RU2451801C2 - Two-axes rotary chamber ice - Google Patents
Two-axes rotary chamber ice Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451801C2 RU2451801C2 RU2010125643/06A RU2010125643A RU2451801C2 RU 2451801 C2 RU2451801 C2 RU 2451801C2 RU 2010125643/06 A RU2010125643/06 A RU 2010125643/06A RU 2010125643 A RU2010125643 A RU 2010125643A RU 2451801 C2 RU2451801 C2 RU 2451801C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- working
- covers
- stator
- axis
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания, и может использоваться в качестве силового агрегата в транспортных машинах и стационарных установках.The invention relates to mechanical engineering, in particular to rotary internal combustion engines, and can be used as a power unit in transport vehicles and stationary installations.
В настоящее время широкое применение получили поршневые ДВС с кривошипно-шатунным механизмом преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение вала двигателя, но эта кинематическая схема исчерпала свои возможности, и значительное увеличение мощности требует увеличения энергоемкости и массы двигателя.At present, piston ICEs with a crank mechanism for converting the translational motion of the piston into the rotational motion of the engine shaft are widely used, but this kinematic scheme has exhausted its capabilities, and a significant increase in power requires an increase in the energy consumption and mass of the engine.
Известен роторно-поршневой двигатель (см. патент RU 2158375 С1, опубликован 27.10.2000 F02B 57/00. 53/00), содержащий корпус с цилиндрической полостью, торцевые крышки корпуса с направляющими канавками на их внутренних поверхностях, установленный в полости ротор с цилиндрами, расположенными равномерно по окружности и ориентированными вдоль оси ротора, и поршни, выполненные в виде лопаток дугообразного профиля, установленных в цилиндрах с возможностью их поворота относительно образующих ротора. Поршни снабжены фиксирующими и направляющими пальцами, ориентированными параллельно образующим ротора, при этом свободные концы фиксирующих пальцев жестко закреплены в торцевых стенках ротора, а направляющих - свободно пропущены через серповидные отверстия в последних и через посредство подшипниковых опор вставлены в направляющие канавки крышек корпуса.Known rotary piston engine (see patent RU 2158375 C1, published October 27, 2000 F02B 57/00. 53/00), comprising a housing with a cylindrical cavity, end caps of the housing with guide grooves on their inner surfaces, mounted in the cavity of the rotor with cylinders uniformly arranged around the circumference and oriented along the axis of the rotor, and pistons made in the form of arched profile blades mounted in cylinders with the possibility of their rotation relative to the rotor generators. The pistons are equipped with locking and guide fingers oriented parallel to the rotor, while the free ends of the locking fingers are rigidly fixed in the end walls of the rotor, and the guides are freely passed through the crescent holes in the rotor and inserted into the guide grooves of the housing covers through the bearing supports.
При вращении ротора направляющие пальцы поршней, свободные концы которых катятся по опорам в направляющих канавках, вращаются совместно с ротором, оставаясь параллельными его образующим, и одновременно по определенной траектории смещаются в радиальном направлении. При этом поршни, связанные с пальцами, согласованно перемещаются в цилиндрах, изменяя объем камер сгорания и обеспечивая тем самым цикличность и длительность рабочих тактов двигателя. Траектория радиального перемещения направляющих пальцев и, соответственно, цикличность и длительность рабочих тактов задаются формой контура направляющих канавок.When the rotor rotates, the guide fingers of the pistons, the free ends of which roll along the supports in the guide grooves, rotate together with the rotor, remaining parallel to its generators, and at the same time are shifted in a radial direction along a certain path. At the same time, the pistons associated with the fingers move in concert with each other in the cylinders, changing the volume of the combustion chambers and thereby ensuring the cyclical nature and duration of the engine’s working cycles. The trajectory of the radial movement of the guide fingers and, accordingly, the cyclicity and duration of the working cycles are determined by the shape of the contour of the guide grooves.
Основными недостатками известного двигателя являются его неприемлемо низкие скоростные характеристики, мощность и надежность. Указанные недостатки обусловлены использованием радиальных уплотнений, установленных на образующих ротора и контактирующих с внутренней поверхностью корпуса, которые при значительном увеличении оборотов, в результате действия центробежных сил, вызывают повышенный износ корпуса, разрушение уплотнений и корпуса двигателя. Кроме того, в указанном двигателе положительный крутящий момент возникает в результате действия давления газов на ротор, но давление газов па поршень создает отрицательный крутящий момент, что приводит к потерям энергии и мощности.The main disadvantages of the known engine are its unacceptably low speed characteristics, power and reliability. These drawbacks are due to the use of radial seals mounted on the rotor generators and in contact with the inner surface of the housing, which, with a significant increase in speed, as a result of centrifugal forces, cause increased wear of the housing and destruction of the seals and the motor housing. In addition, in the specified engine, positive torque occurs as a result of the gas pressure on the rotor, but the gas pressure on the piston creates a negative torque, which leads to loss of energy and power.
Известен также роторный двигатель внутреннего сгорания (см. патент RU 2239073 С2, опубликован 27.10.2004 F02B 53/00), содержащий цилиндрический корпус, в котором эксцентрично установлен цилиндрический ротор, сопряженный своей поверхностью с внутренней поверхностью корпуса, с герметизацией полостей сжатия и горения. Ротор на своей поверхности имеет сегментные срезы, дающие возможность периодически соединять полости сжатия и горения, в пазу ротора, проходящем через его ось, установлена одна плавающая лопасть с Г-образными наконечниками, постоянно прижатыми к внутренней поверхности корпуса.Also known is a rotary internal combustion engine (see patent RU 2239073 C2, published October 27, 2004 F02B 53/00), comprising a cylindrical housing in which a cylindrical rotor is eccentrically mounted, mating its surface with the inner surface of the housing, with sealing of the compression and combustion cavities. The rotor on its surface has segmented slices, which make it possible to periodically connect the compression and combustion cavities, in the groove of the rotor passing through its axis, there is one floating blade with L-shaped tips, constantly pressed against the inner surface of the housing.
В указанном двигателе герметизация полостей горения и сжатия осуществляется сопряженными поверхностями ротора и зеркала корпуса, с которым постоянно сопряжена плавающая Г-образная лопасть. Значительные центробежные нагрузки приводят к износу зеркала корпуса, нарушают герметизацию, снижают моторесурс и надежность двигателя. Кроме того, давление газов на ротор создает значительные знакопеременные нагрузки на вал двигателя, приводит к вибрации, потере энергии и мощности.In the specified engine, the sealing of the combustion and compression cavities is carried out by the mating surfaces of the rotor and the mirror of the housing, with which the floating L-shaped blade is constantly mated. Significant centrifugal loads lead to deterioration of the housing mirror, disrupt sealing, reduce engine life and engine reliability. In addition, the gas pressure on the rotor creates significant alternating loads on the motor shaft, leads to vibration, loss of energy and power.
За прототип принята машина (см. патент RU 2140544 С1, опубликован 27.10.1999 F01C 1/44. F02B 53/00. F04C 2/44. F01C 11/00), содержащая корпус с внутренней цилиндрической поверхностью, закрытый крышками, ось, на которой последовательно установлено четное количество, по меньшей мере два рабочих органа, связанных с валом. Рабочие органы машины снабжены поршнями, шарнирно связанными с ними, имеющими форму усеченного сегмента, размещенными диаметрально с возможностью качения и сопряженными с внутренней поверхностью корпуса. Рабочие камеры машины образованы рабочими органами с поршнями и осью и дополнительно образованы рабочими органами с поршнями и внутренней поверхностью корпуса. Машина содержит механизм распределения рабочего тела, выполненный в виде каналов в теле оси, в стенках подвижного кольца, установленного на ось, привод которого осуществляется с помощью зубчатых колес от вала машины, и в стенках корпуса. Машина содержит элементы уплотнения рабочих камер, установленные в стенках поршней и рабочих органов. Машина может использоваться как ДВС, как компрессор, как насос и как насос и двигатель одновременно.A machine was adopted for the prototype (see patent RU 2140544 C1, published October 27, 1999 F01C 1/44. F02B 53/00.
В случае применения машины в качестве ДВС каждый рабочий орган имеет один поршень, но т.к. машина имеет четное число рабочих органов, поршень каждого рабочего органа относительно другого рабочего органа размещен диаметрально. В камерах, образованных осью и рабочим органом с поршнями, за два оборота рабочего органа (в случае, если внутренняя поверхность корпуса выполнена цилиндрической) происходит четырехтактный цикл ДВС.In the case of using the machine as an internal combustion engine, each working body has one piston, but since the machine has an even number of working bodies, the piston of each working body relative to the other working body is placed diametrically. In the chambers formed by the axis and the working body with pistons, for two turns of the working body (if the inner surface of the body is cylindrical), a four-cycle ICE cycle occurs.
Такой вариант компоновки машины оказывается не работоспособным, поскольку механизм распределения рабочего тела выполнен в виде продольных каналов в теле неподвижной оси, разделенной диаметральной перегородкой. При диаметральной установке рабочих органов всасывающий канал неподвижной оси для первого рабочего органа оказывается выпускным каналом для второго рабочего органа, а выпускной канал первого - всасывающим для второго.Such an arrangement of the machine is not functional, since the distribution mechanism of the working fluid is made in the form of longitudinal channels in the body of a fixed axis, separated by a diametrical partition. With the diametrical installation of the working bodies, the suction channel of the fixed axis for the first working body is the exhaust channel for the second working body, and the exhaust channel of the first is suction for the second.
В частном случае, если внутренняя поверхность корпуса выполнена овальной, четырехтактный цикл происходит за один оборот рабочего органа, а газораспределительный механизм обеспечивает работоспособность машины даже при многопоршневой компоновке двигателя.In the particular case, if the inner surface of the body is oval, a four-stroke cycle occurs in one revolution of the working body, and the gas distribution mechanism ensures the operability of the machine even with a multi-piston engine layout.
Описанный прототип имеет существенные недостатки, ограничивающие применение машины в качестве двигателя внутреннего сгорания.The described prototype has significant disadvantages that limit the use of the machine as an internal combustion engine.
- Сложность обеспечения герметичности газораспределительного механизма при вращении поверхностей контакта, что приводит к прогоранию уплотнений, особенно выпускных каналов.- The difficulty of ensuring the tightness of the gas distribution mechanism during rotation of the contact surfaces, which leads to the burning of seals, especially exhaust channels.
- Значительные динамические нагрузки в точках контакта поршня и корпуса приводят к интенсивному износу основного конструктивного элемента - корпуса машины и снижают моторесурс, особенно при значительных оборотах и мощности двигателя.- Significant dynamic loads at the points of contact between the piston and the casing lead to intensive wear of the main structural element - the casing of the machine and reduce motor life, especially at significant revolutions and engine power.
- Технологическая сложность и высокая стоимость изготовления овального корпуса машины по сравнению с цилиндрическим.- Technological complexity and high cost of manufacturing an oval machine casing in comparison with a cylindrical one.
- Интенсивный износ торцевого уплотнения рабочих камер при скольжении по внутренней поверхности крышек корпуса и разгерметизация рабочих камер.- Intensive wear of the mechanical seal of the working chambers when sliding along the inner surface of the housing covers and depressurization of the working chambers.
Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в разработке экономичного и надежного двигателя повышенной мощности и КПД, с максимально возможным крутящим моментом при сравнимых показателях энергопотребления.The problem solved by the present invention is to develop an economical and reliable engine with increased power and efficiency, with the highest possible torque at comparable rates of energy consumption.
Технический результат достигается в Двухосевом роторно-камерном двигателе внутреннего сгорания (ДоРК ДВС), содержащем цилиндрический статор с крышками, в котором эксцентрично установлен цилиндрический ротор. Согласно изобретению на крышках статора смонтированы фальш-крышки изменения степени сжатия. В цилиндрическом роторе выполнено нечетное количество рабочих камер, по меньшей мере три, имеющих форму сектора, а ротор с торцов герметично закрыт дисковыми вал-крышками с установленными в них свечами зажигания, причем в каждой рабочей камере установлен равный по размерам и форме рабочий орган с возможностью ограниченного поворота вокруг оси, проходящей через вершину сектора рабочей камеры и ориентированной вдоль образующей ротора. Внешней стороной рабочий орган контактирует с промежуточным цилиндром через опорный палец, консольные концы которого установлены с возможностью свободного перемещения по окружности в торцевых направляющих канавках промежуточного цилиндра, установленного в статор с возможностью свободного вращения вокруг общей геометрической оси. Кроме того, вал-крышки и ротор выполнены полыми, а полость в роторе разделена перпендикулярной оси перегородкой на две части, каждая из которых через канал в теле ротора и всасывающий либо выпускной клапан соединена с рабочей камерой. Кроме того, на передней торцевой дисковой вал-крышке ротора для каждой рабочей камеры смонтирован редуктор привода кулачкового вала механизма газораспределения. Кроме того, на передней и задней крышках статора установлены фальш-крышки изменения степени сжатия, с возможностью фиксированного перемещения параллельно прямой, соединяющей геометрические оси статора и ротора, в фальш-крышках также смонтированы подшипники вала ротора и неподвижные электроконтакты свечей зажигания, а на передней, дополнительно, неподвижная шестерня привода механизмов газораспределения.The technical result is achieved in a biaxial rotary-chamber internal combustion engine (DORK ICE) containing a cylindrical stator with covers in which a cylindrical rotor is eccentrically mounted. According to the invention, false covers for changing the degree of compression are mounted on the stator covers. An odd number of working chambers is made in the cylindrical rotor, at least three in the shape of a sector, and the rotor from the ends is hermetically closed by disk-shaft covers with spark plugs installed in them, and in each working chamber an working body of equal size and shape is installed with the possibility limited rotation around an axis passing through the top of the sector of the working chamber and oriented along the generatrix of the rotor. The outer side of the working body is in contact with the intermediate cylinder through the support pin, the cantilever ends of which are mounted with the possibility of free movement around the circumference in the end guide grooves of the intermediate cylinder installed in the stator with the possibility of free rotation around a common geometric axis. In addition, the shaft-cover and the rotor are hollow, and the cavity in the rotor is divided by a partition perpendicular to the axis into two parts, each of which is connected to the working chamber through a channel in the rotor body and a suction or exhaust valve. In addition, on the front end disk shaft-cover of the rotor for each working chamber mounted cam gear drive camshaft. In addition, on the front and rear covers of the stator there are false covers for changing the degree of compression, with the possibility of fixed movement parallel to the straight line connecting the geometrical axes of the stator and the rotor, in the false covers the bearings of the rotor shaft and stationary electrical contacts of the spark plugs are also mounted, and on the front, additionally, fixed gear drive of gas distribution mechanisms.
На фиг.1 и 2 представлен трехкамерный Двухосевой роторно-камерный (ДоРК) четырехтактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с внешним смесеобразованием и воспламенением рабочей смеси от внешнего электроисточника.Figures 1 and 2 show a three-chamber Two-axis rotary chamber (DoRK) four-cycle internal combustion engine (ICE) with external mixture formation and ignition of the working mixture from an external electric source.
На фиг.1 показан ДоРК ДВС в поперечном разрезе А-А фиг.2.Figure 1 shows the DOC of the internal combustion engine in cross section AA of figure 2.
На фиг.2 показан продольный разрез Б-Б фиг.1.Figure 2 shows a longitudinal section bB of figure 1.
На фиг.3 показана внутренняя поверхность передней крышки статора с фальш-крышкой в разрезе В-В фиг.2.In Fig.3 shows the inner surface of the front cover of the stator with a false cover in the context of BB in Fig.2.
На фиг.4 показан разрез двигателя и передняя вал-крышка ротора в разрезе Г-Г фиг.2.In Fig.4 shows a section of the engine and the front shaft-cover of the rotor in the context GG of Fig.2.
Двухосевой роторно-камерный ДВС состоит из цилиндрического статора 1, закрытого передней 2 и задней 3 крышками. В статоре установлен промежуточный цилиндр 4, имеющий возможность свободного вращения внутри статора и выполняющий роль подшипника скольжения, воспринимающий радиальную нагрузку от опорных пальцев 5 рабочих органов 6 и передающий ее на статор, при этом снижается удельное давление и износ поверхностей трения.The biaxial rotary chamber ICE consists of a
Ротор 7 установлен в статоре 1, его геометрическая ось параллельна и смещена относительно геометрической оси статора на некоторую величину, которая зависит от заданных параметров рабочего объема двигателя, а диаметр меньше, чем внутренний диаметр промежуточного цилиндра и не контактирует с ним. В роторе выполнены, равномерно по окружности, нечетное количество, минимально три, рабочие камеры 8, имеющие в сечении форму сектора с вершиной на образующей, по длине равные длине ротора, радиус образующей сектора совмещен с радиусом ротора, но меньше его, и определяется заданными характеристиками рабочего объема, крутящего момента и мощности двигателя.The
Герметичность рабочих камер 8 обеспечивается торцевыми дисковыми вал-крышками 12 и 9 ротора 7, выполненными совместно с передним и задним частями вала двигателя. В каждой вал-крышке выполнены резьбовые отверстия и в них установлены свечи зажигания 10 для каждой рабочей камеры. В каждой рабочей камере установлен рабочий орган 6, имеющий форму сектора, вершина которого соответствует вершине сектора рабочей камеры, а размеры радиуса и длины выполнены с допусками, обеспечивающими перемещение и герметичность при лабиринтном уплотнении рабочих камер. Рабочий орган имеет возможность ограниченного вращения вокруг осевого пальца 11, установленного в вершинах секторов, ориентированного параллельно образующей ротора и свободными концами закрепленного в соответствующих отверстиях вал-крышек 12 и 9 ротора 7. На внешней стороне рабочего органа имеются проушины, выступающие за диаметр ротора, в которых на подшипниках установлен опорный палец 5, опирающийся, с возможностью качения, на внутреннюю окружность промежуточного цилиндра 4, а консольными концами удерживаемый в кольцевых направляющих торцевых канавках 13 промежуточного цилиндра 4, обеспечивая ограниченное вращательное движение рабочих органов 6 вокруг осевых пальцев 11 и, следовательно, заданное изменение объема рабочих камер 8 ротора 7.The tightness of the working chambers 8 is ensured by the end disk shaft-covers 12 and 9 of the
Поступление горючей смеси и выпуск отработанных газов обеспечивается через цилиндрическую полость ротора, имеющего перпендикулярную оси перегородку 14, и цилиндрические осевые полости 15 вал-крышек 12 и 9 ротора 7. Каждая полость ротора, соответственно всасывающими или выпускными каналами 16 в теле ротора, сообщается через всасывающие или выпускные клапаны 17 с рабочими камерами 8. Всасывающие и выпускные клапаны каждой рабочей камеры управляются кулачковым валом 18, установленным на подшипниках в теле ротора параллельно его оси. На кулачковом валу 18 установлена шестерня червячного редуктора 19, который смонтирован на передней вал-крышке 12. На вал привода червяка установлена коническая шестерня 20 привода редуктора 19, находящаяся в зацеплении с конической неподвижной шестерней 21, закрепленной на передней фальш-крышке 22. Газораспределительный механизм обеспечивает один оборот кулачкового вала за два оборота ротора.The flow of the combustible mixture and the exhaust gas is provided through a cylindrical cavity of the rotor having a
Передняя 22 и задняя 23 фальш-крышки установлены на крышках 2, 3 статора 1 с возможностью фиксированного перемещения по направляющим 24 параллельно прямой, соединяющей геометрические оси статора и ротора. В фальш-крышках на подшипниках установлен вал ротора, а на внутренних торцевых поверхностях смонтированы изолированные неподвижные электроконтакты 25 в форме дуги окружности, для передачи электрического заряда на контакты свечей зажигания 10. Фиксированное перемещение статора относительно ротора по направляющим 24 фальш-крышек 22 и 23, при условии сохранения параллельности геометрических осей ротора и статора, позволяет изменять межосевое расстояние и, следовательно, изменять степень сжатия в рабочих камерах двигателя.The
Воспламенение рабочей смеси происходит от двух свечей зажигания 10, установленных в вал-крышках 12 и 9 ротора. Необходимое напряжение для искрового разряда подается от внешнего электроисточника через неподвижный электроконтакт 25, смонтированный на фальш-крышках 22 и 23 статора, что также позволяет регулировать угол опережения зажигания.The ignition of the working mixture comes from two
Изменение степени сжатия и угла опережения зажигания позволяет оперативно адаптировать двигатель к различным видам жидкого и газообразного топлива.Changing the compression ratio and the ignition timing allows you to quickly adapt the engine to various types of liquid and gaseous fuels.
Возможен вариант двигателя с воспламенением рабочей смеси от сжатия, без электрозажигания, и управляемом впрыске топлива в канал всасывания, либо смешанный вариант: запуск двигателя с электрозажиганием, а работа в режиме самовоспламенения.There is a variant of the engine with compression-ignition of the working mixture without electric ignition, and controlled injection of fuel into the suction channel, or a mixed version: starting the engine with electric ignition, and work in self-ignition mode.
Изменение расстояния точки опоры (опорного пальца 5) от оси вращения (осевого пальца 11) рабочего органа 6 изменяет скорость термодинамических процессов в рабочей камере, а подрессоривание опорного пальца позволяет снизить динамические нагрузки в процессе самовоспламенения рабочей смеси и детонации топлива.Changing the distance of the fulcrum (supporting finger 5) from the axis of rotation (axial finger 11) of the working
Работа двигателя осуществляется следующим образом:The operation of the engine is as follows:
При вращении ротора (фиг.1) по часовой стрелке изменяется радиус вращения точки опоры (опорного пальца) рабочего органа и, следовательно, объем рабочей камеры. За два оборота в рабочей камере реализуется полный цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания: всасывание, сжатие, рабочий ход, выпуск. После прохождения опорного пальца рабочего органа верхней точки (М), - минимального расстояния от оси ротора до окружности промежуточного цилиндра, объем рабочей камеры увеличивается - идет такт всасывания, который продолжается до нижней точки (К) - максимального расстояния от оси ротора до окружности промежуточного цилиндра. При дальнейшем движении опорного пальца по окружности от точки (К) до точки (М) объем рабочей камеры уменьшается - идет такт сжатия. При втором обороте от точки (М) до точки (К) происходит воспламенение смеси и рабочий ход, а при движении от точки (К) до точки (М) идет такт выпуска отработанных газов, после чего цикл повторяется.When the rotor rotates (Fig. 1) clockwise, the radius of rotation of the fulcrum (support finger) of the working body and, therefore, the volume of the working chamber are changed. For two turns in the working chamber a full cycle of a four-stroke internal combustion engine is realized: suction, compression, stroke, exhaust. After passing the supporting finger of the working body of the upper point (M), - the minimum distance from the axis of the rotor to the circumference of the intermediate cylinder, the volume of the working chamber increases - there is a suction stroke, which continues to the lower point (K) - the maximum distance from the axis of the rotor to the circumference of the intermediate cylinder . With further movement of the support finger around the circumference from point (K) to point (M), the volume of the working chamber decreases - there is a compression stroke. At the second revolution from point (M) to point (K), the mixture ignites and the stroke moves, and when moving from point (K) to point (M), the exhaust gas cycle takes place, after which the cycle repeats.
Нечетное количество рабочих камер обеспечивает последовательность и чередование тактов, например: в точке (М) в 1-ой камере начинается такт всасывание, через поворот на 120 градусов - 2-я камера рабочий ход, через поворот на 240 градусов - 3-я камера всасывание, через 360 градусов - 1-я камера рабочий ход, через 480 градусов - 2-я камера всасывание, через 600 градусов - 3-я камера рабочий ход, через 720 градусов - 1-я камера всасывание и повторение цикла.An odd number of working chambers provides a sequence and alternation of measures, for example: at the point (M) in the 1st chamber, the suction stroke begins, through the rotation by 120 degrees - the 2nd chamber the working stroke, through the rotation by 240 degrees - the 3rd suction chamber , through 360 degrees - the 1st chamber working stroke, through 480 degrees - the 2nd suction chamber, after 600 degrees - the 3rd chamber working, after 720 degrees - the 1st suction chamber and repeating the cycle.
В случае увеличения количества рабочих камер интервалы между повторяющимися тактами уменьшаются, например, при продолжительности такта 180 градусов в трехкамерном двигателе интервал составляет 240 градусов, а в пятикамерном двигателе интервал составляет 144 градуса угла поворота точки опоры (опорного пальца 5) рабочего органа.In the case of an increase in the number of working chambers, the intervals between repeating measures are reduced, for example, with a cycle duration of 180 degrees in a three-chamber engine, the interval is 240 degrees, and in a five-chamber engine, the interval is 144 degrees of the angle of rotation of the fulcrum (supporting finger 5) of the working body.
В процессе такта «рабочий ход» давление газов в рабочей камере воздействует на ротор и рабочий орган, который через промежуточный цилиндр передает давление на статор двигателя. Положительный вектор результирующей силы давления газов, действующих на ротор, направлен по касательной и обеспечивает максимально возможный крутящий момент вала двигателя при заданном радиусе точки приложения силы. Вектор результирующей силы, действующий на рабочий орган, передает усилие через опорный палец на промежуточный цилиндр по которому палец имеет возможность прокатываться, а промежуточный цилиндр, как подшипник скольжения, свободно вращается во внутренней поверхности статора в результате воздействия вектора касательной составляющей, направленной в сторону вращения ротора. Вектор реакции нормальной составляющей компенсируется удельным давлением промежуточного цилиндра на статор, что значительно уменьшает износ трущихся поверхностей скольжения, а в результате суммарного воздействия на промежуточный цилиндр рабочих органов нескольких рабочих камер, частично компенсируется удельное давление промежуточного цилиндра на статор, что способствует увеличению межремонтного срока работы двигателя.During the stroke "stroke" the gas pressure in the working chamber acts on the rotor and the working body, which through the intermediate cylinder transfers pressure to the stator of the engine. The positive vector of the resulting pressure force of the gases acting on the rotor is directed tangentially and provides the maximum possible torque of the motor shaft at a given radius of the point of application of force. The vector of the resulting force acting on the working body transfers the force through the support pin to the intermediate cylinder through which the finger is able to roll, and the intermediate cylinder, like a sliding bearing, rotates freely in the inner surface of the stator as a result of the action of the vector of the tangent component directed towards the rotor . The reaction vector of the normal component is compensated by the specific pressure of the intermediate cylinder on the stator, which significantly reduces the wear of rubbing sliding surfaces, and as a result of the total impact on the intermediate cylinder of the working bodies of several working chambers, the specific pressure of the intermediate cylinder on the stator is partially compensated, which contributes to an increase in the overhaul life of the engine .
Увеличение расстояния рабочих камер от оси ротора, без изменения их объема, позволяет увеличить крутящий момент двигателя за счет увеличения радиуса приложения вектора результирующей силы давления газов и изготовить тихоходный двигатель с достаточно большим крутящим моментом, но при соответствующем увеличении его габаритов.Increasing the distance of the working chambers from the axis of the rotor, without changing their volume, makes it possible to increase the engine torque by increasing the radius of application of the vector of the resulting gas pressure force and to produce a low-speed engine with a sufficiently large torque, but with a corresponding increase in its dimensions.
Мощность двигателя можно повысить при использовании турбонаддува, для чего во всасывающую полость ротора установить центробежный нагнетатель, а в выпускную, на общей оси, газовую турбину для использования энергии отработанных газов.Engine power can be increased by using turbocharging, for which a centrifugal supercharger is installed in the suction cavity of the rotor, and a gas turbine is used in the exhaust, on a common axis, to use the energy of the exhaust gases.
Герметичность рабочих камер обеспечивается достаточно большой площадью поверхностей контакта, а отсутствие внешних сил трения позволяет использовать лабиринтное уплотнение, либо в отдельных случаях дополнительное уплотнение рабочего органа.The tightness of the working chambers is ensured by a sufficiently large contact surface area, and the absence of external friction forces allows the use of a labyrinth seal, or in some cases an additional seal of the working body.
В двигателе применяется комбинированная система смазки. Наиболее нагруженные поверхности промежуточного цилиндра и подшипники скольжения смазываются под давлением, а поверхности рабочих органов и ротора смазываются разбрызгиванием. Использованное масло очищается и охлаждается в автономном теплообменнике.The engine uses a combined lubrication system. The most loaded surfaces of the intermediate cylinder and sliding bearings are lubricated under pressure, and the surfaces of the working bodies and the rotor are lubricated by spraying. Used oil is cleaned and cooled in a self-contained heat exchanger.
Система охлаждения двигателя может быть как воздушной, так и жидкостной. Для воздушной необходимо выполнить оребрение статора и крышек, а для жидкостной необходимо выполнить охлаждающие каналы в теле статора и крышек, обеспечить циркуляцию и охлаждение жидкости.The engine cooling system can be either air or liquid. For air, it is necessary to perform finning of the stator and covers, and for liquid it is necessary to perform cooling channels in the body of the stator and covers, to ensure circulation and cooling of the liquid.
Предлагаемое изобретение обеспечивает возможность регулировки степени сжатия рабочей смеси путем изменения эксцентриситета ротора относительно статора в пределах конструктивных возможностей двигателей конкретной компоновки, а при расчете термодинамического процесса изменение расстояния точки опоры рабочего органа от его оси вращения позволяет оптимизировать рабочий процесс и изготовить многотопливный двигатель.The present invention provides the ability to adjust the compression ratio of the working mixture by changing the eccentricity of the rotor relative to the stator within the design capabilities of the engines of a particular layout, and when calculating the thermodynamic process, changing the distance of the support point of the working body from its axis of rotation allows you to optimize the working process and make a multi-fuel engine.
Использование промежуточного цилиндра в качестве интегрирующего устройства для компенсации нагрузки от рабочих органов на статор позволяет значительно снизить износ основного конструктивного элемента-статора, увеличить ресурс и упростить ремонт двигателя.The use of an intermediate cylinder as an integrating device to compensate for the load from the working elements on the stator can significantly reduce the wear of the main structural element-stator, increase the resource and simplify engine repair.
Использование газораспределительного механизма известной клапанно-кулачковой компоновки позволяет гарантированно обеспечить герметичность рабочих камер и приемлемый межремонтный пробег двигателя.The use of the gas distribution mechanism of the known valve-cam arrangement allows guaranteed to ensure the tightness of the working chambers and acceptable overhaul mileage of the engine.
Предложенная многокамерная компоновка рабочих камер в теле ротора позволяет эффективно использовать энергию давления газов для получения полезного крутящего момента и эффективной мощности, снизить потери энергии на трение и создание отрицательного крутящего момента, повысить эффективный КПД и обороты, изготовить компактный, экономичный и дешевый двигатель.The proposed multi-chamber arrangement of working chambers in the rotor body makes it possible to efficiently use gas pressure energy to obtain useful torque and effective power, reduce friction energy losses and create negative torque, increase effective efficiency and speed, and make a compact, economical, and cheap engine.
Предлагаемый Двухосевой роторно-камерный двигатель внутреннего сгорания может быть изготовлен в условиях предприятия машиностроительного профиля с использованием комплектующих элементов ДВС.The proposed biaxial rotary-chamber internal combustion engine can be manufactured in an enterprise with a mechanical engineering profile using components of internal combustion engines.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010125643/06A RU2451801C2 (en) | 2010-06-22 | 2010-06-22 | Two-axes rotary chamber ice |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010125643/06A RU2451801C2 (en) | 2010-06-22 | 2010-06-22 | Two-axes rotary chamber ice |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010125643A RU2010125643A (en) | 2010-12-20 |
RU2451801C2 true RU2451801C2 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=44056368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010125643/06A RU2451801C2 (en) | 2010-06-22 | 2010-06-22 | Two-axes rotary chamber ice |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2451801C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799697C1 (en) * | 2023-03-19 | 2023-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПЕРВОЕ ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО" | Rotary piston internal combustion engine with variable compression rate |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1886206A (en) * | 1929-08-30 | 1932-11-01 | Firm Climax Motorenwerke Und S | Rotary blower |
RU2140544C1 (en) * | 1997-08-11 | 1999-10-27 | Савенко Петр Николаевич | Machine |
RU2158375C1 (en) * | 1999-05-12 | 2000-10-27 | Федяков Владимир Иванович | Rotary piston internal combustion engine |
US6457450B1 (en) * | 2000-03-01 | 2002-10-01 | Jury Mikhaylovich Luzhkov | Ju. M. Luzhkov rotary-turbine internal combustion engine |
US6637383B2 (en) * | 2002-01-17 | 2003-10-28 | Osama M Al-Hawaj | Pivoting piston rotary power device |
-
2010
- 2010-06-22 RU RU2010125643/06A patent/RU2451801C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1886206A (en) * | 1929-08-30 | 1932-11-01 | Firm Climax Motorenwerke Und S | Rotary blower |
RU2140544C1 (en) * | 1997-08-11 | 1999-10-27 | Савенко Петр Николаевич | Machine |
RU2158375C1 (en) * | 1999-05-12 | 2000-10-27 | Федяков Владимир Иванович | Rotary piston internal combustion engine |
US6457450B1 (en) * | 2000-03-01 | 2002-10-01 | Jury Mikhaylovich Luzhkov | Ju. M. Luzhkov rotary-turbine internal combustion engine |
US6637383B2 (en) * | 2002-01-17 | 2003-10-28 | Osama M Al-Hawaj | Pivoting piston rotary power device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799697C1 (en) * | 2023-03-19 | 2023-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПЕРВОЕ ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО" | Rotary piston internal combustion engine with variable compression rate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010125643A (en) | 2010-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8776759B2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
EP2653694B1 (en) | Rotary engine and rotor unit thereof | |
RU2478803C2 (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
RU2528796C2 (en) | Internal combustion engine: six-stroke rotary engine with spinning gates, separate rotor different-purpose sections, invariable volume combustion chambers arranged in working rotors | |
US3945358A (en) | Rotary internal combustion engine with cam transmission | |
KR20140005206A (en) | Rotary heat engine | |
WO2011013184A1 (en) | Rotating piston machine | |
RU2538990C1 (en) | Rotor-piston internal combustion engine | |
RU2451801C2 (en) | Two-axes rotary chamber ice | |
RU2422652C2 (en) | Rotary-bladed cold internal combustion engine | |
WO2012032552A1 (en) | "rotary internal combustion engine with reducer and pistons that control the cycle" | |
RU2054122C1 (en) | Rotor-vane engine | |
RU2753705C2 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
RU2418180C1 (en) | Rotary engine and cam shaft | |
RU2405950C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2541059C1 (en) | Rotary and plate device | |
RU2374454C2 (en) | Design of piston machine and method of designing its working chamber for thermodynamic cycle | |
US4227506A (en) | Internal combustion engine | |
RU2664725C1 (en) | Rotary piston engine | |
RU2330973C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
RU2087729C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2271457C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
RU2272164C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2246015C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
EP0042890B1 (en) | An internal combustion engine having an orbital inner body or piston member working in a housing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -BZ1A- IN JOURNAL: 35-2010 FOR TAG: (54) |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180623 |