RU2426897C2 - Rotary-piston internal combustion engine - Google Patents
Rotary-piston internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426897C2 RU2426897C2 RU2008148310/06A RU2008148310A RU2426897C2 RU 2426897 C2 RU2426897 C2 RU 2426897C2 RU 2008148310/06 A RU2008148310/06 A RU 2008148310/06A RU 2008148310 A RU2008148310 A RU 2008148310A RU 2426897 C2 RU2426897 C2 RU 2426897C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reciprocating
- working chamber
- sectioning
- rotor
- sectioning element
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение FIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к роторно-поршневому двигателю внутреннего сгорания, в частности к однонаправленному роторному двигателю, в котором кольцевая рабочая камера сформирована посредством одной или обеих частей боковых стенок ротора в осевом направлении выходного вала и корпуса; ротор содержит, по меньшей мере, один элемент создания давления (и к которому прикладывается давление), который секционирует кольцевую рабочую камеру, а корпус содержит, по меньшей мере, один элемент секционирования рабочей камеры, тем самым реализуя уменьшение размера, высокую выходную мощность, а также улучшенную эффективность сгорания и выходные характеристики, а также свойства герметичности и смазывания.The present invention relates to a rotary piston internal combustion engine, in particular to a unidirectional rotary engine, in which an annular working chamber is formed by one or both parts of the side walls of the rotor in the axial direction of the output shaft and housing; the rotor contains at least one pressure generating element (and to which pressure is applied), which sections the annular working chamber, and the housing contains at least one working chamber sectioning element, thereby realizing size reduction, high output power, and also improved combustion efficiency and output characteristics, as well as sealing and lubrication properties.
Уровень техникиState of the art
Поршневые возвратно-поступательные индукторные двигатели часто используются благодаря своим превосходным свойствам непроницаемости от газов, образующихся от сгорания, и свойствам смазывания. Тем не менее, возвратно-поступательный индукторный двигатель зачастую имеет сложную конструкцию, большой размер, высокие производственные затраты и вызывает вибрации. Трудно реализовать полное сгорание в возвратно-поступательном индукторном двигателе, поскольку доступные рабочие такты зависят от угла поворота коленчатого вала, не больше 180 градусов. Более того, свойства кривошипно-шатунного механизма задают верхний предел эффективности преобразования из давления газа, образующегося от сгорания, в выходную мощность (крутящий момент, мощность в лошадиных силах). Радиус кривошипа определяется в соответствии с рабочим объемом цилиндра. Трудно увеличивать радиус кривошипа и, соответственно, выходные характеристики. Помимо этого, в случае четырехтактного двигателя каждые два оборота коленчатого вала создают один рабочий такт, что препятствует уменьшению размера двигателя. Чтобы справиться с этим, скорость вращения двигателя повышается для более высокой выходной мощности в лошадиных силах. Это невыгодно, поскольку эффективность сгорания понижается по мере того, как возрастает скорость вращения двигателя.Reciprocating reciprocating induction motors are often used due to their excellent gas impermeability from combustion and lubrication properties. However, the reciprocating induction motor often has a complex structure, large size, high manufacturing costs and causes vibration. It is difficult to realize complete combustion in a reciprocating induction motor, since the available working cycles depend on the angle of rotation of the crankshaft, not more than 180 degrees. Moreover, the properties of the crank mechanism set an upper limit on the conversion efficiency from the pressure of the gas generated from combustion to the output power (torque, horsepower). The radius of the crank is determined in accordance with the working volume of the cylinder. It is difficult to increase the radius of the crank and, accordingly, the output characteristics. In addition, in the case of a four-stroke engine, every two revolutions of the crankshaft create one working cycle, which prevents the engine from being reduced in size. To cope with this, the engine speed is increased for higher horsepower output. This is disadvantageous since the efficiency of combustion decreases as the engine speed rises.
За последние 130 лет или около того предлагались различные роторные двигатели (роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания). Тем не менее, все они являются неидеальными, за исключением роторного двигателя Ванкеля. Роторные двигатели делятся на две основные группы, в том числе однонаправленный роторный двигатель, в котором ротор не имеет эксцентрикового перемещения, и роторный двигатель Ванкеля, в котором ротор имеет эксцентриковое перемещение.Over the past 130 years or so, various rotary engines (rotary piston internal combustion engines) have been proposed. However, they are all imperfect, with the exception of the Wankel rotary engine. Rotary engines are divided into two main groups, including a unidirectional rotary engine in which the rotor does not have an eccentric movement, and a Wankel rotary engine in which the rotor has an eccentric movement.
Примерно 12 лет назад автор изобретения предложил роторно-поршневой двигатель, упомянутый в Патентном документе 1 (WO96/11334), который имеет кольцевую рабочую камеру за пределами внешней границы ротора. Ротор содержит элемент создания давления (и к которому прикладывается давление), секционирующий кольцевую рабочую камеру. Корпус содержит первую и вторую колебательные перегородки, которые секционируют кольцевую рабочую камеру, при этом первая перегородка открывает/закрывает вспомогательную камеру сгорания. Два набора комплектов пружин для эластичного смещения первой и второй перегородок, соответственно, предоставляются.About 12 years ago, the inventor proposed a rotary piston engine, mentioned in Patent Document 1 (WO96 / 11334), which has an annular working chamber outside the outer boundary of the rotor. The rotor contains a pressure generating element (and to which pressure is applied), sectioning the annular working chamber. The housing contains the first and second oscillatory partitions, which section the annular working chamber, while the first partition opens / closes the auxiliary combustion chamber. Two sets of spring sets for elastic displacement of the first and second partitions, respectively, are provided.
С помощью этого роторного двигателя кольцевая рабочая камера, сформированная за пределами внешней границы ротора, и два набора комплектов пружин увеличивают размер двигателя. Первая и вторая перегородки и ротор создают линейный контакт, а не контакт по площади, с проблемами, связанными со свойствами герметизации и смазывания.With this rotary engine, an annular working chamber formed outside the outer boundary of the rotor and two sets of spring sets increase the size of the engine. The first and second partitions and the rotor create a linear contact, rather than an area contact, with problems associated with sealing and lubrication properties.
В отличие от этого Патентные документы 2-5 предлагали различные однонаправленные роторно-поршневые двигатели. Роторный двигатель, описанный в Патентном документе 2 (выложенная патентная публикация Японии S52-32406), имеет практически 240-градусную дугообразную канавку впуска/сжатия, сформированную на боковой стенке ротора, перегородку, смещаемую посредством пружины, и секционирующую канавку впуска/сжатия, дугообразную канавку расширения/выпуска, сформированную на внешней границе ротора, и камеру сжатия/взрыва, сформированную в выступе корпуса.In contrast, Patent Documents 2-5 proposed various unidirectional rotary piston engines. The rotary engine described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open Publication S52-32406) has a practically 240 degree inlet / compression arcuate groove formed on the rotor side wall, a spring biased partition, and an inlet / compression sectional groove, an arcuate groove expansion / release formed on the outer boundary of the rotor, and a compression / explosion chamber formed in the protrusion of the housing.
Роторный двигатель по Патентному документу 3 (патент США 5979395) это лопастной роторный двигатель, имеющий ротор, несимметрично относительно центра установленный в круглом удерживающем отверстии корпуса, выходной вал, проходящий через центр двигателя, восемь лопастей, установленных на роторе радиально возвратно-поступательным способом, и вспомогательную камеру сгорания, сформированную на стороне внешней границы круглого удерживающего отверстия.A rotary motor according to Patent Document 3 (US Pat. No. 5,979,395) is a rotary vane rotor motor having a rotor mounted asymmetrically to the center in the round holding bore of the housing, an output shaft passing through the center of the motor, eight blades mounted on the rotor radially reciprocally, and an auxiliary combustion chamber formed on the side of the outer border of the circular holding hole.
Роторный двигатель по Патентному документу 4 (выложенная патентная публикация Японии Н10-614 02) имеет ротор, концентрически установленный в круглом удерживающем отверстии корпуса, канавку впуска, сформированную посредством вырезания внешней границы ротора в дугообразной (в виде полумесяца) форме, перегородку, установленную на корпусе и примыкающую к внешней границе ротора, и кулачковый механизм для радиального перемещения перегородки.The rotary engine according to Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open Publication No. H10-614 02) has a rotor concentrically mounted in a round holding hole of the housing, an intake groove formed by cutting the outer edge of the rotor in an arc-shaped (crescent-shaped) shape, a partition mounted on the housing and adjacent to the outer boundary of the rotor, and a cam mechanism for radial movement of the partition.
Роторный двигатель по Патентному документу 5 (выложенная патентная публикация Японии 2002-227655) имеет корпус, практически овальный ротор, удерживаемый в круглой удерживающей камере корпуса, две перегородки, сдвигаемые посредством пружин, ротор синхронизации, удерживаемый в круглом отверстии, размещающемся рядом с круглой удерживающей камерой посредством средней боковой пластины, дугообразную основную камеру сгорания, сформированную на внешней границе ротора синхронизации, вспомогательную камеру сгорания, сформированную за пределами внешней границы основой камеры сгорания, свечу зажигания, противостоящую вспомогательной камере сгорания, и вторичную впрыскивающую форсунку. Топливно-воздушная смесь, находящаяся под давлением посредством ротора в камере впуска/сжатия, вводится во вспомогательную камеру сгорания, где она сжимается и воспламеняется. Газ, образующийся от сгорания, вводится в камеру расширения/выпуска из круглых удерживающих камер посредством основной камеры сгорания, предоставляя возможность газу, образующемуся от сгорания, выполнять работу на роторе.The rotary motor according to Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-227655) has a housing, an almost oval rotor held in a circular holding chamber of the housing, two baffles movable by springs, a synchronization rotor held in a circular opening adjacent to the circular holding chamber by means of the middle side plate, an arched main combustion chamber formed on the outer boundary of the synchronization rotor, an auxiliary combustion chamber formed outside The current boundary is the basis of the combustion chamber, a spark plug opposing the auxiliary combustion chamber, and a secondary injection nozzle. The air-fuel mixture under pressure by means of a rotor in the intake / compression chamber is introduced into the auxiliary combustion chamber, where it is compressed and ignited. The gas generated from the combustion is introduced into the expansion / exhaust chamber from the circular holding chambers by the main combustion chamber, enabling the gas generated from the combustion to perform work on the rotor.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Проблемы, которые должны быть разрешены изобретениемProblems to be Solved by the Invention
Трудно поддерживать свойство герметизации или обеспечивать свойство смазывания при подаче смазочного масла в скользящие части, а также прочность структуры, в которой передний край качающейся перегородки, которая секционирует рабочую камеру, создает линейный контакт с внешней границей ротора для герметизации, как в роторном двигателе по Патентному документу 1. Роторный двигатель по Патентному документу 2 имеет канавку расширения/выпуска (рабочая камера сгорания) на внешней периферической стороне двигателя, что укрупняет двигатель. Рабочий такт охватывает угол вращения примерно в 120 градусов выходного вала, тем самым затрудняя получение полного сгорания. Ротор принимает не только прямой крутящий момент, но также обратный крутящий момент в последующей стадии рабочего такта, что не повышает выходные характеристики. Более того, секция сжатия/взрыва значительно выступает вверх, увеличивая высоту двигателя. Дугообразная канавка впуска/сжатия сформирована на боковой стенке ротора; тем не менее, рабочая камера сгорания не расположена с неэффективным использованием пространства боковой стенки ротора.It is difficult to maintain the sealing property or to ensure the lubrication property when lubricating oil is supplied to the sliding parts, as well as the strength of the structure in which the front edge of the swinging partition, which sections the working chamber, creates linear contact with the outer boundary of the rotor for sealing, as in a rotary engine according to
Роторный двигатель по Патентному документу 3 имеет рабочую камеру на внешней периферийной стороне ротора, увеличивая размеры двигателя. Прямой крутящий момент формируется так, чтобы приводить ротор в то время, когда вращается двигатель. Газ, образующийся от сгорания, в лопастных элементах между лопастями формирует не только прямой крутящий момент, но также значительный обратный крутящий момент, затрудняя увеличение выходных характеристик.The rotary motor according to
Роторный двигатель по Патентному документу 4 имеет рабочую камеру сгорания на внешней границе ротора, что увеличивает размеры двигателя. Цилиндрическая перегородка создает линейный контакт с внешней границей ротора, что препятствует тому, чтобы обеспечивать герметизацию газа, образующегося от сгорания, или повышать прочность.The rotary engine according to
Высокая перегородка и кулачковый механизм, приводящий ее, выступают вверх, значительно увеличивая высоту двигателя. Не только прямой крутящий момент, но также обратный крутящий момент формируется в последующей стадии рабочего такта, затрудняя повышение выходных характеристик.The high baffle plate and cam mechanism leading it protrude upward, significantly increasing the height of the engine. Not only forward torque, but also reverse torque is formed in the subsequent stage of the working cycle, making it difficult to increase the output characteristics.
Роторный двигатель по Патентному документу 5 имеет овальный ротор с роторной головкой, имеющей большую кривизну. Кода двигатель вращается на более высокой скорости, перегородка не может следовать вращению ротора и может прыгать. Рабочая камера формируется на внешней периферийной стороне ротора. Радиальная перегородка, которая секционирует рабочую камеру, предусмотрена на внешней периферийной стороне ротора, тем самым увеличивая размеры двигателя.The rotary motor according to
Однонаправленный роторный двигатель по предшествующему уровню техники принял форму роторного двигателя, имеющего рабочую камеру в промежутке на внешней периферийной стороне ротора. Размер двигателя никогда успешно не уменьшался в связи с недостаточно эффективным использованием бокового пространства ротора в осевом направлении выходного вала, чтобы сформировать кольцевую рабочую камеру. Также трудно увеличивать (расширять) такт до угла вращения, превышающего 180 градусов выходного вала, который задает верхний предел эффективности сгорания. Более того, ротор не может совместно использоваться несколькими наборами двигателя.The unidirectional rotary engine of the prior art has taken the form of a rotary engine having a working chamber in the gap on the outer peripheral side of the rotor. The size of the engine has never been successfully reduced due to the insufficient use of the lateral space of the rotor in the axial direction of the output shaft to form an annular working chamber. It is also difficult to increase (expand) the cycle to an angle of rotation exceeding 180 degrees of the output shaft, which sets the upper limit of the combustion efficiency. Moreover, the rotor cannot be shared between multiple engine sets.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить роторно-поршневой двигатель, который является выгодным с точки зрения уменьшения размеров, предоставить роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий подвижно перемещающиеся части, создающие контакт по площади для герметизации, предоставить роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, эффективно использующий пространство боковины ротора выходного вала, чтобы сформировать кольцевую рабочую камеру, предоставить роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий достаточно большой рабочий такт, и предоставить роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором ротор совместно используется несколькими двигателями.The objective of the present invention is to provide a rotary piston engine, which is advantageous from the point of view of size reduction, to provide a rotary piston internal combustion engine having movably moving parts making contact across the area for sealing, to provide a rotary piston internal combustion engine efficiently using the space of the sidewall of the rotor of the output shaft to form an annular working chamber, provide a rotary piston engine internal combustion, having a sufficiently large working cycle, and provide a rotary piston internal combustion engine in which the rotor is shared by several engines.
Средство решения проблемыProblem Solver
Поставленная задача решена путем создания роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащего выходной вал, ротор, соединенный с выходным валом без относительного вращения, корпус, поддерживающий с возможностью вращения выходной вал, кольцевую рабочую камеру, сформированную посредством ротора и корпуса для формирования рабочей камеры впуска, рабочей камеры сжатия, рабочей камеры сгорания и рабочей камеры выпуска, по меньшей мере, один элемент создания давления (находящийся под давлением), предусмотренный на роторе для секционирования кольцевой рабочей камеры, для сжатия поступившего воздуха в рабочей камере сжатия и для приема газового давления от газа, образующегося от сгорания, в рабочей камере сгорания, по меньшей мере, один элемент секционирования рабочей камеры, предусмотренный в корпусе для секционирования кольцевой рабочей камеры, впускное отверстие для впуска всасываемого воздуха в кольцевую рабочую камеру, выпускное отверстие для выпуска газа из кольцевой рабочей камеры и средство для подачи топлива, при этом сжатая топливно-воздушная смесь воспламеняется с помощью свечи зажигания или за счет воспламенения от сжатия,The problem is solved by creating a rotary piston internal combustion engine containing an output shaft, a rotor connected to the output shaft without relative rotation, a housing supporting rotatably the output shaft, an annular working chamber formed by a rotor and a housing for forming an inlet working chamber, a working compression chamber, a working combustion chamber and a working exhaust chamber, at least one pressure generating element (under pressure) provided on the rotor for the section ringing the annular working chamber, for compressing the incoming air in the working compression chamber and for receiving gas pressure from the gas generated from combustion in the working combustion chamber, at least one sectioning element of the working chamber provided in the housing for sectioning the annular working chamber, inlet an opening for intake of intake air into the annular working chamber, an outlet for discharging gas from the annular working chamber and means for supplying fuel, wherein the compressed air-fuel mixture is recovered ignited by a spark plug or by compression ignition,
согласно изобретениюaccording to the invention
кольцевая рабочая камера сформирована в осевом направлении выходного вала посредством корпуса и частей боковой стенки ротора и имеет полностью или в основном цилиндрическую внутреннюю стенку и полностью или в основном цилиндрическую внешнюю стенку;an annular working chamber is formed in the axial direction of the output shaft by means of a housing and parts of the side wall of the rotor and has a fully or substantially cylindrical inner wall and a completely or substantially cylindrical outer wall;
упомянутый элемент секционирования рабочей камеры содержит возвратно-поступательный элемент секционирования, который совершает возвратно-поступательное движение параллельно оси выходного вала между выдвинутым положением, где он секционирует кольцевую рабочую камеру, и отведенным положением, где он выведен из кольцевой рабочей камеры;said working chamber sectioning element comprises a reciprocating sectioning element that reciprocates parallel to the axis of the output shaft between the extended position where it sections the annular working chamber and the retracted position where it is brought out of the annular working chamber;
сдвигающее средство для сдвигания возвратно-поступательного элемента секционирования в направлении выдвинутого положения;a shifting means for shifting the reciprocating sectioning element in the direction of the extended position;
при этом упомянутый элемент создания давления (находящийся под давлением) содержит дугообразный элемент секционирования, имеющий первую наклонную поверхность, для перемещения возвратно-поступательного элемента секционирования из выдвинутого положения в отведенное положение, переднюю поверхность скольжения, продолжающуюся от первой наклонной поверхности, и вторую наклонную поверхность, продолжающуюся от передней поверхности скольжения и позволяющую возвратно-поступательному элементу секционирования возвращаться из отведенного положения в выдвинутое положение,wherein said pressure-generating element (under pressure) comprises an arcuate sectioning element having a first inclined surface for moving the reciprocating sectioning element from the extended position to the retracted position, the front sliding surface extending from the first inclined surface, and the second inclined surface, extending from the front sliding surface and allowing the reciprocating sectioning element to return from the allotted Assumption in the extended position,
при этом часть боковой стенки ротора имеет поверхность стенки, параллельную плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, иwhile part of the side wall of the rotor has a wall surface parallel to a plane perpendicular to the axis of the output shaft, and
возвратно-поступательный элемент секционирования имеет на переднем конце первую поверхность скольжения для создания герметичного контакта с первой наклонной поверхностью дугообразного элемента секционирования, переднюю поверхность скольжения, предназначенную для создания герметичного контакта с поверхностью стенки, которая параллельна указанной плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, и вторую поверхность скольжения, предназначенную для создания герметичного контакта со второй наклонной поверхностью дугообразного элемента секционирования.the reciprocating sectioning element has at its front end a first sliding surface for making tight contact with the first inclined surface of the arcuate sectioning element, a front sliding surface for making tight contact with the wall surface that is parallel to the specified plane perpendicular to the axis of the output shaft, and the second surface sliding, designed to create a tight contact with the second inclined surface of the arcuate eleme NTA partitioning.
Предпочтительно кольцевая рабочая камера содержит кольцевую канавку, выточенную в корпусе, и имеет прямоугольный полупрофиль в плоскости, содержащей ось выходного вала, при этом часть кольцевой боковой стенки ротора закрывает кольцевую канавку.Preferably, the annular working chamber comprises an annular groove machined in the housing and has a rectangular half-profile in a plane containing the axis of the output shaft, while part of the annular side wall of the rotor closes the annular groove.
Предпочтительно кольцевая рабочая камера имеет прямоугольный полупрофиль с дугообразными закругленными углами в плоскости, содержащей ось выходного вала, и содержит неглубокую кольцевую канавку, сформированную в части боковой стенки ротора, и глубокую кольцевую канавку, сформированную в корпусе; при этом неглубокая кольцевая канавка имеет первую кольцевую стенку на плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, и внутреннюю и внешнюю угловые стенки, которые находятся на внутреннем конце и на внешнем конце первой кольцевой стенки; и глубокая кольцевая канавка имеет цилиндрическую внутреннюю стенку, цилиндрическую внешнюю стенку, вторую кольцевую стенку на плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, и внутреннюю и внешнюю угловые стенки, которые находятся на внутренней стороне и на внешней стороне второй кольцевой стенки.Preferably, the annular working chamber has a rectangular half-profile with arched rounded corners in a plane containing the axis of the output shaft, and comprises a shallow annular groove formed in the part of the side wall of the rotor and a deep annular groove formed in the housing; wherein the shallow annular groove has a first annular wall on a plane perpendicular to the axis of the output shaft, and inner and outer corner walls that are at the inner end and at the outer end of the first annular wall; and the deep annular groove has a cylindrical inner wall, a cylindrical outer wall, a second annular wall on a plane perpendicular to the axis of the output shaft, and inner and outer corner walls that are on the inner side and on the outer side of the second annular wall.
Предпочтительно предусмотрен зацепляющий направляющий механизм, не допускающий перемещение возвратно-поступательного элемента секционирования в окружном направлении и обеспечивающий перемещение возвратно-поступательного элемента секционирования параллельно оси выходного вала.Preferably, an engaging guide mechanism is provided to prevent the reciprocating sectioning member from moving in the circumferential direction and allowing the reciprocating sectioning member to move parallel to the axis of the output shaft.
Предпочтительно сдвигающее средство содержит пневматическую пружину, сдвигающую возвратно-поступательный элемент секционирования в направлении выдвинутого положения.Preferably, the biasing means comprises a pneumatic spring biasing the reciprocating sectioning element in the direction of the extended position.
Предпочтительно кольцевая рабочая камера имеется на каждой стороне упомянутого ротора в осевом направлении выходного вала, и каждая кольцевая рабочая камера снабжена элементом создания давления (находящимся под давлением) и элементом секционирования рабочей камеры, соответственно.Preferably, an annular working chamber is provided on each side of said rotor in the axial direction of the output shaft, and each annular working chamber is provided with a pressure generating element (under pressure) and a working chamber sectioning element, respectively.
Предпочтительно дугообразный элемент секционирования имеет внутреннюю боковую поверхность скольжения, создающую контакт с цилиндрической внутренней стенкой, и внешнюю боковую поверхность скольжения, создающую контакт с цилиндрической внешней стенкой, при этом каждая из внутренней и внешней боковых поверхностей скольжения, а также передняя поверхность скольжения дугообразного элемента секционирования снабжены одной или более канавками для установки уплотнения, в которые подается смазочное масло, причем один или более уплотняющих элементов установлены с возможностью перемещения в канавках для установки уплотнения.Preferably, the arcuate sectioning member has an inner side sliding surface that makes contact with the cylindrical inner wall, and an outer side sliding surface that makes contact with the cylindrical outer wall, with each of the inner and outer side sliding surfaces, as well as the front sliding surface of the arcuate sectioning element, provided one or more grooves for installing a seal into which lubricating oil is supplied, one or more sealing lementov movably mounted in the grooves for the installation of the seal.
Предпочтительно возвратно-поступательный элемент секционирования имеет внутреннюю боковую поверхность скольжения и внешнюю боковую поверхность скольжения, причем внутренняя и внешняя боковые поверхности скольжения, а также первая, передняя и вторая поверхности скольжения возвратно-поступательного элемента секционирования снабжены одной или более канавкой для установки уплотнения, в которые подается смазочное масло, причем один или более уплотняющих элементов установлены с возможностью перемещения в канавках для установки уплотнения.Preferably, the reciprocating sectioning member has an inner side sliding surface and an outer side sliding surface, wherein the inner and outer side sliding surfaces, as well as the first, front and second sliding surfaces of the reciprocating sectioning member, are provided with one or more grooves for installing a seal into which lubricating oil is supplied, wherein one or more sealing elements are movably mounted in grooves for installing the seal Eden.
Предпочтительно передний край первой наклонной поверхности дугообразного элемента секционирования находится на линии, ортогональной оси выходного вала, первая наклонная поверхность имеет наклон в направлении окружности, линейно уменьшающийся в радиально наружном направлении, задний край второй наклонной поверхности дугообразного элемента секционирования находится на линии, ортогональной оси упомянутого выходного вала, а вторая наклонная поверхность имеет наклон в направлении окружности, линейно уменьшающийся в радиально наружном направлении.Preferably, the leading edge of the first inclined surface of the arcuate sectioning element is on a line orthogonal to the axis of the output shaft, the first inclined surface has a slope in the circumferential direction linearly decreasing in the radially outward direction, the rear edge of the second inclined surface of the arcuate sectioning element is on the line orthogonal to the axis of said output shaft, and the second inclined surface has a slope in the direction of the circle, linearly decreasing radially outwardly m direction.
Предпочтительно корпус снабжен первым возвратно-поступательным элементом секционирования и вторым возвратно-поступательным элементом секционирования, отстоящим от упомянутого первого возвратно-поступательного элемента секционирования, по меньшей мере, на 180 градусов в направления вращения ротора.Preferably, the housing is provided with a first reciprocating sectioning element and a second reciprocating sectioning element spaced from said first reciprocating sectioning element by at least 180 degrees in the direction of rotation of the rotor.
Предпочтительно в части стенки корпуса предусмотрена вспомогательная камера сгорания, впускное отверстие сформировано в части корпуса рядом со вторым возвратно-поступательным элементом секционирования у передней стороны оси ротора, а выпускное отверстие сформировано в части корпуса рядом с вторым возвратно-поступательным элементом секционирования у задней стороны оси ротора.Preferably, an auxiliary combustion chamber is provided in the housing wall portion, an inlet is formed in the housing portion next to the second reciprocating sectioning element at the front side of the rotor axis, and an exhaust hole is formed in the housing portion next to the second reciprocating sectioning element at the rear side of the rotor axis .
Предпочтительно, когда элемент создания давления (находящийся под давлением) находится между впускным отверстием и первым возвратно-поступательным элементом секционирования, рабочая камера впуска формируется между вторым возвратно-поступательным элементом секционирования и элементом создания давления (находящимся под давлением), а рабочая камера сжатия формируется между элементом создания давления (находящимся под давлением) и первым возвратно-поступательным элементом секционирования в кольцевой рабочей камере; иPreferably, when the pressure generating member (under pressure) is between the inlet and the first reciprocating sectioning member, the inlet working chamber is formed between the second reciprocating sectioning member and the pressure generating member (under pressure), and the compression working chamber is formed between a pressure generating element (under pressure) and a first reciprocating sectioning element in the annular working chamber; and
когда упомянутый элемент создания давления (находящийся под давлением) находится между первым возвратно-поступательным элементом секционирования и выпускным отверстием, рабочая камера сгорания формируется между первым возвратно-поступательным элементом секционирования и элементом создания давления (находящимся под давлением) а рабочая камера выпуска формируется между элементом создания давления (находящимся под давлением) и вторым возвратно-поступательным элементом секционирования в кольцевой рабочей камере.when said pressure-generating element (under pressure) is between the first reciprocating sectioning element and an outlet, a combustion chamber is formed between the first reciprocating sectioning element and a pressure generating element (under pressure), and a discharge working chamber is formed between the creating element pressure (under pressure) and the second reciprocating sectioning element in the annular working chamber.
Предпочтительно средство подачи топлива имеет топливный инжектор для впрыска топлива в рабочую камеру сгорания, и предусмотрена свеча зажигания для воспламенения топливно-воздушной смеси в вспомогательной камере сгорания.Preferably, the fuel supply means has a fuel injector for injecting fuel into the working combustion chamber, and a spark plug is provided for igniting the fuel-air mixture in the auxiliary combustion chamber.
Предпочтительно упомянутое средство подачи топлива имеет топливный инжектор для впрыска топлива в упомянутую вспомогательную камеру сгорания.Preferably, said fuel supply means has a fuel injector for injecting fuel into said auxiliary combustion chamber.
Предпочтительно средство подачи топлива имеет топливный инжектор, обеспечивающий дополнительный впрыск топлива в рабочую камеру сгорания.Preferably, the fuel supply means has a fuel injector providing additional fuel injection into the working combustion chamber.
Предпочтительно предусмотрены впускной канал для соединения рабочей камеры сжатия с вспомогательной камерой сгорания, двухпозиционный клапан впускного канала для открытия/закрытия впускного канала, выпускной канал для выпуска газа, образующегося при сгорании в вспомогательной камере сгорания в рабочую камеру сгорания и двухпозиционный клапан выпускного канала для открытия/закрытия выпускного канала.Preferably, an inlet channel is provided for connecting the working compression chamber to the auxiliary combustion chamber, a two-position valve of the inlet channel for opening / closing the inlet channel, an exhaust channel for discharging gas generated during combustion in the auxiliary combustion chamber into the working combustion chamber, and a two-position valve of the exhaust channel for opening / closing the exhaust channel.
Предпочтительно предусмотрено средство приведения нескольких клапанов для приведения двухпозиционного клапана впускного канала и двухпозиционного клапана выпускного канала синхронно с вращением выходного вала.Preferably, a plurality of valve actuating means is provided for driving the on-off valve of the inlet channel and the on-off valve of the exhaust channel in synchronization with the rotation of the output shaft.
Предпочтительно элемент секционирования рабочей камеры содержит вспомогательную камеру сгорания, сформированную в возвратно-поступательном элементе секционирования.Preferably, the sectioning element of the working chamber comprises an auxiliary combustion chamber formed in the reciprocating sectioning element.
Предпочтительно средство подачи топлива имеет топливный инжектор для впрыска топлива в вспомогательную камеру сгорания, при этом топливно-воздушная смесь в вспомогательной камере сгорания воспламеняется за счет воспламенения от сжатия.Preferably, the fuel supply means has a fuel injector for injecting fuel into the auxiliary combustion chamber, wherein the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber is ignited by compression ignition.
Преимущества изобретенияAdvantages of the Invention
Работа и преимущества двигателя по настоящему изобретению описаны далее.The operation and advantages of the engine of the present invention are described below.
Кольцевая рабочая камера сформирована, по меньшей мере, посредством одной из частей боковой стенки ротора и корпуса. Кольцевая рабочая камера герметично секционируется, по меньшей мере, посредством одного элемента создания давления (и к которому прикладывается давление), предусмотренного на роторе, и, по меньшей мере, одного элемента секционирования рабочей камеры, предусмотренного в корпусе. Элемент создания давления (и к которому прикладывается давление) выполняет сжатие впускаемого воздуха совместно с элементом секционирования рабочей камеры и прием давления газа, образующегося от сгорания, по мере того как вращается ротор.An annular working chamber is formed by at least one of the parts of the side wall of the rotor and the housing. The annular working chamber is hermetically partitioned by at least one pressure generating element (and to which pressure is applied) provided on the rotor, and at least one working chamber sectioning element provided in the housing. The pressure generating element (and to which pressure is applied) compresses the intake air together with the sectioning element of the working chamber and receives the pressure of the gas generated from combustion as the rotor rotates.
По мере того как вращается ротор, возвратно-поступательный элемент секционирования возвратно-поступательно перемещается между выдвинутым положением и отведенным положением, при этом контактируя с первой наклонной поверхностью, передней поверхностью скольжения и второй наклонной поверхностью дугообразной перегородки последовательно.As the rotor rotates, the reciprocating sectioning element reciprocates between the extended position and the retracted position, while contacting the first inclined surface, the front sliding surface and the second inclined surface of the arcuate partition in series.
Например, когда элемент создания давления (находящийся под давлением) состоит из дугообразного элемента секционирования, а элемент секционирования рабочей камеры состоит из возвратно-поступательного элемента секционирования, дугообразный элемент секционирования имеет внутреннюю периферийную боковую поверхность скольжения, создающую контакт по площади с внутренней периферийной поверхностью кольцевой рабочей камеры, внешнюю периферийную боковую поверхность скольжения, создающую контакт по площади с внешней периферийной поверхностью кольцевой рабочей камеры, и переднюю поверхность скольжения, создающую контакт по площади с боковой кольцевой стенкой корпуса кольцевой рабочей камеры. Возвратно-поступательный элемент секционирования имеет переднюю поверхность скольжения, создающую контакт по площади с боковой кольцевой стенкой ротора. Возвратно-поступательный элемент секционирования не выполняет относительного движения по отношению к корпусу в направлении вдоль окружности, что является преимущественным для герметизации. Может быть предоставлен зацепляющий направляющий механизм для задержки относительного движения возвратно-поступательного элемента секционирования по отношению к корпусу в направлении вдоль окружности.For example, when the pressure generating element (under pressure) consists of an arched sectioning element, and the working chamber sectioning element consists of a reciprocating sectioning element, the arched sectioning element has an inner peripheral side sliding surface that makes area contact with the inner peripheral surface of the annular working cameras, the outer peripheral lateral surface of the slide, creating contact in area with the outer peripheral surface thu annular working chamber, and the front sliding surface, creating contact in area with the lateral ring wall of the housing of the annular working chamber. The reciprocating sectioning element has a front sliding surface that makes area contact with the side annular wall of the rotor. The reciprocating sectioning element does not perform relative movement with respect to the housing in the circumferential direction, which is advantageous for sealing. An engaging guide mechanism may be provided to delay the relative movement of the reciprocating sectioning element with respect to the housing in a circumferential direction.
Кольцевая рабочая камера сформирована, по меньшей мере, посредством одной части боковой стенки ротора и корпуса. Следовательно, нет элемента, сильно выступающего наружу от внешней границы ротора, что способствует снижению размера двигателя внутреннего сгорания. И дугообразный элемент секционирования, и возвратно-поступательный элемент секционирования могут создавать контакт по площади со стенками кольцевой рабочей камеры, легко обеспечивая свойства герметизации и смазывания.An annular working chamber is formed by at least one part of the side wall of the rotor and the housing. Therefore, there is no element that protrudes strongly outward from the outer boundary of the rotor, which helps to reduce the size of the internal combustion engine. Both the arched sectioning element and the reciprocating sectioning element can create an area contact with the walls of the annular working chamber, easily providing sealing and lubrication properties.
Кольцевая рабочая камера сформирована, по меньшей мере, посредством одной части боковой стенки ротора в осевом направлении выходного вала и корпуса. Следовательно, кольцевая рабочая камера может иметь максимизированный радиус в пределах диаметра ротора. В этом случае радиус от выходного вала до элемента создания давления (находящегося под давлением), принимающего давление газа, образующегося от сгорания (который соответствует радиусу кривошипа), может быть значительно больше, чем радиус кривошипа возвратно-поступательного двигателя. Давление газа, образующегося от сгорания, преобразуется в выходные характеристики (крутящий момент, лошадиные силы) со значительно большей эффективностью, получая двигатель внутреннего сгорания, имеющий высокую экономическую эффективность по топливу.An annular working chamber is formed by at least one part of the side wall of the rotor in the axial direction of the output shaft and the housing. Therefore, the annular working chamber may have a maximized radius within the diameter of the rotor. In this case, the radius from the output shaft to the pressure generating element (under pressure) that receives the pressure of the gas generated from combustion (which corresponds to the radius of the crank) can be significantly larger than the radius of the crank of the reciprocating engine. The pressure of the gas generated from the combustion is converted to the output characteristics (torque, horsepower) with much greater efficiency, obtaining an internal combustion engine having a high economic fuel efficiency.
Например, когда ротор содержит один дугообразный элемент секционирования, а корпус содержит два возвратно-поступательных элемента секционирования, каждое одно вращение выходного вала создает рабочий такт, что уменьшает рабочий объем цилиндра до половины рабочего объема цилиндра четырехтактного двигателя, реализуя двигатель значительно меньшего размера. Рабочий такт может охватывать угол вращения примерно 180° или больше выходного вала. Могут быть реализованы продолжительный период сгорания и повышенная эффективность сгорания. Кольцевая рабочая камера может быть предусмотрена на любой стороне ротора, и один ротор может совместно использоваться посредством двух блоков двигателя внутреннего сгорания, преимущественно для достижения двигателя внутреннего сгорания меньшего размера с высокой мощностью.For example, when the rotor contains one arcuate sectioning element, and the housing contains two reciprocating sectioning elements, each one rotation of the output shaft creates a working cycle, which reduces the working volume of the cylinder to half the working volume of the cylinder of a four-stroke engine, realizing a much smaller engine. The working cycle can cover an angle of rotation of about 180 ° or more of the output shaft. A long combustion period and increased combustion efficiency can be realized. An annular working chamber can be provided on either side of the rotor, and one rotor can be shared by two blocks of an internal combustion engine, advantageously to achieve a smaller internal combustion engine with high power.
С другой стороны, когда большая часть кольцевой рабочей камеры сформирована в роторе, предпочтительно, чтобы ротор содержал возвратно-поступательный элемент секционирования в качестве элемента создания давления (находящегося под давлением), а корпус содержал дугообразный элемент секционирования в качестве элемента секционирования рабочей камеры. В этом случае могут ожидаться те же преимущества, что и описаны выше.On the other hand, when a large part of the annular working chamber is formed in the rotor, it is preferable that the rotor contains a reciprocating sectioning element as a pressure generating element (under pressure), and the housing contains an arcuate sectioning element as a sectioning element of the working chamber. In this case, the same benefits can be expected as described above.
Следующие различные конструкции могут быть применены к настоящему изобретению.The following various designs may be applied to the present invention.
(1) Кольцевая рабочая камера может составлять рабочую камеру впуска, рабочую камеру сжатия, рабочую камеру сгорания и рабочую камеру выпуска посредством элемента создания давления (находящегося под давлением) и элемента секционирования рабочей камеры.(1) An annular working chamber may constitute an inlet working chamber, a compression working chamber, a combustion working chamber and an exhaust working chamber by means of a pressure generating element (under pressure) and a working chamber sectioning element.
(2) Часть боковой стенки ротора - это часть боковой стенки большего диаметра, имеющая радиус 0,5 R или выше от оси выходного вала, при этом R - это радиус ротора.(2) A part of the side wall of the rotor is a part of the side wall of a larger diameter having a radius of 0.5 R or higher from the axis of the output shaft, with R being the radius of the rotor.
(3) Кольцевая рабочая камера состоит из кольцевой канавки, выточенной в корпусе, причем край отверстия противостоит ротору и имеет прямоугольный полупрофиль в плоскости, содержащей ось выходного вала, и кольцевая стенка ротора закрывает край отверстия кольцевой канавки.(3) The annular working chamber consists of an annular groove machined in the housing, the edge of the hole being opposed to the rotor and having a rectangular half profile in the plane containing the axis of the output shaft, and the annular wall of the rotor closes the edge of the opening of the annular groove.
(4) Кольцевая рабочая камера имеет прямоугольный полупрофиль с дугообразными закругленными углами в плоскости, содержащей ось выходного вала, и состоит из неглубокой кольцевой канавки, сформированной в роторе, и глубокой кольцевой канавки, сформированной в корпусе; неглубокая кольцевая канавка имеет первую кольцевую стенку на плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, и внутренние и внешние угловые стенки, которые находятся на внутренней периферийной стороне и на внешней периферийной стороне первой кольцевой стенки; а глубокая кольцевая канавка имеет внутреннюю цилиндрическую стенку, внешнюю цилиндрическую стенку, вторую кольцевую стенку на плоскости, ортогональной оси упомянутого выходного вала, и внутреннюю и внешнюю угловые стенки, которые находятся на внутренней периферийной стороне и на внешней периферийной стороне второй кольцевой стенки.(4) The annular working chamber has a rectangular half-profile with arched rounded corners in a plane containing the axis of the output shaft, and consists of a shallow annular groove formed in the rotor and a deep annular groove formed in the housing; a shallow annular groove has a first annular wall on a plane perpendicular to the axis of the output shaft, and inner and outer corner walls that are on the inner peripheral side and on the outer peripheral side of the first annular wall; and the deep annular groove has an inner cylindrical wall, an outer cylindrical wall, a second annular wall in a plane orthogonal to the axis of said output shaft, and inner and outer corner walls that are on the inner peripheral side and on the outer peripheral side of the second annular wall.
(5) Зацепляющий направляющий механизм, который не допускает перемещение возвратно-поступательного элемента секционирования в направлении вдоль окружности и предоставляет возможность возвратно-поступательному элементу секционирования перемещаться параллельно оси выходного вала, предусмотрен.(5) An engaging guide mechanism that prevents the reciprocating sectioning member from moving in a circumferential direction and allowing the reciprocating sectioning member to move parallel to the axis of the output shaft is provided.
(6) Сдвигающее средство состоит из пневматической пружины, сдвигающей возвратно-поступательный элемент секционирования в направлении выдвинутого положения.(6) The biasing means consists of a pneumatic spring biasing the reciprocating sectioning element in the direction of the extended position.
(7) Кольцевая рабочая камера предусмотрена на каждой стороне ротора в осевом направлении выходного вала, и эти кольцевые рабочие камеры обе оснащены элементом создания давления (находящимся под давлением) и элементом секционирования рабочей камеры.(7) An annular working chamber is provided on each side of the rotor in the axial direction of the output shaft, and these annular working chambers are both equipped with a pressure generating member (under pressure) and a working chamber sectioning member.
(8) Кольцевая рабочая камера имеет стенку, параллельную плоскости, ортогональной оси выходного вала; а возвратно- поступательный элемент секционирования имеет на переднем конце первую поверхность скольжения для создания герметичного контакта с первой наклонной поверхностью дугообразного элемента секционирования, переднюю поверхность скольжения для создания герметичного контакта со стенкой кольцевой рабочей камеры, которая параллельна плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, и вторую поверхность скольжения для создания герметичного контакта со второй наклонной поверхностью дугообразного элемента секционирования.(8) The annular working chamber has a wall parallel to a plane orthogonal to the axis of the output shaft; and the reciprocating sectioning element has at its front end a first sliding surface for making tight contact with the first inclined surface of the arcuate sectioning element, a front sliding surface for making tight contact with the wall of the annular working chamber, which is parallel to the plane perpendicular to the axis of the output shaft, and the second surface sliding to create a tight contact with the second inclined surface of the arcuate sectioning element.
(9) Дугообразный элемент секционирования имеет внутреннюю периферийную боковую поверхность скольжения, создающую контакт с внутренней периферийной стенкой, и внешнюю периферийную боковую поверхность скольжения, создающую контакт с внешней периферийной стенкой, и внутренняя и внешняя периферийные боковые поверхности скольжения дугообразного элемента секционирования оснащены канавкой для установки уплотнения, в которую подается смазочное масло, и одним или более уплотняющим элементом, подвижно установленным в канавке для установки уплотнения.(9) The arcuate sectioning element has an inner peripheral lateral sliding surface that makes contact with the inner peripheral wall, and an external peripheral lateral sliding surface that makes contact with the outer peripheral wall, and the inner and outer peripheral lateral sliding surfaces of the arcuate sectioning element equipped with a groove for installing the seal into which lubricating oil is supplied and with one or more sealing elements movably mounted in the installation groove seals.
(10) В вышеуказанном (8) возвратно-поступательный элемент секционирования имеет внутреннюю периферийную боковую поверхность скольжения и внешнюю периферийную боковую поверхность скольжения, и внутренняя и внешняя периферийные боковые поверхности скольжения, а также первая, передняя и вторая поверхности скольжения возвратно-поступательного элемента секционирования все оснащены одной или более канавкой для установки уплотнения, в которые подается смазочное масло, и одним или более уплотняющим элементом, подвижно установленным в канавках для установки уплотнения.(10) In the above (8), the reciprocating sectioning member has an inner peripheral side sliding surface and an outer peripheral side sliding surface, and an inner and outer peripheral side sliding surface, as well as the first, front and second sliding surfaces of the reciprocating sectioning member all equipped with one or more grooves for installing seals into which the lubricating oil is supplied, and one or more sealing elements movably mounted in the groove ah to install the seal.
(11) В вышеуказанном (8) передний край в направлении вращения ротора первой наклонной поверхности дугообразного элемента секционирования находится на линии, перпендикулярной оси выходного вала, первая наклонная поверхность имеет наклон в направлении окружности, постепенно уменьшающийся в радиально наружном направлении, задний край в направлении вращения ротора второй наклонной поверхности дугообразного элемента секционирования находится на линии, перпендикулярной оси выходного вала, и вторая наклонная поверхность имеет наклон в направлении окружности, постепенно уменьшающийся в радиально наружном направлении.(11) In the above (8), the leading edge in the direction of rotation of the rotor of the first inclined surface of the arcuate sectioning element is on a line perpendicular to the axis of the output shaft, the first inclined surface has an inclination in the direction of the circle, gradually decreasing in the radially outward direction, the rear edge in the direction of rotation the rotor of the second inclined surface of the arcuate sectioning element is on a line perpendicular to the axis of the output shaft, and the second inclined surface has an inclination in circumference, gradually decreasing radially outward direction.
(12) Элемент создания давления (находящийся под давлением), предусмотренный в роторе, состоит из дугообразного элемента секционирования, а корпус оснащен, в качестве элемента секционирования рабочей камеры, первым возвратно-поступательным элементом секционирования и вторым возвратно-поступательным элементом секционирования, отстоящим от первого возвратно-поступательного элемента секционирования, по меньшей мере, на 180 градусов в направления вращения ротора.(12) The pressure generating element (under pressure) provided in the rotor consists of an arcuate sectioning element, and the housing is equipped as a working chamber sectioning element with a first reciprocating sectioning element and a second reciprocating sectioning element spaced from the first the reciprocating sectioning element is at least 180 degrees in the direction of rotation of the rotor.
(13) В вышеуказанном (12) вспомогательная камера сгорания формируется в части стенки корпуса на боковине выходного вала, а не в первом возвратно-поступательном элементе секционирования, впускное отверстие формируется в части корпуса рядом со вторым возвратно-поступательным элементом секционирования на передней стороне в направлении вращения ротора, а не во втором возвратно-поступательном элементе секционирования, а выпускное отверстие формируется в части корпуса рядом со вторым возвратно-поступательным элементом секционирования в задней стороне в направлении вращения ротора, а не во втором возвратно-поступательном элементе секционирования.(13) In the above (12), an auxiliary combustion chamber is formed in a part of the housing wall on the side of the output shaft, and not in the first reciprocating sectioning element, an inlet is formed in the housing part next to the second reciprocating sectioning element on the front side in the direction rotor rotation, and not in the second reciprocating sectioning element, and the outlet is formed in the body part next to the second reciprocating sectioning element in the rear s side in the rotor rotation direction than the second reciprocating partitioning member.
(14) В вышеуказанном (13), когда элемент создания давления (находящийся под давлением) находится между впускным отверстием и первым возвратно-поступательным элементом секционирования, рабочая камера впуска формируется между вторым возвратно-поступательным элементом секционирования и элементом создания давления (находящимся под давлением), а рабочая камера сжатия формируется между элементом создания давления (находящимся под давлением) и первым возвратно-поступательным элементом секционирования в кольцевой рабочей камере; а когда элемент создания давления (находящийся под давлением) находится между первым возвратно-поступательным элементом секционирования и выпускным отверстием, рабочая камера сгорания формируется между первым возвратно-поступательным элементом секционирования и элементом создания давления (находящимся под давлением), а рабочая камера выпуска формируется между элементом создания давления (находящимся под давлением) и вторым возвратно-поступательным элементом секционирования в кольцевой рабочей камере.(14) In the above (13), when the pressure generating member (under pressure) is between the inlet and the first reciprocating sectioning member, the intake working chamber is formed between the second reciprocating sectioning member and the pressure generating member (under pressure) and the compression working chamber is formed between the pressure generating element (under pressure) and the first reciprocating sectioning element in the annular working chamber; and when the pressure generating element (under pressure) is between the first reciprocating sectioning element and the outlet, the combustion chamber is formed between the first reciprocating sectioning element and the pressure creating element (under pressure), and the exhaust working chamber is formed between the element creating pressure (under pressure) and the second reciprocating sectioning element in the annular working chamber.
(15) В вышеуказанном (14) средство подачи топлива имеет топливный инжектор для вспрыскивания топлива в рабочую камеру сжатия.(15) In the above (14), the fuel supply means has a fuel injector for injecting fuel into the compression working chamber.
(16) В вышеуказанном (14) средство подачи топлива имеет топливный инжектор для вспрыскивания топлива во вспомогательную камеру сгорания.(16) In the above (14), the fuel supply means has a fuel injector for injecting fuel into the auxiliary combustion chamber.
(17) В вышеуказанном (15) средство подачи топлива имеет топливный инжектор, который дополнительно вспрыскивает топливо в рабочую камеру сгорания.(17) In the above (15), the fuel supply means has a fuel injector that further sprays fuel into the working combustion chamber.
(18) В вышеуказанном (14) предусмотрены впускной канал для соединения рабочей камеры сжатия со вспомогательной камерой сгорания, двухпозиционный клапан впускного канала для открытия/закрытия впускного канала, выпускной канал для отвода газа, образующегося от сгорания во вспомогательной камере сгорания, в рабочую камеру сгорания и двухпозиционный клапан выпускного канала для открытия/закрытия выпускного канала.(18) In the above (14), an inlet channel is provided for connecting the working compression chamber to the auxiliary combustion chamber, a two-position valve of the inlet channel for opening / closing the inlet channel, an exhaust channel for discharging the gas generated from the combustion in the auxiliary combustion chamber into the working combustion chamber and a two-position valve of the outlet channel for opening / closing the outlet channel.
(19) В вышеуказанном (18) предусмотрено средство приведения нескольких клапанов для приведения двухпозиционного клапана впускного канала и двухпозиционного клапана выпускного канала синхронно с вращением выходного вала.(19) In the above (18), there are provided means for driving several valves for driving the on-off valve of the inlet channel and the on-off valve of the exhaust channel in synchronization with the rotation of the output shaft.
(20) Элемент секционирования рабочей камеры состоит из возвратно-поступательного элемента секционирования, а вспомогательная камера сформирована в возвратно-поступательном элементе секционирования.(20) The sectioning element of the working chamber consists of a reciprocating sectioning element, and the auxiliary chamber is formed in the reciprocating sectioning element.
(21) Элемент создания давления (находящийся под давлением) состоит из возвратно-поступательного элемента секционирования, корпус оснащен, в качестве элемента секционирования рабочей камеры, одним или несколькими дугообразными элементами секционирования, а вспомогательная камера сгорания сформирована, по меньшей мере, из одного из дугообразных элементов секционирования.(21) The pressure generating element (under pressure) consists of a reciprocating sectioning element, the housing is equipped, as a sectioning element of the working chamber, with one or more arcuate sectioning elements, and the auxiliary combustion chamber is formed of at least one of the arcuate sectioning elements.
(22) Ротор оснащен, в качестве элемента создания давления (находящегося под давлением), одним из дугообразных элементов секционирования; корпус оснащен, в качестве элемента секционирования рабочей камеры, одним возвратно-поступательным элементом секционирования; впускное отверстие формируется в части корпуса на передней стороне в направлении вращения ротора, а не в возвратно-поступательном элементе секционирования, а выпускное отверстие формируется в корпусе рядом с упомянутым возвратно-поступательным элементом секционирования в задней стороне в направлении вращения ротора, а не в возвратно-поступательном элементе секционирования; и предусмотрены впускной клапан для открытия/закрытия впускного отверстия и выпускной клапан для открытия/закрытия выпускного отверстия.(22) The rotor is equipped, as a pressure generating element (under pressure), with one of the arcuate sectioning elements; the housing is equipped, as a sectioning element of the working chamber, with one reciprocating sectioning element; an inlet is formed in a part of the housing on the front side in the direction of rotation of the rotor, and not in the reciprocating sectioning element, and an outlet is formed in the housing next to said reciprocating sectioning element in the rear side in the direction of rotation of the rotor, and not in the reciprocating translational sectioning element; and an inlet valve for opening / closing the inlet and an outlet valve for opening / closing the outlet is provided.
(23) В вышеуказанном (11) ротор оснащен, в качестве элемента создания давления (находящегося под давлением), двумя дугообразными элементами секционирования, разнесенными друг от друга примерно на 180 градусов в направлении вращения ротора.(23) In the above (11), the rotor is equipped, as a pressure generating element (under pressure), with two arcuate sectioning elements spaced apart from each other by about 180 degrees in the direction of rotation of the rotor.
(24) В вышеуказанном (12), ротор оснащен, в качестве элемента создания давления (находящегося под давлением), тремя дугообразными элементами секционирования, предусмотренными в трех равноудаленных позициях на окружности.(24) In the above (12), the rotor is equipped, as a pressure generating element (under pressure), with three arched sectioning elements provided in three equally spaced circumferential positions.
(25) Ротор оснащен, в качестве элемента создания давления (находящегося под давлением), четырьмя дугообразными элементами секционирования, предусмотренными в четырех равноудаленных позициях на окружности, а корпус оснащен, в качестве элемента секционирования рабочей камеры, четырьмя возвратно-поступательными элементами секционирования, предусмотренными в четырех равноудаленных позициях на окружности; впускные отверстия сформированы в корпусе рядом с передними концами в направлении вращения ротора двумя возвратно-поступательными элементами секционирования, разнесенными на 180 градусов в направлении вдоль окружности, а выпускные отверстия сформированы в корпусе рядом с задними концами в направлении вращения ротора.(25) The rotor is equipped, as a pressure generating element (under pressure), with four arcuate sectioning elements provided in four equally spaced circular positions, and the housing is equipped, as a working chamber sectioning element, with four reciprocating sectioning elements provided in four equidistant positions on a circle; inlet openings are formed in the housing near the front ends in the direction of rotation of the rotor by two reciprocating sectioning elements spaced 180 degrees in the circumferential direction, and outlet openings are formed in the housing near the rear ends in the direction of rotation of the rotor.
(26) Несколько кольцевых рабочих камер, имеющих различные размеры, предусмотрены, по меньшей мере, в одной части боковой стенки ротора концентрически с радиальными интервалами, ротор оснащен, по меньшей мере, одним элементом создания давления (и к которому прикладывается давление), который секционирует каждую кольцевую рабочую камеру, а корпус оснащен, по меньшей мере, одним элементом секционирования рабочей камеры, который секционирует каждую кольцевую рабочую камеру.(26) Several annular working chambers having different sizes are provided in at least one part of the side wall of the rotor concentrically with radial intervals, the rotor is equipped with at least one pressure generating element (and to which pressure is applied), which sections each annular working chamber, and the housing is equipped with at least one sectioning element of the working chamber, which sections each annular working chamber.
(27) Средство подачи топлива имеет топливный инжектор для вспрыскивания топлива во вспомогательную камеру сгорания, и топливно-воздушная смесь во вспомогательной камере сгорания воспламеняется с помощью воспламенения от сжатия.(27) The fuel supply means has a fuel injector for injecting fuel into the auxiliary combustion chamber, and the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber is ignited by compression ignition.
Вышеописанные структуры, другие базовые структуры и модифицированные варианты осуществления изобретения, а также их операции и результаты действия подробно описаны с помощью вариантов осуществления, поясненных ниже.The above-described structures, other basic structures and modified embodiments of the invention, as well as their operations and results of operations, are described in detail using the embodiments explained below.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 - это вид сбоку справа роторного двигателя по варианту осуществления настоящего изобретения.1 is a right side view of a rotary engine according to an embodiment of the present invention.
Фиг.2 - это вертикальный вид в поперечном разрезе роторного двигателя.Figure 2 is a vertical cross-sectional view of a rotary engine.
Фиг.3 - это схематичный вид в перспективе ротора.Figure 3 is a schematic perspective view of a rotor.
Фиг.4 - это схематичный вид в перспективе корпуса.Figure 4 is a schematic perspective view of a housing.
Фиг.5 - это вертикальный вид в поперечном разрезе спереди роторного двигателя.5 is a vertical cross-sectional front view of a rotary engine.
Фиг.6 - это вид в поперечном разрезе по линии VI-VI на фиг.1.6 is a view in cross section along the line VI-VI in figure 1.
Фиг.7 - это вид в поперечном разрезе по линии VII-VII на фиг.1.Fig.7 is a view in cross section along the line VII-VII in Fig.1.
Фиг.8 - это иллюстрация для пояснения режима работы дугообразного элемента секционирования и первого возвратно-поступательного элемента секционирования.Fig. 8 is an illustration for explaining a mode of operation of an arcuate sectioning element and a first reciprocating sectioning element.
Фиг.9 - это иллюстрация для пояснения режима работы дугообразного элемента секционирования и первого возвратно-поступательного элемента секционирования.9 is an illustration for explaining an operation mode of an arcuate sectioning element and a first reciprocating sectioning element.
Фиг.10 - это вид сбоку базовой части ротора, включающей в себя дугообразный элемент секционирования.Figure 10 is a side view of the base part of the rotor, which includes an arcuate sectioning element.
Фиг.11 - это вид в перспективе первого возвратно-поступательного элемента секционирования и направляющей первой пневматической пружины.11 is a perspective view of a first reciprocating sectioning member and a guide of a first air spring.
Фиг.12 - это вид в перспективе передней части первого возвратно-поступательного элемента секционирования перемещением.12 is a perspective view of a front portion of a first reciprocating moving sectioning member.
Фиг.13 - это вид в поперечном разрезе, показывающий внешнюю периферийную боковую поверхность скольжения первого возвратно-поступательного элемента секционирования.13 is a cross-sectional view showing an outer peripheral lateral sliding surface of a first reciprocating sectioning member.
Фиг.14 - это вид в поперечном разрезе вдоль окружности базовой части, включающей в себя вспомогательную камеру сгорания, впускной и выпускной каналы, а также первый и второй двухпозиционные клапаны.Fig. 14 is a cross-sectional view along the circumference of the base part including the auxiliary combustion chamber, the inlet and outlet channels, and the first and second on / off valves.
Фиг.15 - вид в поперечном разрезе базовой части впускного канала и первого двухпозиционного клапана.15 is a cross-sectional view of a base portion of an inlet channel and a first on-off valve.
Фиг.16 - вид в поперечном разрезе базовой части выпускного канала и второго двухпозиционного клапана.Fig is a view in cross section of the base part of the exhaust channel and the second on-off valve.
Фиг.17 - это иллюстрация для пояснения работы роторного двигателя.17 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.18 - это иллюстрация для пояснения работы роторного двигателя.Fig. 18 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.19 - это иллюстрация для пояснения работы роторного двигателя.Fig. 19 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.20 - это иллюстрация для пояснения работы роторного двигателя.20 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.21 - это иллюстрация, для пояснения работы роторного двигателя.21 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.22 - это иллюстрация для пояснения работы роторного двигателя.Fig. 22 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.23 - это иллюстрация для пояснения работы роторного двигателя.23 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.24 - это иллюстрация для пояснения работы роторного двигателя.24 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.25 - это иллюстрация для пояснения работы роторного двигателя.25 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.26 - это иллюстрация для пояснения работы роторного двигателя.Fig. 26 is an illustration for explaining the operation of a rotary engine.
Фиг.27 - это иллюстрация, эквивалентная фиг.6 и показывающая первый возвратно-поступательный элемент секционирования по второму варианту осуществления.Fig. 27 is an illustration equivalent to Fig. 6 and showing a first reciprocating sectioning element according to a second embodiment.
Фиг.28 - это вид в поперечном разрезе первого возвратно-поступательного элемента секционирования и окружающей структуры по второму варианту осуществления.FIG. 28 is a cross-sectional view of a first reciprocating sectioning member and a surrounding structure according to the second embodiment.
Фиг.29 - это иллюстрация, эквивалентная фиг.28 и показывающая еще один первый возвратно-поступательный элемент секционирования по второму варианту осуществления.Fig. 29 is an illustration equivalent to Fig. 28 and showing yet another first reciprocating sectioning element according to the second embodiment.
Фиг.30 - это вертикальный вид спереди в поперечном разрезе базовой части кольцевой рабочей камеры по третьему варианту осуществления.Fig. 30 is a front elevational cross-sectional view of the base portion of the annular working chamber of the third embodiment.
Фиг.31 - это радиальный вид в поперечном разрезе первого возвратно-поступательного элемента секционирования и окружающей структуры по третьему варианту осуществления.FIG. 31 is a radial cross-sectional view of a first reciprocating sectioning member and a surrounding structure according to the third embodiment.
Фиг.32 - это вид в поперечном разрезе вдоль окружности первого возвратно-поступательного элемента секционирования и окружающей структуры по третьему варианту осуществления.Fig. 32 is a cross-sectional view along the circumference of the first reciprocating sectioning element and the surrounding structure of the third embodiment.
Фиг.33 - это вид в поперечном разрезе вдоль окружности первого возвратно-поступательного элемента секционирования и окружающей структуры по четвертому варианту осуществления.33 is a cross-sectional view along the circumference of the first reciprocating sectioning element and the surrounding structure of the fourth embodiment.
Фиг.34 - это вид в поперечном разрезе вдоль окружности первого возвратно-поступательного элемента секционирования и окружающей структуры по пятому варианту осуществленияFig. 34 is a cross-sectional view along the circumference of the first reciprocating sectioning element and the surrounding structure of the fifth embodiment
Фиг.35 - это вид в поперечном разрезе вдоль окружности первого возвратно-поступательного элемента секционирования и окружающей структуры по шестому варианту осуществления.Fig. 35 is a cross-sectional view along the circumference of the first reciprocating sectioning element and the surrounding structure of the sixth embodiment.
Фиг.36 - это вид в поперечном разрезе в направлении, ортогональном оси первого возвратно-поступательного элемента секционирования и окружающей структуры, по шестому варианту осуществления.Fig. 36 is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the axis of the first reciprocating sectioning element and the surrounding structure, according to the sixth embodiment.
Фиг.37 - это иллюстрация для пояснения работы первого возвратно-поступательного элемента секционирования по шестому варианту осуществления.Fig. 37 is an illustration for explaining the operation of the first reciprocating sectioning element according to the sixth embodiment.
Фиг.38 - это иллюстрация для пояснения работы первого возвратно-поступательного элемента секционирования по шестому варианту осуществления.Fig. 38 is an illustration for explaining the operation of the first reciprocating sectioning element according to the sixth embodiment.
Фиг.39 - это иллюстрация для пояснения работы первого возвратно-поступательного элемента секционирования по шестому варианту осуществленияFig. 39 is an illustration for explaining the operation of the first reciprocating sectioning element according to the sixth embodiment.
Фиг.40 - это иллюстрация для пояснения работы первого возвратно-поступательного элемента секционирования по шестому варианту осуществления.40 is an illustration for explaining the operation of the first reciprocating sectioning element according to the sixth embodiment.
Фиг.41 - это иллюстрация для пояснения работы первого возвратно-поступательного элемента секционирования по шестому варианту осуществления.Fig. 41 is an illustration for explaining the operation of the first reciprocating sectioning element according to the sixth embodiment.
Фиг.42 - это схематичный вид в поперечном разрезе роторного двигателя по седьмому варианту осуществления.Fig. 42 is a schematic cross-sectional view of a rotary engine in a seventh embodiment.
Фиг.43 - это схематичный вид в поперечном разрезе роторного двигателя по восьмому варианту осуществления.Fig. 43 is a schematic cross-sectional view of a rotary engine in an eighth embodiment.
Фиг.44 - это схематичный вид в поперечном разрезе роторного двигателя по девятому варианту осуществления.Fig. 44 is a schematic cross-sectional view of a rotary engine according to a ninth embodiment.
Фиг.45 - это схематичный вид в поперечном разрезе роторного двигателя по десятому варианту осуществления.Fig. 45 is a schematic cross-sectional view of a rotary engine of the tenth embodiment.
Фиг.46 - это схематичный вид в поперечном разрезе роторного двигателя по одиннадцатому варианту осуществления.Fig. 46 is a schematic cross-sectional view of a rotary engine in an eleventh embodiment.
Пояснение номеров ссылокExplanation of reference numbers
1 - выходной вал1 - output shaft
2 - ротор2 - rotor
4 - корпус4 - case
5 - кольцевая рабочая камера5 - ring working chamber
6 - дугообразный элемент секционирования6 - arcuate sectioning element
7, 8 - первый и второй возвратно-поступательные элементы секционирования7, 8 - the first and second reciprocating sectioning elements
9, 10 - пневматическая пружина9, 10 - pneumatic spring
11 - впускное отверстие11 - inlet
12 - выпускное отверстие12 - outlet
13 - вспомогательная камера сгорания13 - auxiliary combustion chamber
15, 16 - первый и второй двухпозиционные клапаны15, 16 - the first and second on-off valves
18, 19 - механизмы приведения клапанов18, 19 - valve driving mechanisms
25 - кольцевая канавка25 - annular groove
25а, 25b - внутренняя и внешняя периферийные стенки25a, 25b - inner and outer peripheral walls
26 - кольцевая стенка ротора26 - annular wall of the rotor
41, 43 - первая и вторая наклонные поверхности41, 43 - the first and second inclined surfaces
42 - передняя поверхность скольжения42 - front sliding surface
58, 59 - первая и вторая поверхности скольжения58, 59 - the first and second sliding surfaces
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments
Настоящее изобретение относится к роторно-поршневому двигателю внутреннего сгорания (упоминаемому как "роторный двигатель" далее), содержащему выходной вал, ротор, соединенный с выходным валом без относительного вращения, корпус, поддерживающий с возможностью вращения выходной вал, кольцевую рабочую камеру, сформированную посредством ротора и корпуса, по меньшей мере, один элемент создания давления(находящийся под давлением), предусмотренный в роторе для секционирования кольцевой рабочей камеры, по меньшей мере, один элемент секционирования рабочей камеры, предусмотренный в корпусе для секционирования кольцевой рабочей камеры, впускное отверстие для введения всасываемого воздуха в кольцевую рабочую камеру, выпускное отверстие для выпуска газа из кольцевой рабочей камеры и средство подачи топлива для подачи топлива, при этом сжатая топливно-воздушная смесь воспламеняется с помощью свечи зажигания или воспламенением от сжатия.The present invention relates to a rotary piston internal combustion engine (referred to as “rotary engine” hereinafter) comprising an output shaft, a rotor connected to the output shaft without relative rotation, a housing rotatably supporting the output shaft, an annular working chamber formed by the rotor and the housing, at least one pressure generating element (under pressure) provided in the rotor for sectioning the annular working chamber, at least one sectioning element a working chamber provided in the housing for sectioning the annular working chamber, an inlet for introducing intake air into the annular working chamber, an exhaust outlet for discharging gas from the annular working chamber and fuel supply means for supplying fuel, wherein the compressed air-fuel mixture is ignited with using a spark plug or compression ignition.
В частности, настоящее изобретение имеет следующие отличительные структуры. Кольцевая рабочая камера сформирована, по меньшей мере, посредством одной из частей боковой стенки ротора в осевом направлении выходного вала и корпуса и имеет полностью или большей частью цилиндрическую внутреннюю периферийную стенку и полностью или большей частью цилиндрическую внешнюю периферийную стенку.In particular, the present invention has the following distinctive structures. The annular working chamber is formed by at least one of the parts of the side wall of the rotor in the axial direction of the output shaft and the housing and has a fully or mostly cylindrical inner peripheral wall and a fully or mostly cylindrical outer peripheral wall.
Один из элементов создания давления (находящийся под давлением) и элементов секционирования рабочей камеры состоит из возвратно-поступательного элемента секционирования, совершающего возвратно-поступательное движение параллельно оси выходного вала между выдвинутым положением, где он секционирует кольцевую рабочую камеру, и отведенным положением, где он отведен из кольцевой рабочей камеры. Предусмотрено сдвигающее средство для сдвигания возвратно-поступательного элемента секционирования в направлении выдвинутого положения.One of the pressure generating elements (under pressure) and the working chamber sectioning elements consists of a reciprocating sectioning element reciprocating parallel to the axis of the output shaft between the extended position where it sections the annular working chamber and the retracted position where it is retracted from the annular working chamber. A shifting means is provided for shifting the reciprocating sectioning member in the direction of the extended position.
Другой из элементов создания давления (находящийся под давлением) и элементов секционирования рабочей камеры состоит из дугообразного элемента секционирования, имеющего первую наклонную поверхность, которая приводит возвратно-поступательный элемент секционирования из выдвинутого положения в отведенное положение, переднюю поверхность скольжения, продолжающуюся из первой наклонной поверхности, и вторую наклонную поверхность, продолжающуюся из передней поверхности скольжения и позволяющую элементу возвратно-поступательному секционирования возвращаться из отведенного положения в выдвинутое положение.Another of the pressure generating elements (under pressure) and the working chamber sectioning elements consists of an arcuate sectioning element having a first inclined surface, which brings the reciprocating sectioning element from the extended position to the retracted position, the front sliding surface extending from the first inclined surface, and a second inclined surface extending from the front sliding surface and allowing the element to reciprocate nirovany return from the retracted position to the extended position.
Первый вариант осуществленияFirst Embodiment
Роторный двигатель по первому варианту осуществления описывается со ссылками на фиг.1-28. Как показано на фиг.1, 2 и 5, роторный двигатель Е имеет два блока роторных двигателей (правый роторный двигатель Е1 и левый роторный двигатель Е2 на фиг.5), совместно использующих выходной вал 1, ротор 2 и корпус 3 ротора. Роторные двигатели E1, E2 вращаются симметрично вокруг вертикальной центральной линии CL, проходящей через центральную ось выходного вала 1 и центр ротора 2 в горизонтальном направлении, как показано на фиг.5, но время их соответствующих ходов установлено с фазовым сдвигом вращения, равным 180°, как подробно поясняется далее со ссылками на фиг.17-26. Соответственно описывается правый роторный двигатель Е1.The rotary engine of the first embodiment is described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1, 2 and 5, the rotary engine E has two rotary engine blocks (the right rotary engine E1 and the left rotary engine E2 in FIG. 5) sharing the
Как показано на фиг.1-7, роторный двигатель Е1 содержит выходной вал 1, ротор 2, эквивалентный ротационному поршню, корпус 4, предусмотренный на одной боковине (на правой стороне по фиг.5) ротора 2, корпус 3 ротора, кольцевую рабочую камеру 5, сформированную посредством ротора 2 и корпуса 4, дугообразный элемент 6 секционирования, предусмотренный в роторе 2 для выполнения функций элемента создания давления (находящегося под давлением), первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования, предусмотренные в корпусе 4 для выполнения функций элементов секционирования рабочей камеры, первую и вторую пневматические пружины 9, 10, впускное отверстие 11, выпускное отверстие 12, вспомогательную камеру 13 сгорания, топливный инжектор 14, двухпозиционные клапаны 15, 16 впускного и выпускного каналов, свечу 17 зажигания, механизмы 18, 19 приведения клапанов (см. фиг.14) и несущую раму 20.As shown in figures 1-7, the rotary engine E1 contains an
Как показано на фиг.1-7, выходной вал проходит через центральные части ротора 2 и двух корпусов 4, 4. Ротор 2 состоит из круглой пластины конкретной толщины, имеющей канал 2а для охлаждающей воды в ней. Ротор 2 соединен с выходным валом 1 без относительного вращения посредством шплинта. Ротор 2 размещается так, чтобы быть ортогональным выходному валу 1. Ротор 2 и корпус 4 предпочтительно изготовлены из металлического материала, имеющего превосходное твердосмазочное свойство, такого как чугун с шаровидным графитом; тем не менее, они могут быть изготовлены из других металлических материалов, таких как литая сталь, или неметаллического материала, такого как керамика.As shown in FIGS. 1-7, the output shaft passes through the central parts of the
На фиг.1-3 ротор 2 вращается по часовой стрелке (в направлении стрелки А). "Передняя сторона" означает вперед в направлении вращения ротора 2, а "задняя сторона" означает назад в направлении вращения ротора 2. "Ось" - это ось С выходного вала 1, если иное не указано явно.1-3, the
Как показано на фиг.2, 3, дугообразный элемент 6 секционирования, герметично секционирующий кольцевую рабочую камеру 5, неразъемно сформирован на одной стороне (на правой стороне) ротора 2 в осевом направлении выходного вала 1. Дугообразный элемент 6 секционирования сформирован на правой боковой стенке ротора 2 в области большего диаметра, радиально соответствующей кольцевой рабочей камере 5.As shown in FIGS. 2, 3, the
Как показано на фиг.2, 4, 5, кольцевая рабочая камера 5 используется так, чтобы составлять рабочую камеру впуска, рабочую камеру сжатия, рабочую камеру сгорания и рабочую камеру выпуска. Кольцевая рабочая камера 5 имеет кольцевую форму, сформированную посредством корпуса 4 и ротора 2 вокруг оси выходного вала 1. Кольцевая рабочая камера 5 сформирована посредством области большего диаметра, по меньшей мере, одной (правой) боковой стенки ротора 2 в осевом направлении выходного вала 1 и корпуса 4. Другими словами, кольцевая рабочая камера 5 противостоит области большего диаметра, по меньшей мере, одной (правой) боковой стенки ротора 2, и эта область большего диаметра выступает в качестве боковой стенки ротора 2 кольцевой рабочей камеры 5.As shown in FIGS. 2, 4, 5, the annular working
Кольцевая рабочая камера 5 сформирована посредством корпуса 4 и части боковой стенки большего диаметра ротора 2, при этом часть боковой стенки большего диаметра имеет радиус больше чем 0,5 R от оси выходного вала 1, при этом R - это радиус ротора 2. Это служит для того, чтобы увеличить радиус (эквивалентный радиусу коленвала) от оси выходного вала 1 к дугообразному элементу 6 секционирования, принимающему давление газа, образующегося от сгорания, в максимально возможной степени с тем, чтобы сформировать максимально возможные выходные характеристики (крутящий момент, лошадиную силу).The
Как показано на фиг.2, 4, 5, кольцевая рабочая камера 5 состоит из кольцевой канавки 25, утопленной в корпусе 4 и имеющей прямоугольный полупрофиль в плоскости, содержащей ось выходного вала 1 и кольцевую стенку 26 (включая первую и вторую наклонную поверхность 41 и 43, которые описаны ниже), закрывающую край отверстия кольцевой канавки 25. Кольцевая канавка 25 имеет внутреннюю периферийную стенку 25а, которая является полностью цилиндрической вокруг оси, внешнюю периферийную стенку 25b, которая является полностью цилиндрической вокруг оси, и кольцевую стенку 25с, перпендикулярную оси. Кольцевая канавка 25 может иметь прямоугольный или квадратный полупрофиль. Квадрат желателен для меньшей области стенки, приводя к повышенной эффективности сгорания в рабочей камере сгорания, описанной далее. С другой стороны, прямоугольник, как показано на чертежах, желателен для меньшего возвратно-поступательного движения первого и второго возвратно-поступательных элементов 7, 8 секционирования. Ротор 2 может состоять из нескольких частей, чтобы сформировать канал для охлаждающей воды.As shown in figure 2, 4, 5, the annular working
Корпус 4 состоит из круглого элемента, имеющего ширину, примерно в два раза превышающую ширину ротора 2, и диаметр больше, чем у ротора 2. Выходной вал 1 проходит через центральную часть корпуса 4, и подшипник 27 вставлен между выходным валом 1 и корпусом 4. Подшипник 27 снабжается смазочным маслом через канал для смазки, сформированный в стенке корпуса 4. Корпус 4 размещен на выходном валу 1 посредством стопорных колец 28.The
Корпус 4 имеет впускное отверстие 11 и выпускное отверстие 12. Канал 29 для охлаждающей воды сформирован в корпусе 4. Корпус 4 также имеет впускное отверстие 30 для охлаждающей воды и выпускное отверстие 31 для охлаждающей воды. Корпус 3 ротора устанавливается на роторе 2 через подшипник 32 и уплотняющий элемент 33. Корпус 4 крепится в контакте по площади с боковыми стенками ротора 2 и корпуса 3 ротора. Корпус 3 ротора и два корпуса 4, 4 соединены, например, посредством болтов 34 (см. фиг.2), введенных через них рядом с внешней поверхностью окружности.The
Как показано на фиг.5, корпус 4 имеет канал 35 для смазки и непоказанные несколько каналов для смазки, через которые смазочное масло подается под давлением из внешнего источника. Ротор 2 имеет кольцевой канал 36 для смазки, соединенный с каналом 35 для смазки, и несколько каналов 37 для смазки, соединенных с кольцевым каналом 36 для смазки. Подшипник 32 снабжается смазочным маслом посредством каналов 37 для смазки.As shown in figure 5, the
Кольцевые уплотняющие элементы 38, 39, 40 для герметизации между ротором 2 и корпусом 4 устанавливаются в канавках для установки уплотнения, в которые подается смазочное масло. Уплотняющие элементы 38-40 предпочтительно изготовлены из металлического материала, имеющего превосходное свойство износостойкости и твердого смазывания.The
Как показано на фиг.2, 3, 8, 9, дугообразный элемент 6 секционирования, интегрированный с ротором 2, имеет первую наклонную поверхность 41 для приведения первого и второго возвратно-поступательного элементов 7, 8 секционирования из выдвинутых положений в отведенные положения, переднюю поверхность 42 скольжения, продолжающуюся из наклонной поверхности 41, и вторую наклонную поверхность 43, продолжающуюся из передней поверхности 42 скольжения и позволяющую первому и второму возвратно-поступательным элементам 7, 8 секционирования возвращаться из извлеченных положений в выдвинутые положения. Первая и вторая наклонные поверхности 41, 43 линейно наклонены в направлении вдоль окружности. Соединительная.часть между первой наклонной поверхностью 41 и передней поверхностью 42 скольжения формирует гладкую непрерывную криволинейную поверхность. Эта соединительная часть размещается на линии, перпендикулярной оси выходного вала 1. Соединительная часть между передней поверхностью 42 скольжения и наклонной поверхностью 43 формирует непрерывную криволинейную поверхность. Эта соединительная часть размещается на линии, ортогональной оси выходного вала 1. Передняя поверхность 42 скольжения составляет герметичный контакт по площади с кольцевой стенкой 25с. Как показано на фиг.3, 10, первая наклонная поверхность 41 имеет передний конец 41а на линии, ортогональной оси выходного вала 1. Конец 41а имеет криволинейную поверхность, а не изогнутую поверхность. Первая наклонная поверхность 41 имеет наклон вдоль окружности, линейно уменьшающийся в радиально наружном направлении. Вторая наклонная поверхность 43 имеет передний конец 43а на линии, перпендикулярной оси выходного вала 1. Конец 43а имеет криволинейную поверхность, а не изогнутую поверхность. Вторая наклонная поверхность 43 имеет наклон вдоль окружности, линейно уменьшающийся в радиально наружном направлении. Предпочтительно первая наклонная поверхность 41 имеет средний наклон вдоль окружности, например, примерно в 1/5-1/3, а вторая наклонная поверхность 43 имеет средний наклон вдоль окружности, например, примерно в 1/4-1/2. В примере на фиг.10, α>β и (α+β) примерно равно 90-100 градусов. Тем не менее, α=β также приемлемо.As shown in FIGS. 2, 3, 8, 9, the
Возможно в роторных двигателях то, чтобы первая наклонная поверхность 41 имела наклон вдоль окружности меньше 1/5, а вторая наклонная поверхность 43 имела наклон вдоль окружности меньше 1/4.It is possible in rotary engines that the first
Как показано на фиг.8-10, дугообразный элемент 6 секционирования имеет внутреннюю периферийную боковую поверхность 6а скольжения и внешнюю периферийную боковую поверхность 6b скольжения. Внутренняя и внешняя периферийные боковые поверхности 6а, 6b скольжения и передняя поверхность 42 скольжения имеют одну или более канавок для установки уплотнения, в которые подается смазочное масло из кольцевого канала 36 для смазки, и каналы 37 для смазки и уплотняющие элементы 44-46, подвижно установленные в канавках для установки уплотнения, соответственно. Уплотняющие элементы 44, 45 установлены рядом с линиями хребта первой и второй наклонных поверхностей 41, 43, а два уплотняющих элемента 46 установлены в передней поверхности 42 скольжения. Уплотняющие элементы 44-46 сдвигаются в направлении выдвинутого положения посредством давления смазочного масла. Структура для предотвращения схода уплотняющих элементов 44-46 с канавок для установки уплотнения или структура для сдвигания уплотняющих элементов 44-46 с помощью пластинчатых пружин, установленных в канавках для установки уплотнения, может быть использована надлежащим образом.As shown in FIGS. 8-10, the
Как показано на фиг.2, 4, 6, на корпусе 4 предусмотрены первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования и второй возвратно-поступательный элемент 8 секционирования, разнесенный от первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования примерно на 200 градусов от его переднего конца. Первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования могут совершать возвратно-поступательное движение между своим выдвинутым положением, где они секционируют кольцевую рабочую камеру 5, и своим отведенным положением, где они отведены от кольцевой рабочей камеры 5, параллельно оси выходного вала 1. Первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования имеют прочность и жесткость к давлению газа, прикладываемому к ним. Первая пневматическая пружина 9 предусмотрена в качестве сдвигающего средства для сдвигания первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования в направлении выдвинутого положения, а вторая пневматическая пружина 10 предусмотрена в качестве сдвигающего средства для сдвигания второго возвратно-поступательного элемента 8 секционирования в направлении выдвинутого положения.As shown in FIGS. 2, 4, 6, a first
Как показано на фиг.2, 4, 6 и 11-13, первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования герметично и подвижно установлен в направляющем отверстии 47, сформированном в корпусе 4. Первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования имеет внутреннюю периферийную боковую поверхность 50 скольжения, создающую герметичный контакт по площади с внутренней периферийной стенкой 25а кольцевой рабочей камеры 5, внешнюю периферийную боковую поверхность 51 скольжения, создающую герметичный контакт по площади с внешней периферийной стенкой 25b кольцевой рабочей камеры 5, и две боковые стенки 52, размещающиеся в плоскостях, содержащих ось выходного вала 1. Первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования имеет на переднем конце переднюю поверхность 53 скольжения, создающую герметичный контакт с кольцевой стенкой 26 на боковине ротора 2 кольцевой рабочей камеры 5, первую поверхность 58 скольжения, допускающую создание герметичного контакта по площади с первой наклонной поверхностью 41 дугообразного элемента 6 секционирования, и вторую поверхность 59 скольжения, допускающую создание герметичного контакта по площади со второй наклонной поверхностью 43 дугообразного элемента 6 секционирования. Первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования изготовлен из металлического материала, имеющего превосходное твердосмазочное свойство, такого как чугун с шаровидным графитом; тем не менее, он может быть изготовлен из других металлических материалов.As shown in FIGS. 2, 4, 6 and 11-13, the first
Первая поверхность 58 скольжения имеет тот же наклон вдоль окружности, что и первая наклонная поверхность 41 (наклон вдоль окружности линейно уменьшается в радиально наружном направлении). Вторая поверхность 59 скольжения имеет тот же наклон вдоль окружности, что и вторая наклонная поверхность 43 (наклон вдоль окружности линейно уменьшается в радиально наружном направлении).The first sliding
Канавки для установки уплотнения, в которые подается смазочное масло, и уплотняющие элементы 60, 61, установленные в канавках для установки уплотнения, предусмотрены рядом с любым концом внутренней и внешней периферийных боковых поверхностей 50, 51 скольжения. Уплотняющие элементы 60, 61 сдвигаются в направлении выдвинутого положения посредством давления смазочного масла. Передняя поверхность 53 скольжения имеет передний конец и задний конец на линиях, ортогональных оси выходного вала 1. Канавки для установки уплотнения, в которые подается смазочное масло, и уплотняющие элементы 62, подвижно установленные в канавках для установки уплотнения, предусмотрены рядом с любым концом передней поверхности 53 скольжения. Уплотняющие элементы 62 сдвигаются в направлении выдвинутого положения посредством давления смазочного масла. Уплотняющие элементы 63, 64 устанавливаются в канавках для установки уплотнения, сформированных в первой и второй поверхностях 58, 59 скольжения, в которые подается смазочное масло. Уплотняющие элементы 63, 64 сдвигаются в направлении выдвинутого положения посредством давления смазочного масла.Grooves for installing a seal into which lubricating oil is supplied and sealing
Первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования имеет канал для смазки (не показан) в стенке, в который подается смазочное масло из канала для смазки (не показан) в стенке корпуса 4. Далее смазочное масло подается в канавки для установки уплотнения. Структура для предотвращения схода уплотняющих элементов 60-64 с канавок для установки уплотнения или структура для сдвигания уплотняющих элементов 60-64 с помощью пластинчатых пружин, установленных в канавках для установки уплотнения, может быть использована надлежащим образом.The first
Как показано на фиг.2, 4, 5, 7, второй элемент 8 секционирования с возвратно-поступательным перемещением меньше первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования. Тем не менее, второй возвратно-поступательный элемент 8 секционирования имеет, по сути, такую же структуру, что и первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования, а следовательно, его подробное описание опускается. Второй возвратно-поступательный элемент 8 секционирования герметично и подвижно установлен в направляющем отверстии 48 корпуса 4. Второй возвратно-поступательный элемент 8 секционирования имеет внутреннюю периферийную боковую поверхность скольжения, внешнюю периферийную боковую поверхность скольжения, две боковые стенки, переднюю поверхность скольжения, первую поверхность скольжения, вторую поверхность скольжения и уплотняющие элементы, как и в случае с первым возвратно-поступательном элементом 7 секционирования.As shown in FIGS. 2, 4, 5, 7, the second
Первая пневматическая пружина 9 для сдвигания первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования в направлении выдвинутого положения описана далее. Как показано на фиг.6, канавки для установки уплотнения, в которые подается смазочное масло, сформированы во внутренней стенке направляющего отверстия 47 для направления первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования, и, к примеру, четыре уплотняющих элемента 65 подвижно установлены в канавках для установки уплотнения.The
Чтобы уменьшить вес первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования максимально возможно, первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования имеет прямоугольное отверстие 66, сформированное из противостоящего конца в роторе 2. Первая пневматическая пружина 9 имеет кожух 67, крепящийся к корпусу 4, напорную воздушную камеру 68 в кожухе 67, направляющую 69, неразъемно сформированную с кожухом 67 и частично и относительно подвижно вставляемую в прямоугольное отверстие 66, и два штока 71, герметично и подвижно установленных в двух полостях 70 для штоков направляющей 69.To reduce the weight of the first
Напорная воздушная камера 68 заполняется, например, газом азотом, находящимся под давлением 4,0-7,0 МПа. Два штока 71 принимают давление газа азота в напорной воздушной камере 68, посредством чего их верхушки упираются торцом к нижней стенке прямоугольного отверстия 66 и сильно сдвигают первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования в направлении выдвинутого положения. Первая пневматическая пружина 9 используется для того, чтобы сдвигать первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования в направлении выдвинутого положения против толкающего усилия (усилия, параллельного оси выходного вала 1), применяемого к первому возвратно-поступательному элементу 7 секционирования посредством давления газа топливно-воздушной смеси или давления газа, образующегося от сгорания. Следовательно, давление газа азота надлежащим образом определяется на основе толкающего усилия и диаметра и числа штоков 71. Структура и форма напорной воздушной камеры 68 не ограничена тем, что показано на чертеже. Тем не менее, желательно, чтобы напорная воздушная камера 68 имела максимально возможный объем с тем, чтобы колебание давления газа азота минимизировалось, тогда как два штока 71 совершают возвратно-поступательное движение. Кожух 67 сконструирован так, чтобы дать возможность первому возвратно-поступательному элементу 7 секционирования быть отведенным в отведенное положение, показанное посредством ломаных линий на фиг.6. Направляющая 69 скошена так, чтобы сформировать четыре вентиляционных отверстия 72 (см. фиг.11) между внутренней поверхностью прямоугольного отверстия 66 и направляющей 69. Несколько металлических или неметаллически уплотняющих элементов 73 установлены в штоках 71.The
Прямоугольное отверстие 66 может быть менее глубоким, чем показанное на чертеже, или даже опущено так, что один или несколько штоков 71 упираются торцом в конец первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования. Альтернативно, давление пневматической пружины может непосредственно применяться к первому возвратно-поступательному элементу 7 секционирования. Вместо первой пневматической пружины 9 пружина сжатия или гидравлический цилиндр, соединенный с аккумулятором, может быть использован для того, чтобы сдвигать первый возвратно-поступательный элемент 7 секционирования в направлении выдвинутого положения. Дополнительно альтернативно, кулачковый механизм, синхронизированный с выходным валом 1, может быть использован для того, чтобы задавать возвратно-поступательное движение первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования.The
Как показано на фиг.7, вторая пневматическая пружина 10 для сдвигания второго возвратно-поступательного элемента 8 секционирования в направлении выдвинутого положения немного меньше первой пневматической пружины 9. Тем не менее, она имеет такую же структуру, что и первая пневматическая пружина 9, и ее подробное пояснение опускается. Вторая пневматическая пружина 10 имеет кожух 74, напорную воздушную камеру 75 в кожухе 74, направляющую 76, частично вставленную в прямоугольное отверстие второго возвратно-поступательного элемента 8 секционирования, и два штока 77, как в случае с первой пневматической пружиной 9.As shown in FIG. 7, the
Впускное отверстие 11, выпускное отверстие 12, рабочая камера впуска, рабочая камера сжатия, рабочая камера сгорания и рабочая камера выпуска описываются далее. Как показано на фиг.2, впускное отверстие 11 сформировано рядом со вторым возвратно-поступательным элементом 8 секционирования в круговой стенке корпуса 4 на передней стороне, а не во втором возвратно-поступательном элементе 8 секционирования, а выпускное отверстие 12 сформировано рядом со вторым возвратно-поступательном элементом 8 секционирования в круговой стенке корпуса 4 на задней стороне, а не во втором возвратно-поступательном элементе 8 секционирования. Отверстия 11, 12 могут быть сформированы в боковой стенке корпуса 4.The
Как показано на фиг.17-26, когда дугообразный элемент 6 секционирования находится между впускным отверстием 11 и первым возвратно-поступательным элементом 7 секционирования, рабочая камера 80 впуска (int) сформирована между вторым возвратно-поступательным элементом 8 секционирования и дугообразным элементом 6 секционирования, рабочая камера 81 сжатия (сmр) сформирована между дугообразным элементом 6 секционирования и первым возвратно-поступательным элементом 7 секционирования, а рабочая камера 83 выпуска (exh) сформирована между первым возвратно-поступательным элементом 7 секционирования и вторым возвратно-поступательным элементом 8 секционирования в кольцевой рабочей камере 5. Когда дугообразный элемент 6 находится между первым возвратно-поступательным элементом 7 секционирования и выпускным отверстием 12, рабочая камера 82 сгорания (com) сформирована между первым возвратно-поступательным элементом 7 секционирования и дугообразным элементом 6 секционирования, а рабочая камера 83 выпуска (exh) сформирована между дугообразным элементом 6 секционирования и вторым возвратно-поступательным элементом 8 секционирования в кольцевой рабочей камере 5.As shown in FIGS. 17-26, when the
Как показано на фиг.2, корпус 4 оснащен топливным инжектором 14 в качестве средства подачи топлива для впрыскивания топлива в сжатый всасываемый воздух в рабочей камере 81 сжатия. Тем не менее, вместо топливного инжектора 14 может быть предоставлен топливный инжектор для впрыскивания топлива во вспомогательную камеру 13 сгорания. Более того, топливный инжектор 14А для дополнительного впрыскивания топлива в рабочую камеру 82 сгорания может быть предусмотрен помимо топливного инжектора 14 или топливного инжектора для впрыскивания топлива во вспомогательную камеру 13 сгорания.As shown in FIG. 2, the
Вспомогательная камера 13 сгорания и окружающая конструкция описывается далее. Как показано на фиг.2, 6 и 14-16, вспомогательная камера 13 сгорания формируется в стенке корпуса 4 на боковине выходного вала 1, а не во внутренней периферийной стенке 25а в положении вдоль окружности, соответствующем первому возвратно-поступательному элементу 7 секционирования. В этом варианте осуществления вспомогательная камера 13 является сферической. Впускной канал 91, соединяющий рабочую камеру 81 сжатия со вспомогательной камерой 13 сгорания, сформирован в корпусе 4 так, чтобы вводить сжатую топливно-воздушную смесь в рабочей камере 81 сжатия во вспомогательную камеру 13 сгорания. Выпускной канал 92 сформирован в корпусе 4 так, чтобы отводить газ, образующийся от сгорания во вспомогательной камере 13 сгорания, в рабочую камеру 82 сгорания. Объем вспомогательной камеры 13 сгорания определяется относительно объема рабочей камеры 80 впуска так, чтобы он заполнялся топливно-воздушной смесью с заранее определенным коэффициентом сжатия (например, 14-16 в случае двигателя на свечах зажигания, как в данном варианте осуществления). Объем рабочей камеры 80 впуска определяется с учетом объема сжатой топливно-воздушной смеси, остающейся во впускном канале 91. Вспомогательная камера 13 сгорания может быть сформирована на внешней стороне, а не на внешней периферийной стенке 25b.The
Первый двухпозиционный клапан 15 предназначен для открытия/закрытия впускного канала 91 в нижнем конце и второй двухпозиционный клапан 16 - для открытия/закрытия выпускного канала 92 в верхнем конце. Впускной канал 91 формируется так, чтобы иметь минимизированную пропускную способность. Впускной канал 91 имеет в верхнем конце всасывающее отверстие 91а, которое открыто для кольцевой рабочей камеры 5 на внутренней периферийной стенке 25а рядом с задним концом первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования. За всасывающим отверстием 91а впускной канал 91 имеет криволинейную часть через стенку, которая открыта для вспомогательной камеры 13 сгорания в нижнем конце, где она закрывается/открывается посредством первого двухпозиционного клапана 15. Первый двухпозиционный клапан 15 по данному варианту осуществления - это тарельчатый клапан, открывающийся вовнутрь вспомогательной камеры 13 сгорания.The first on-off
Выпускной канал 92 открыт для вспомогательной камеры 13 сгорания в верхнем конце, где он закрывается/открывается посредством второго двухпозиционного клапана 16. За отверстием в верхнем конце выпускной канал 92 имеет криволинейную часть, которая заканчивается спускным отверстием 92а, которое открыто для кольцевой рабочей камеры 5 на внутренней периферийной стенке 25а рядом с передним концом первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования. Второй двухпозиционный клапан 16 по этому варианту осуществления - это тарельчатый клапан, открываемый наружу от вспомогательной камеры 13 сгорания. Тем не менее, второй двухпозиционный клапан 16 может быть тарельчатым клапаном, открываемым вовнутрь вспомогательной камеры 13 сгорания, как и первый двухпозиционный клапан 15. Первый и второй двухпозиционные клапаны 15, 16 приводятся в качестве примера, и различные структуры клапанов могут быть использованы.The
Механизмы 18, 19 приведения клапанов для приведения первого и второго двухпозиционных клапанов 15, 16 описаны далее. Как показано на фиг.14, первый двухпозиционный клапан 15 имеет стержень 15а клапана, идущий наискось вверх через стенку корпуса 4, а второй двухпозиционный клапан 16 имеет стержень 16а клапана, идущий наискось вниз через стенку корпуса 4. Чтобы ввести первый и второй двухпозиционные клапаны 15 и 16, часть вспомогательной камеры 13 сгорания и окружающая стенка корпуса 4 состоят из разделенных частей, и разделенные части крепятся к корпусу 4 посредством болтов и штифтов надлежащим образом.The
Например, мотор 105 для приведения стержня, допускающий работу на высокой скорости, предусмотрен в качестве привода для приведения стержня 15а клапана. Мотор 105 для приведения стержня имеет выходной элемент 105а, соединенный со стержнем 15а клапана. Первый двухпозиционный клапан 15 открывается/закрывается посредством мотора 105 для приведения стержня синхронно с вращением выходного вала 1. Аналогично, например, мотор 106 для приведения стержня, допускающий высокоскоростную работу, предоставляется в качестве пускателя для приведения стержня 16а клапана. Мотор 106 для приведения стержня имеет выходной элемент 106а, соединенный со стержнем 16а клапана. Второй двухпозиционный клапан 16 открывается/закрывается посредством мотора 106 для приведения стержня синхронно с вращением выходного вала 1. Два мотора 105 и 106 для приведения стержня контролируются посредством модуля управления (не показан) для управления двигателем.For example, a
Вышеприведенные механизмы 18, 19 приведения клапанов предоставляются в качестве примеров, и различные механизмы приведения клапанов могут быть использованы.The above
Если форма вспомогательной камеры 13 позволяет, стержни 15а, 16а клапанов могут быть размещенные параллельно с осью выходного вала 1. В этом случае стержни 15а, 16а клапанов могут непосредственно приводиться посредством кулачковых элементов, предусмотренных на выходном валу 1. Альтернативно, первый и второй двухпозиционные клапаны 15, 16 могут приводиться посредством первого и второго кулачковых элементов, приводимых посредством кулачковых валов, соединенных с выходным валом 1. Дополнительно альтернативно, первый и второй двухпозиционные клапаны 15, 16 могут приводиться посредством первого и второго кулачковых элементов, приводимых посредством двух электрических моторов, вращающихся синхронно с выходным валом 1. Дополнительно альтернативно, первый и второй двухпозиционные клапаны 15, 16 могут приводиться по отдельности непосредственно посредством двух соленоидных приводов.If the shape of the
Приведения вышеописанного роторного двигателя Е описываются далее.The castings of the above described rotary engine E are described below.
Фиг.17-26 - это иллюстрации, показывающие такты впуска, сжатия, сгорания и выпуска роторного двигателя Е1. Они являются разложенными видами полной окружности кольцевой рабочей камеры 5 при просмотре радиально снаружи. Эти чертежи показывают четыре такта правостороннего роторного двигателя Е1. Четыре такта левостороннего роторного двигателя Е2 задерживаются относительно четырех тактов правостороннего двигателя Е1 на угол вращения в 180 градусов выходного вала 1.Fig.17-26 are illustrations showing the strokes of the intake, compression, combustion and exhaust of the rotary engine E1. They are spread out views of the full circle of the annular working
Чертежи показывают дугообразный элемент 6 секционирования, первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования, всасывающее отверстие 91а, спускное отверстие 92а, впускное отверстие 11 и выпускное отверстие 12. Время окончания такта сжатия, показанное на фиг.23, соответствует "верхней мертвой точке сжатия". На чертежах "int" представляет такт впуска; "cmp" - такт сжатия; "com" - такт сгорания; a "exh" - такт выпуска. Приведение двигателя продолжается с фиг.17 по фиг.26 по порядку и возвращается с фиг.26 к фиг.17 по порядку. Топливо впрыскивается посредством топливного инжектора 14 в надлежащее время в течение периода с фиг.20 по фиг.22.The drawings show an
Первый двухпозиционный клапан 15 закрывается в момент верхней мертвой точки сжатия, показанной на фиг.23, и открывается в надлежащее время рядом со временем по фиг.20. Второй двухпозиционный клапан 16 открывается в надлежащий момент времени в течение периода между фиг.25, 26 и закрывается примерно в то же время, что открывается первый двухпозиционный клапан 15. Топливно-воздушная смесь во вспомогательной камере 13 сгорания воспламеняется посредством свечи 17 зажигания, например, примерно в то же время, что и верхняя мертвая точка сжатия.The first on-off
Как видно из приведений, показанных на фиг.17-26, воздух всасывается из впускного отверстия 11 в то время, как ротор 2 вращается, всасываемый воздух сжимается посредством дугообразного элемента 6 секционирования, вращающегося вместе с ротором 2, топливо впрыскивается посредством топливного инжектора 14 в сжатый воздух в рамках рабочей камеры 81 сжатия, топливно-воздушная смесь вводится во вспомогательную камеру 13 сгорания и воспламеняется посредством свечи 17 зажигания после того, как первый и второй двухпозиционные клапаны 15, 16 закрываются, газ, образующийся от сгорания, выталкивается через спускное отверстие 92а в рабочую камеру 82 сгорания в то время, как второй двухпозиционный клапан 16 открыт, и давление газа, образующегося от сгорания, прикладывается к дугообразному элементу 6 секционирования в ходе такта сгорания, тем самым формируя крутящий момент для вращения (приведения) выходного вала 1. Выхлопной газ выпускается через выпускное отверстие 12. Здесь область S, показанная на фиг.3, соответствует области приема давления, в рамках которой дугообразный элемент 6 секционирования принимает давление газа, образующегося от сгорания.As can be seen from the ghosts shown in Figs. compressed air within the
Работа и преимущества роторного двигателя Е описаны далее.The operation and advantages of the rotary engine E are described below.
Внутренняя периферийная боковая поверхность 6а скольжения дугообразного элемента 6 секционирования создает герметичный контакт по площади с внутренней периферийной стенкой 25а кольцевой рабочей камеры 5, внешняя периферийная боковая поверхность 6b скольжения создает герметичный контакт по площади с внешней периферийной стенкой 25b кольцевой рабочей камеры 5, а передняя поверхность 42 скольжения создает герметичный контакт по площади с боковой кольцевой стенкой 25с корпуса кольцевой рабочей камеры 5. Следовательно, дугообразный элемент 6 секционирования перпендикулярно и герметично секционирует кольцевую рабочую камеру 5.The inner peripheral
Первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования герметично секционируют кольцевую рабочую камеру 5, когда они находятся в выдвинутом положении. Когда дугообразный элемент 6 секционирования вращается вместе с ротором 2, первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования создают герметичный контакт с первой наклонной поверхностью 41, передней поверхностью 42 скольжения и второй наклонной поверхностью 43 дугообразного элемента 6 секционирования по порядку и перемещаются из выдвинутого положения в отведенное положение. Далее они возвращаются в выдвинутое положение после того, как дугообразный элемент 6 секционирования проходит их.The first and second
Передние поверхности 53 скольжения первого и второго возвратно-поступательных элементов 7, 8 секционирования создают герметичный контакт по площади с частью кольцевой стенки 26 ротора 2, которая находится на плоскости, ортогональной оси. Внутренние периферийные боковые поверхности 50 скольжения первого и второго возвратно-поступательных элементов 7, 8 секционирования создают герметичный контакт по площади с внутренней периферийной стенкой 25а кольцевой рабочей камеры 5, а внешние периферийные боковые поверхности 51 скольжения создают герметичный контакт по площади с внешней периферийной стенкой 25b. Следовательно, первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования герметично и в крест секционируют кольцевую рабочую камеру 5. Первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования не создают перемещения относительно корпуса 4 в направлении вращения, что выгодно для герметизации. Может быть предусмотрен механизм недопущения перемещения первого и второго возвратно-поступательных элементов 7, 8 секционирования относительно корпуса 4 в направлении вращения (см. зацепляющий направляющий механизм 110, 110А, описанный далее).The front sliding
В роторных двигателях Е1 и Е2 кольцевая рабочая камера 5 сформирована посредством части большего диаметра, по меньшей мере, одной из частей боковых стенок ротора 2, имеющей радиус 0,5R и больше (R - это радиус ротора 2), и корпуса 4. Таким образом, боковое пространство ротора 2 в осевом направлении эффективно используется для того, чтобы формировать кольцевую рабочую камеру 5, исключая элемент, сильно выступающий наружу из внешней границы ротора 2, и уменьшая общую высоту и ширину двигателя. Дугообразный элемент 6 секционирования и первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования создают герметичный контакт по площади со стенками кольцевой рабочей камеры 5, что выгодно для обеспечения свойств герметизации и смазывания, а также прочности.In rotary engines E1 and E2, the annular working
Кольцевая рабочая камера 5 противостоит части большего диаметра ротора 2. Следовательно, радиус вращения от оси выходного вала 1 к элементу 6 создания давления (находящемуся под давлением), принимающему давление газа, образующегося от сгорания (который соответствует радиусу кривошипа), может быть значительно большим, чем радиус кривошипа двигателя с возвратно-поступательным перемещением для того же рабочего объема цилиндра. Более того, давление газа, образующегося от сгорания, преобразуется в выходной крутящий момент посредством вышеупомянутого большего радиуса вращения, тем самым значительно повышая эффективность преобразования из давления газа, образующегося от сгорания, в выходные характеристики (крутящий момент, лошадиная сила) и получая двигатель внутреннего сгорания, имеющий высокую экономическую эффективность в потреблении топлива.The
Роторный двигатель Е1 имеет один дугообразный элемент 6 секционирования на одной стороне ротора 2 и первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования на корпусе 4. Один такт сгорания реализуется посредством одного вращения выходного вала 1 и, следовательно, рабочий объем цилиндра может быть уменьшен до половины рабочего объема цилиндра четырехтактного двигателя с той же выходной мощностью, тем самым уменьшая размеры двигателя. Например, когда кольцевая рабочая камера 5 имеет внутренний радиус 17 см, внешний радиус 23 см и толщину 4 см в осевом направлении, а рабочая камера 80 впуска имеет длину дуги в 105 градусов в направлении вдоль окружности, рабочая камера 80 впуска имеет объем примерно 750 кубических сантиметров, что соответствует четырехтактному двигателю, имеющему рабочий объем цилиндра в 1500 кубических сантиметров. Более того, это соответствует четырехтактному двигателю, имеющему рабочий объем цилиндра в 3000 кубических сантиметров, поскольку два набора кольцевой рабочей камеры 5 предоставлены на каждой стороне ротора 2. Тем не менее, вследствие сжатой топливно-воздушной смеси, остающейся во впускном канале 91, внутренний и внешний радиус могут составлять 18 см и 24 см, соответственно, на практике.The rotary engine E1 has one
Помимо этого, такт сгорания может охватывать 180-200 градусов или даже больше выходного вала. Такт сгорания может быть сделан больше, чем такт сгорания четырехтактного двигателя, для повышенной эффективности сгорания. Кольцевая рабочая камера 5 сформирована на каждой стороне ротора 2, и ротор 2 совместно используется посредством двух наборов двигателя Е1 и Е2. Это выгодно для создания двигателя меньшего размера, но с лучшими выходными характеристиками, и для меньших скоростей вращения двигателя.In addition, the combustion cycle can cover 180-200 degrees or even more than the output shaft. The combustion cycle can be done more than the combustion cycle of a four-stroke engine, for increased combustion efficiency. An annular working
Частично модифицированный вариант осуществления вышеуказанного роторного двигателя Е описывается далее.A partially modified embodiment of the above rotary engine E is described below.
Второй вариант осуществленияSecond Embodiment
Как показано на фиг.27 и 28, давление газа сжатой топливно-воздушной смеси прикладывается к первому возвратно-поступательному элементу 7А секционирования в направлении вдоль окружности в рамках рабочей камеры сжатия, а давление газа, образующегося от сгорания, прикладывается к первому возвратно-поступательному элементу 7А секционирования в направлении вдоль окружности в рамках рабочей камеры сгорания. Далее предусмотрен зацепляющий направляющий механизм 110 для недопущения перемещения возвратно-поступательного элемента 7А секционирования в направлении вдоль окружности и предоставления ему возможности перемещаться параллельно оси выходного вала 1. Зацепляющий направляющий механизм 110 содержит зацепляющие выступы 111, 112 и зацепляющие канавки 111а, 112а, с которыми зацепляющие выступы 111, 112 зацепляются без толчков в направлении вдоль окружности, но с возможностью скольжения в осевом направлении.As shown in FIGS. 27 and 28, the gas pressure of the compressed air-fuel mixture is applied to the first
Зацепляющие выступы 111, 112 выступают из внутренней и внешней периферийных боковых поверхностей 50, 51 скольжения первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования в центре в направлении ширины, соответственно, и являются параллельными оси выходного вала 1. Зацепляющие канавки 111а, 112а выточены во внутренней и внешней периферийных стенках 25а, 25b кольцевой рабочей камеры 5, соответственно. Давление газа, прикладываемое к первому возвратно-поступательному элементу 7А секционирования в направлении вдоль окружности, поддерживается посредством зацепляющего направляющего механизма 110, посредством чего нагрузка на первый возвратно-поступательный элемент 7А секционирования уменьшается, и упругая деформация первого возвратно-поступательного элемента 7А секционирования в направлении вдоль окружности может быть исключена. Следовательно, первый возвратно-поступательный элемент 7А секционирования может совершать плавное возвратно-поступательное движение и быть уменьшен в размерах. При этом зацепляющий выступ и зацепляющая канавка на одной стороне (на внутренней или внешней стороне) могут быть исключены. Элементы шплинтов могут быть использованы вместо зацепляющих выступов 111, 112.The engaging
Зацепляющий направляющий механизм 110А, показанный на фиг.29, используется для той же цели, что и зацепляющий направляющий механизм 110. Зацепляющий направляющий механизм 110А содержит зацепляющие выступы 113, 114, идущие по всей ширине внутренней и внешней периферийных боковых поверхностей первого возвратно-поступательного элемента 7В секционирования в направлении вдоль окружности, и зацепляющие канавки 113а, 114а, сформированные на внутренней и внешней периферийных стенках 25а и 25b кольцевой рабочей камеры 5, с которыми зацепляющие выступы 113, 114 зацепляются без толчков в направлении вдоль окружности, но с возможностью скольжения в осевом направлении. При этом зацепляющий выступ и зацепляющая канавка на одной стороне (на внутренней или внешней стороне) могут быть исключены. В этой структуре внутренняя и внешняя периферийные стенки 25а, 25b кольцевой рабочей камеры 5 являются большей частью цилиндрическими. Такой же зацепляющий направляющий механизм, что и зацепляющий направляющий механизм 110 или 110А, может быть предусмотрен во втором возвратно-поступательном элементе 8 секционирования.The
Третий вариант осуществленияThird Embodiment
Как и в вышеописанном варианте осуществления, когда кольцевая рабочая камера 5А имеет прямоугольное поперечное сечение, воспламеняемость топливно-воздушной смеси может быть меньше в углах кольцевой рабочей камеры 5А. Далее, как показано на фиг.30-32, кольцевая рабочая камера 5А имеет прямоугольный полупрофиль с закругленными углами в плоскости, содержащей ось выходного вала 1. Эта кольцевая рабочая камера 5А состоит из неглубокой канавки 115, сформированной в роторе 2А, и глубокой канавки 120, сформированной в корпусе 4А.As in the above embodiment, when the
Неглубокая канавка 115 имеет первую кольцевую стенку 116 на плоскости, ортогональной оси выходного вала 1, и внутреннюю и внешнюю угловые стенки 117, 118, которые находятся на внутренней периферийной стороне и на внешней периферийной стороне первой кольцевой стенки 116. Глубокая канавка 120 имеет внутреннюю цилиндрическую стенку 121, внешнюю цилиндрическую стенку 122, вторую кольцевую стенку 123 на плоскости, ортогональной оси выходного вала 1, и внутреннюю и внешнюю угловые стенки 124, 125, которые находятся на внутренней периферийной стороне и на внешней периферийной стороне второй кольцевой стенки 123. Как показано на фиг.31 и 32, первый возвратно-поступательный элемент 7С секционирования имеет большую ширину в направлении вдоль окружности. Тот же зацепляющий направляющий механизм, что и зацепляющий направляющий механизм 110А, предусмотрен для первого возвратно-поступательного элемента 7С секционирования. Первый возвратно-поступательный элемент 7С секционирования имеет на переднем конце поперечное сечение, секционирующее неглубокую канавку 115. Первая и вторая контактные поверхности 58А, 59А имеют увеличенную ширину. Первая и вторая контактные поверхности 58А, 59А оснащены канавками для установки уплотнения и уплотняющими элементами 63А, 64А, идущими от внутренней цилиндрической стенки 121 к внешней цилиндрической стенке 122 глубокой канавки 120.The
Сплошная линия 126 представляет границу между ротором 2А и корпусом 4А, а ломаная линия 127 представляет концы закругленных угловых стенок 124, 125. Внутренняя периферийная стенка кольцевой рабочей камеры 5А является большей частью цилиндрической, и внешняя периферийная стенка является большей частью цилиндрической. Вместо использования первой и второй контактных поверхностей 58А, 59А, имеющих увеличенную ширину, неглубокие пазы, создающие герметичный контакт с передней частью первого возвратно-поступательного элемента 7С секционирования, могут быть сформированы в первой и второй наклонных поверхностях 41, 43.The
Четвертый вариант осуществленияFourth Embodiment
Как показано на фиг.33, первый возвратно-поступательный элемент 7D секционирования установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в корпусе 4. Вспомогательная камера 13А сгорания сформирована в первом возвратно-поступательном элементе 7D секционирования. Уплощенный впускной канал 130, соединяющий рабочую камеру 81 сжатия с вспомогательной камерой 13А сгорания, сформирован в задней торцевой стенке первого возвратно-поступательного элемента 7D секционирования. Уплощенный выпускной канал 131, соединяющий рабочую камеру 81 сжатия с вспомогательной рабочей камерой 13А сгорания, сформирован в передней торцевой стенке первого возвратно-поступательного элемента 7D секционирования. Поворотный клапан 132 для открытия/закрытия уплощенного впускного канала 130 и поворотный клапан 133 для открытия/закрытия уплощенного выпускного канала 131 установлены с возможностью вращения в первом возвратно-поступательном элементе 7D секционирования. Поворотные клапаны 132, 133 все вращаются на 90 градусов посредством привода (не показан), чтобы открывать/закрывать впускной и выпускной каналы 130, 131, соответственно, синхронно с вращением выходного вала 1. При этом свеча 17 зажигания для воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси в вспомогательной камере 13А сгорания также предусмотрена. Впускной канал 130 является уплощенным и небольшим по длине, тем самым имея меньший объем, что подходит для компактных роторных двигателей.As shown in FIG. 33, the first
Впускной и выпускной каналы 130, 131 могут открываться/закрываться посредством смещения поворотных клапанов 132, 133 в осевом направлении.The inlet and
Пятый вариант осуществленияFifth Embodiment
Ротор 2В имеет кольцевую канавку 140, которая является канавкой, аналогичной канавке 25, составляющей кольцевую рабочую камеру 5, и открытой на боковине к корпусу 4В. Ротор 2В оснащен возвратно-поступательным элементом 7R секционирования в качестве элемента создания давления (находящегося под давлением). Как показано на фиг.34, корпус 4В неразъемно предусмотрен с одним или несколькими дугообразными элементами 6А секционирования в качестве элемента секционирования рабочей камеры. Вспомогательная камера 13В сгорания сформирована, по меньшей мере, в одном из дугообразных элементов 6А секционирования. Уплощенный впускной канал 141, соединяющий рабочую камеру сжатия с вспомогательной камерой 13В сгорания, сформирован в задней торцевой стенке дугообразного элемента 6А секционирования, а уплощенный выпускной канал 142, соединяющий вспомогательную камеру 13В сгорания с рабочей камерой сжатия, сформирован в передней торцевой стенке дугообразного элемента 6А секционирования.The
Поворотный клапан 143 для открытия/закрытия впускного канала 141 и поворотный клапан 144 для открытия/закрытия выпускного канала 142 установлены с возможностью вращения в дугообразном элементе 6А секционирования. Поворотные клапаны 143, 144 все вращаются на 90 градусов посредством пускателя (не показан), чтобы открывать/закрывать впускной и выпускной каналы 141, 142, соответственно, синхронно с вращением выходного вала 1. При этом свеча 17 зажигания для воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси в вспомогательной камере 13В сгорания также предусмотрена. Впускной канал 141 является уплощенным и небольшим по длине, тем самым имея меньший объем, что подходит для компактных роторных двигателей. Впускной и выпускной каналы 141, 142 могут открываться/закрываться посредством смещения поворотных клапанов 143, 144 в осевом направлении. Элемент кожуха или корпуса для закрывания внутренней части ротора 2В может быть предоставлен при необходимости.A
Шестой вариант осуществленияSixth Embodiment
Как показано на фиг.35 и 36, этот роторный двигатель имеет первый возвратно-поступательный элемент 150 секционирования, имеющей первый и второй элементы 151, 152 секционирования. Зацепляющие направляющие механизмы 156, 157 предусмотрены для первого и второго элементов секционирования 151, 152. Вспомогательная камера 13С сгорания в форме частично усеченной сферы сформирована в первом элементе 151 секционирования. Вспомогательная камера 13С сгорания открыта на переднем конце первого элемента 151 секционирования. Второй элемент 152 секционирования прижимается к переднему концу первого элемента 151 секционирования с тем, чтобы закрывать/открывать вспомогательную камеру 13С сгорания.As shown in FIGS. 35 and 36, this rotary engine has a first
Предусмотрен уплощенный впускной канал 153 для введения сжатой топливно-воздушной смеси из рабочей камеры 81 сжатия в вспомогательную камеру 13С сгорания. Поворотный клапан 154 для открытия/закрытия впускного канала 153 установлен в первом элементе 151 секционирования. Поворотный клапан 154 вращается на 90 градусов посредством привода (не показан), предусмотренного в первом элементе 151 секционирования, чтобы открывать/закрывать впускной канал 153. Первый элемент 151 секционирования также оснащен свечой 17 зажигания для воспламенения топливно-воздушной смеси в вспомогательной камере 13С сгорания и кольцевым уплотняющим элементом 155 для герметизации внешней границы отверстия вспомогательной камеры 13С сгорания.A flattened
Первый элемент 151 секционирования смещается в направлении выдвинутого положения посредством пневматической пружины или металлической пружины (не показана). Второй элемент 152 секционирования совершает возвратно-поступательное движение синхронно с вращением выходного вала 1 посредством кулачкового механизма (не показан), связанного с выходным валом 1. Фиг.37-41 иллюстрируют операции первого и второго элементов 151, 152 секционирования. Топливно-воздушная смесь вводится в вспомогательную камеру 13С сгорания из рабочей камеры сжатия на фиг.37, достигает мертвой точки сжатия на фиг.38 и воспламеняется с помощью свечи 17 зажигания на фиг.39. Далее газ, образующийся от сгорания, выталкивается в рабочую камеру сгорания из вспомогательной камеры 13С сгорания на фиг.40 и 41.The
Для первого возвратно-поступательного элемента 150 секционирования впускной канал 153 может иметь очень небольшой объем, и газ, образующийся от сгорания, выталкивается в рабочую камеру сгорания из вспомогательной камеры 13С сгорания, что подходит для компактных двигателей.For the first
Поворотные клапаны могут быть исключены. В этом случае впускной канал 153 может открываться/закрываться посредством третьего элемента секционирования, аналогичного второму элементу 152 секционирования, причем третий элемент секционирования выполнен на задней торцевой стороне первого элемента 151 секционирования и совершает возвратно-поступательное движение посредством кулачкового механизма.Rotary valves can be excluded. In this case, the
Седьмой вариант осуществленияSeventh Embodiment
В роторном двигателе ЕА, показанном на фиг.42, ротор 2 содержит, в качестве элемента создания давления (находящегося под давлением), дугообразный элемент 6 секционирования, секционирующий кольцевую рабочую камеру 5, а корпус 4С оснащен возвратно-поступательным элементом 7Е секционирования, в качестве элемента секционирования рабочей камеры, и вспомогательной камерой сгорания (не показана), соответствующей ему. Второй возвратно-поступательный элемент 8 секционирования исключен. Корпус 4С имеет впускное отверстие 11, сформированное рядом с возвратно-поступательным элементом 7Е секционирования, на передней стороне, а не на возвратно-поступательном элементе 7Е секционирования, и выпускное отверстие 12, сформированное рядом с возвратно-поступательным элементом 7Е секционирования, на задней стороне, а не на возвратно-поступательном элементе 7Е секционирования. Впускной клапан (не показан) для открытия/закрытия впускного отверстия 11 и выпускной клапан (не показан) для открытия/закрытия выпускного отверстия 12 также предусмотрены.In the rotary engine EA shown in FIG. 42, the
В роторном двигателе ЕА впускной и выпускной клапаны надлежащим образом открываются/закрываются синхронно с вращением выходного вала 1, посредством чего каждые четыре вращения выходного вала 1 приводят к двум рабочим тактам. Когда два набора двигателей предусмотрены на каждой стороне ротора, каждые четыре вращения выходного вала 1 приводят к четырем рабочим тактам. Период сгорания охватывает угол вращения в 360 градусов выходного вала 1. Этот достаточный период сгорания значительно повышает эффективность сгорания.In the rotary engine EA, the intake and exhaust valves properly open / close synchronously with the rotation of the
Восьмой вариант осуществленияEighth Embodiment
Роторный двигатель ЕВ, показанный на фиг.43, состоит из двигателя на фиг.42 с добавлением перегородки 7F с возвратно-поступательным перемещением, секционирующей кольцевую рабочую камеру 5, вспомогательную камеру сгорания (не показана), соответствующую ей, впускное отверстие 11А, выпускное отверстие 12А в корпусе 4D во вращательно симметричных позициях относительно возвратно-поступательного элемента секционирования 7Е, впускного отверстия 11 и выпускного отверстия 12 вокруг оси. Впускной клапан для открытия/закрытия впускного отверстия 11А и выпускной клапан для открытия/закрытия выпускного отверстия 12А также предусмотрены.The rotary engine EB shown in FIG. 43 consists of the engine in FIG. 42 with the addition of a
В двигателе ЕВ два набора впускных и выпускных клапанов надлежащим образом открываются/закрываются синхронно с вращением выходного вала 1, посредством чего каждые два вращения выходного вала 1 приводят к четырем рабочим тактам. Когда два набора двигателей предусмотрены на каждой стороне ротора, каждые два вращения выходного вала 1 приводят к восьми рабочим тактам.In the engine EB, two sets of intake and exhaust valves are properly opened / closed synchronously with the rotation of the
Девятый вариант осуществленияNinth Embodiment
В роторном двигателе ЕС, показанном на фиг.44, корпус 4Е оснащен первым и вторым элементами 7, 8 секционирования, секционирующими кольцевую рабочую камеру 5, как в роторном двигателе Е, а ротор содержит, в качестве элемента создания давления (находящегося под давлением), два дугообразных элемента 6, 6 секционирования, разнесенных примерно на 180 градусов в направлении вращения ротора. В двигателе ЕС два возгорания происходят каждое одно вращение выходного вала 1; рабочий такт осуществляется для каждого вращения на 180 градусов выходного вала 1. Следовательно, двигатель может быть уменьшен в размере, иметь запас по рабочему объему цилиндра и приводиться на меньших скоростях, тем самым приводя к повышенной эффективности сгорания.In the EC rotary engine shown in FIG. 44, the
Десятый вариант осуществленияTenth Embodiment
Роторный двигатель ED, показанный на фиг.45, подходит для средних или крупных двигателей, работающих на меньших скоростях, таких как средние или крупные судовые двигатели. Аналогично двигателю Е, двигатель ED имеет первый и второй возвратно-поступательные элементы 7, 8 секционирования, установленные в корпусе 4F для секционирования кольцевой рабочей камеры 5. Корпус 4F также имеет дополнительное выпускное отверстие 160 в позиции примерно 120 градусов от переднего конца первого возвратно-поступательного элемента 7 секционирования. Вспомогательная камера сгорания (не показана) также предусмотрена рядом с первым возвратно-поступательном элементом 7 секционирования.The rotary engine ED shown in FIG. 45 is suitable for medium or large engines operating at lower speeds, such as medium or large marine engines. Similarly to engine E, engine ED has first and second
Ротор содержит, в качестве элемента создания давления (и к которому прикладывается давление), три дугообразных элемента 6, 6, 6 секционирования в трех равноудаленных позициях на окружности. В двигателе ED три возгорания происходят каждое одно вращение ротора. Рабочий такт осуществляется для каждого вращения на 120 градусов выходного вала 1. Два набора двигателей предусмотрены на каждой стороне ротора. Рабочий такт осуществляется для каждого вращения на 60 градусов выходного вала 1. Следовательно, двигатель может быть уменьшен в размере, иметь запас по рабочему объему цилиндра и приводиться на меньших скоростях, тем самым приводя к повышенной эффективности сгорания.The rotor contains, as a pressure generating element (and to which pressure is applied), three
Одиннадцатый вариант осуществленияEleventh Embodiment
Роторный двигатель ЕЕ, показанный на фиг.46, подходит для средних или крупных двигателей, работающих на меньших скоростях, таких как судовые двигатели. Корпус 4G оснащен, в качестве элемента секционирования, секционирующего кольцевую рабочую камеру 5, четырьмя возвратно-поступательными элементами 7, 8 секционирования в четырех равноудаленных позициях на окружности. Ротор содержит, в качестве элемента создания давления (и к которому прикладывается давление), четыре дугообразных элемента 6 секционирования в четырех равноудаленных позициях на окружности. Впускные отверстия 11 сформированы рядом с возвратно-поступательным элементом 8 секционирования на передних сторонах в направлении вращения, а не на двух возвратно-поступательных элементах 8 секционирования, разнесенных на 180 градусов в направлении вдоль окружности, и выпускные отверстия 12 сформированы рядом с возвратно-поступательным элементом 8 секционирования на задних сторонах в направлении вращения. Вспомогательные камеры сгорания (не показаны) сформированы рядом с двумя возвратно-поступательными элементами 7 секционирования.The rotary engine EE shown in FIG. 46 is suitable for medium or large engines operating at lower speeds, such as marine engines. The
В двигателе ЕЕ две вспомогательные камеры сгорания воспламеняются для двух рабочих тактов в каждом вращении на 90 градусов выходного вала 1. Следовательно, каждое одно вращение выходного вала 1 приводит к восьми рабочим тактам. Как результат, двигатель может быть уменьшен в размере.In the engine EE, two auxiliary combustion chambers are ignited for two working cycles in each rotation of 90 degrees of the
Как указано посредством ломаных линий, кольцевая рабочая камера 5А может быть сформирована внутри кольцевой рабочей камеры 5. Кольцевая рабочая камера 5А может быть оснащена несколькими возвратно-поступательными элементами секционирования, несколькими вспомогательными камерами сгорания и двумя наборами впускных и выпускных отверстий, как в случае с внешней кольцевой рабочей камерой 5. Таким образом, еще один набор двигателей дополнительно конструируется для эффективного использования пространства в роторе и корпусе. Два набора впускных и выпускных отверстий для кольцевой рабочей камеры 5А могут быть сформированы в правой стенке корпуса 4G. Таким образом, с двумя наборами двигателей, предусмотренных на одной стороне ротора, двигатель может быть дополнительно уменьшен в размере. Более того, четыре набора двигателей могут быть предоставлены на каждой стороне ротора. Следовательно, двигатель ЕЕ подходит для крупных судовых двигателей.As indicated by broken lines, the
Двенадцатый вариант осуществленияTwelfth Embodiment
Вышеописанные роторные двигатели в качестве примера поясняются как двигатель зажигания, в котором топливно-воздушная смесь воспламеняется посредством свечи зажигания. Роторный двигатель по настоящему изобретению применим к дизельным двигателям, в которых топливо впрыскивается в сжатый воздух во вспомогательной камере сгорания и воспламеняется за счет воспламенения от сжатия. Тем не менее, в случае дизельных двигателей коэффициент сжатия должен быть увеличен примерно до 22.The above described rotary engines are exemplified as an ignition engine in which a fuel-air mixture is ignited by a spark plug. The rotary engine of the present invention is applicable to diesel engines in which fuel is injected into compressed air in an auxiliary combustion chamber and ignited by compression ignition. However, in the case of diesel engines, the compression ratio should be increased to about 22.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Роторный двигатель по настоящему изобретению может быть использован в двигателях, использующих различные типы топлива, такие как тяжелое дизельное топливо, дизельное топливо, бензин, этанол, LPG, природный газ и газ азот; двигателях в различных вариантах применения, таких как транспортные средства, строительное оборудование, сельскохозяйственное оборудование, различное промышленное оборудование и судовые двигатели с различным рабочим объемом цилиндра; и в двигателях с рабочим объемом цилиндра от небольшого до большого.The rotary engine of the present invention can be used in engines using various types of fuel, such as heavy diesel fuel, diesel fuel, gasoline, ethanol, LPG, natural gas and nitrogen gas; engines in various applications, such as vehicles, construction equipment, agricultural equipment, various industrial equipment and marine engines with different cylinder displacement; and in engines with small to large cylinder displacement.
Claims (19)
выходной вал,
ротор, соединенный с выходным валом без относительного вращения,
корпус, поддерживающий с возможностью вращения выходной вал,
кольцевую рабочую камеру, сформированную посредством ротора и корпуса для формирования рабочей камеры впуска, рабочей камеры сжатия, рабочей камеры сгорания и рабочей камеры выпуска,
по меньшей мере, один элемент создания давления/находящийся под давлением, предусмотренный на роторе для секционирования кольцевой рабочей камеры и для сжатия поступившего воздуха в рабочей камере сжатия и для приема газового давления от газа, образующегося от сгорания, в рабочей камере сгорания,
по меньшей мере, один элемент секционирования рабочей камеры, предусмотренный в корпусе для секционирования кольцевой рабочей камеры,
впускное отверстие для впуска всасываемого воздуха в кольцевую рабочую камеру,
выпускное отверстие для выпуска газа из кольцевой рабочей камеры и
средство для подачи топлива,
при этом сжатая топливно-воздушная смесь воспламеняется с помощью свечи зажигания или за счет воспламенения от сжатия,
отличающийся тем, что
кольцевая рабочая камера сформирована в осевом направлении выходного вала посредством корпуса и частей боковой стенки ротора и имеет полностью или в основном цилиндрическую внутреннюю стенку и полностью или в основном цилиндрическую внешнюю стенку;
упомянутый элемент секционирования рабочей камеры содержит возвратно-поступательный элемент секционирования, который совершает возвратно-поступательное движение параллельно оси выходного вала между выдвинутым положением, где он секционирует кольцевую рабочую камеру, и отведенным положением, где он выведен из кольцевой рабочей камеры;
сдвигающее средство для сдвигания возвратно-поступательного элемента секционирования в направлении выдвинутого положения;
при этом упомянутый элемент создания давления/находящийся под давлением содержит дугообразный элемент секционирования, имеющий первую наклонную поверхность для перемещения возвратно-поступательного элемента секционирования из выдвинутого положения в отведенное положение, переднюю поверхность скольжения, продолжающуюся от первой наклонной поверхности, и вторую наклонную поверхность, продолжающуюся от передней поверхности скольжения и позволяющую возвратно-поступательному элементу секционирования возвращаться из отведенного положения в выдвинутое положение,
при этом часть боковой стенки ротора имеет поверхность стенки, параллельную плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, и
возвратно-поступательный элемент секционирования имеет на переднем конце первую поверхность скольжения для создания герметичного контакта с первой наклонной поверхностью дугообразного элемента секционирования, переднюю поверхность скольжения, предназначенную для создания герметичного контакта с поверхностью стенки, которая параллельна указанной плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, и вторую поверхность скольжения, предназначенную для создания герметичного контакта с второй наклонной поверхностью дугообразного элемента секционирования.1. A rotary piston internal combustion engine containing
output shaft
a rotor connected to the output shaft without relative rotation,
a housing rotatably supporting the output shaft,
an annular working chamber formed by means of a rotor and a housing for forming an inlet working chamber, a compression working chamber, a combustion working chamber and an exhaust working chamber,
at least one pressure generating element / under pressure provided on the rotor for sectioning the annular working chamber and for compressing the incoming air in the compression working chamber and for receiving gas pressure from the gas generated from combustion in the working combustion chamber,
at least one sectioning element of the working chamber provided in the housing for sectioning the annular working chamber,
an inlet for intake of intake air into the annular working chamber,
an outlet for discharging gas from the annular working chamber and
means for supplying fuel,
while the compressed fuel-air mixture is ignited using a spark plug or due to compression ignition,
characterized in that
an annular working chamber is formed in the axial direction of the output shaft by means of the housing and parts of the side wall of the rotor and has a fully or substantially cylindrical inner wall and a fully or substantially cylindrical outer wall;
said working chamber sectioning element comprises a reciprocating sectioning element that reciprocates parallel to the axis of the output shaft between the extended position where it sections the annular working chamber and the retracted position where it is brought out of the annular working chamber;
a shifting means for shifting the reciprocating sectioning element in the direction of the extended position;
wherein said pressure generating member / being pressurized comprises an arcuate sectioning member having a first inclined surface for moving the reciprocating sectioning member from an extended position to a retracted position, a front sliding surface extending from the first inclined surface, and a second inclined surface extending from the front sliding surface and allowing the reciprocating sectioning element to return from the allotted extended position
while part of the side wall of the rotor has a wall surface parallel to a plane perpendicular to the axis of the output shaft, and
the reciprocating sectioning element has at its front end a first sliding surface for making tight contact with the first inclined surface of the arcuate sectioning element, a front sliding surface for making tight contact with the wall surface that is parallel to the specified plane perpendicular to the axis of the output shaft, and the second surface sliding, designed to create a tight contact with the second inclined surface of the arcuate eleme that partition.
кольцевая рабочая камера имеет прямоугольный полупрофиль с дугообразными закругленными углами в плоскости, содержащей ось выходного вала, и содержит неглубокую кольцевую канавку, сформированную в части боковой стенки ротора, и глубокую кольцевую канавку, сформированную в корпусе;
при этом неглубокая кольцевая канавка имеет первую кольцевую стенку на плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, и внутреннюю и внешнюю угловые стенки, которые находятся на внутреннем конце и на внешнем конце первой кольцевой стенки; и
глубокая кольцевая канавка имеет цилиндрическую внутреннюю стенку, цилиндрическую внешнюю стенку, вторую кольцевую стенку на плоскости, перпендикулярной оси выходного вала, и внутреннюю и внешнюю угловые стенки, которые находятся на внутренней стороне и на внешней стороне второй кольцевой стенки.3. The rotary piston internal combustion engine according to claim 1, in which
the annular working chamber has a rectangular half-profile with arched rounded corners in a plane containing the axis of the output shaft, and contains a shallow annular groove formed in the part of the side wall of the rotor and a deep annular groove formed in the housing;
wherein the shallow annular groove has a first annular wall on a plane perpendicular to the axis of the output shaft, and inner and outer corner walls that are at the inner end and at the outer end of the first annular wall; and
the deep annular groove has a cylindrical inner wall, a cylindrical outer wall, a second annular wall on a plane perpendicular to the axis of the output shaft, and inner and outer corner walls that are on the inner side and on the outer side of the second annular wall.
когда элемент создания давления/находящийся под давлением находится между впускным отверстием и первым возвратно-поступательным элементом секционирования, рабочая камера впуска формируется между вторым возвратно-поступательным элементом секционирования и элементом создания давления/находящимся под давлением, а рабочая камера сжатия формируется между элементом создания давления/находящимся под давлением и первым возвратно-поступательным элементом секционирования в кольцевой рабочей камере; и
когда упомянутый элемент создания давления/находящийся под давлением находится между первым возвратно-поступательным элементом секционирования и выпускным отверстием, рабочая камера сгорания формируется между первым возвратно-поступательным элементом секционирования и элементом создания давления/находящимся под давлением, а рабочая камера выпуска формируется между элементом создания давления/находящимся под давлением и вторым возвратно-поступательным элементом секционирования в кольцевой рабочей камере.12. The rotary piston internal combustion engine according to claim 11, in which:
when the pressure generating element / under pressure is between the inlet and the first reciprocating sectioning element, the inlet working chamber is formed between the second reciprocating sectioning element and the pressure creating element / under pressure, and the compression working chamber is formed between the pressure creating element / under pressure and the first reciprocating sectioning element in the annular working chamber; and
when said pressure generating member / under pressure is between the first reciprocating sectioning member and the outlet, a combustion chamber is formed between the first reciprocating sectioning member and the pressure generating member / under pressure, and the exhaust working chamber is formed between the pressure generating member / under pressure and a second reciprocating sectioning element in the annular working chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148310/06A RU2426897C2 (en) | 2006-05-09 | 2006-05-09 | Rotary-piston internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148310/06A RU2426897C2 (en) | 2006-05-09 | 2006-05-09 | Rotary-piston internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008148310A RU2008148310A (en) | 2010-06-20 |
RU2426897C2 true RU2426897C2 (en) | 2011-08-20 |
Family
ID=42682185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008148310/06A RU2426897C2 (en) | 2006-05-09 | 2006-05-09 | Rotary-piston internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2426897C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688046C1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-05-17 | Алексей Маратович Рогульченко | Three-zone multiblade rotary internal combustion engine with concentric arrangement of working zones in engine rotor |
-
2006
- 2006-05-09 RU RU2008148310/06A patent/RU2426897C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688046C1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-05-17 | Алексей Маратович Рогульченко | Three-zone multiblade rotary internal combustion engine with concentric arrangement of working zones in engine rotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008148310A (en) | 2010-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101230406B1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
JP4459625B2 (en) | Internal combustion engine | |
US8109737B1 (en) | Reciprocating device with dual chambered cylinders | |
US5878707A (en) | Rotary valve internal combustion engine | |
US8011346B2 (en) | Rotary compressed gas engine with pistons | |
KR20160089385A (en) | Internal combustion engine | |
RU2426897C2 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
US7143737B2 (en) | Rotary engine | |
WO2010074665A1 (en) | Reciprocating device with dual chambered cylinders | |
WO2004011779A1 (en) | Spherical rotary engine valve assembly | |
JP6039426B2 (en) | engine | |
US6883489B2 (en) | Rotational engine | |
EP1956188A1 (en) | Hypocycloid rotary internal combustion engine | |
JP7407314B1 (en) | rotary engine | |
CN108291478B (en) | Uniflow engine with inlet and/or outlet valves | |
US20050224026A1 (en) | Rotary mechanical field assembly | |
KR200259607Y1 (en) | Hydrogen Internal-combustion engine of rotary tape | |
KR970001461B1 (en) | Internal combustion engine of oscillating piston engines | |
KR20020008555A (en) | Engine | |
WO2000036277A1 (en) | Engines | |
KR20010068031A (en) | Hydrogen Internal-combustion engine of rotary tape | |
KR19980021442A (en) | Rotary internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150510 |