tikhonovsky BC Applicant Legal Advisory Center LLC. Application: 2001117030/06, 06/18/2001.

4. Патент US 4010719 A, Int. C1.² F02B 57/04, F02B 57/08. Rotary internal combustion engine / Lappa; Cleto L. (Pittsburgh, PA). - Заявка 05/543,135; заявл. January 22, 1975.4. Patent US 4010719 A, Int. C1. ² F02B 57/04, F02B 57/08. Rotary internal combustion engine / Lappa; Cleto L. (Pittsburgh, PA). - Application 05 / 543,135; declared January 22, 1975.

Claims

1. An internal combustion engine comprising a cylindrical housing, an ignition system and a drive mechanism, wherein the cylindrical housing has end caps and openings for the ignition elements for fuel inlet and exhaust gas, a drum is arranged in a cylindrical housing with the possibility of rotation in the housing around a central the axis of the engine, which coincides with the axis of the crankshaft passing through the holes on the end caps, two or more holes for working cylinders are made on the surface of the drum, located coaxially or on radial axes and framed by compression and oil scraper rings, the working cylinders are equipped with pistons connected to connecting rods, characterized in that the cylindrical body has holes for compression sleeves, while the drum surface has technological recesses to reduce friction during engine operation and the protruding part in the form of a track over the entire surface of the drum, which serves to close the holes in the cylindrical body, with an ignition cycle, ignition of the fuel allows for combustion e of clean fuel located in the working cylinder, and the fuel mixture formed from clean fuel and residual exhaust gases located in the space regulated by the compression sleeve.

2. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that on one of the end faces of the drum there are protrusions on which there are axes for gears of the drive mechanism comprising a gear gear unit adjacent to the end surface of the drum, said block consists of a large gear with teeth located on its inner surface, and two gears interacting with it, worn on the axis of the drum and located symmetrically with respect to the central axis of the engine, and a small gear rigidly fixed to the crankshaft le, the axis of which coincides with the central axis of the engine, wherein the large gear is fixed to the cylindrical motor housing rotatable.

3. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the drive mechanism is made in the form of a block of gears adjacent to the end surface of the drum, a large gear enters the block, which is fixedly mounted on the end surface of the drum, and the gears symmetrically located interacting with it, worn on the axis of an arm made in the form of a bar with a central hole for the crankshaft and attached to the end face of the cylindrical engine housing, the small gear is rigidly fixed to the crankshaft.

4. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the ignition system can be a spark or a closed circuit with a weak current flowing through it and consist of an ignition element in the form of a wire of refractory metal, a current generator and a battery element in the form of a battery or battery, while the ignition elements are distributed over the surface of the cylindrical body.

5. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the compression sleeves are located in the holes of the cylindrical body with cylindrical protrusions, and each of them is a screw-shaped plug of a cylindrical shape with a lid covering it, on the inner surface of the lid there is a thread for installing the sleeve in hole on the housing using a threaded connection.