RU2464431C2 - Rotary internal combustion engine - Google Patents
Rotary internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464431C2 RU2464431C2 RU2010147543/06A RU2010147543A RU2464431C2 RU 2464431 C2 RU2464431 C2 RU 2464431C2 RU 2010147543/06 A RU2010147543/06 A RU 2010147543/06A RU 2010147543 A RU2010147543 A RU 2010147543A RU 2464431 C2 RU2464431 C2 RU 2464431C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotors
- shaft
- rotor
- housing
- chambers
- 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
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to the field of engineering, in particular to rotary internal combustion engines.
Из уровня техники известна конструкция двигателя внутреннего сгорания (US 2015307 А) с одним ротором с камерами сгорания, свечами зажигания, форсунками для впрыска топлива и клапанами для впуска и выброса воздушной смеси или продуктов сгорания топлива, размещенными на камерах сгорания и корпусе роторного устройства, пружинами совместно с поршневыми цилиндрами для перемещения шиберных устройств.The prior art construction of an internal combustion engine (US 2015307 A) with one rotor with combustion chambers, spark plugs, nozzles for fuel injection and valves for the intake and exhaust of air mixture or fuel combustion products located on the combustion chambers and rotor device body, springs together with piston cylinders for moving gate devices.
В однороторном двигателе без дополнительного внешнего компрессора рабочий цикл осуществляется за четыре оборота вала. Сгорание топлива для привода вала двигателя осуществляется только во время двух следующих друг за другом оборотов ротора, циклы всасывания, сжатия воздуха и выхлопа сгоревшего топлива происходят во время всех четырех оборотов. Выделение энергии для производства вращения вала двигателя однороторного устройства осуществляется только во время двух следующих друг за другом оборотов ротора, при следующих двух оборотах процессы всасывания и сжатия воздуха, выхлопа сгоревшего топлива, преодоления трения вращающихся частей происходят только за счет инерции ротора, что в целом уменьшает суммарную мощность двигателя.In a single-rotor engine without an additional external compressor, the duty cycle is carried out for four turns of the shaft. The combustion of fuel to drive the motor shaft is carried out only during two successive rotor revolutions, the cycles of suction, air compression and exhaust of burned fuel occur during all four revolutions. Energy is allocated to produce the rotation of the motor shaft of a single-rotor device only during two consecutive rotor revolutions, at the next two revolutions, the processes of suction and compression of air, exhaust of burnt fuel, and overcoming friction of rotating parts occur only due to the inertia of the rotor, which generally reduces total engine power.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания на базе двух роторов эллиптической формы, закрепленных на одном валу, с камерами сгорания, выполненными в виде углубления в корпусе (DE 2640276 А1, 09.03.1978, F02B 53/02). В представленном двигателе внутреннего сгорания один ротор эллиптической формы за счет двух симметричных половин своего корпуса, находящихся в контактах с цилиндрическим корпусом устройства, постоянно производит работу только по всасыванию воздуха и сжатию его для подачи в камеры сгорания, второй эллиптический ротор аналогично за счет двух половин своего корпуса, только вращение вала двигателя за счет давления на него от подачи сгорающего в камерах сгорания топлива с одновременным выхлопом продуктов сгорания. Процессы всасывания, нагнетания в камеры сгорания и выхлопа происходят за счет двух систем шиберов, каналов и клапанов при каждом роторе. Увеличение в 2 раза количества указанных деталей по сравнению с роторными устройствами с одним шибером приводит к понижению надежности за счет увеличения трения, усложнению конструкции и к снижению по этой причине кпд. Невозможно осуществление качения эллиптической внешней поверхности ротора на ее базовой образующей по цилиндрической внутренней поверхности цилиндра корпуса двигателя с помощью подшипника. Недостатком данного изобретения является также невозможность применения в целях увеличения герметизации разделенных шибером объемов рабочих полостей цилиндрического вращающегося уплотнения со сточенной по радиусу контактной поверхностью между шибером и ротором (изобретение US 2015307A) вследствие постоянно изменяющегося угла контакта в точке касания с поверхностью эллиптического ротора.Known rotary internal combustion engine based on two elliptical rotors mounted on one shaft, with combustion chambers made in the form of a recess in the housing (DE 2640276 A1, 03/09/1978, F02B 53/02). In the present internal combustion engine, one rotor of an elliptical shape, due to two symmetrical halves of its casing in contact with the cylindrical casing of the device, constantly works only to suck in air and compress it to supply it to the combustion chambers, the second elliptical rotor is similarly due to two halves of its housing, only the rotation of the engine shaft due to pressure on it from the supply of fuel burning in the combustion chambers with the simultaneous exhaust of combustion products. The processes of suction, injection into the combustion chamber and exhaust occur due to two systems of gates, channels and valves with each rotor. A 2-fold increase in the number of these parts in comparison with rotary devices with a single gate leads to a decrease in reliability due to an increase in friction, a complication of the design and a decrease in efficiency for this reason. It is impossible to roll the elliptical outer surface of the rotor on its base generatrix along the cylindrical inner surface of the cylinder of the engine housing using a bearing. The disadvantage of this invention is also the impossibility of using, in order to increase the sealing of the volumes of the working cavities separated by the gate, of the cylindrical rotating seal with the radius of the contact surface between the gate and the rotor (invention US 2015307A) due to the constantly changing contact angle at the point of contact with the surface of the elliptical rotor.
Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, увеличение долговечности, повышение экономичности.The objective of the present invention is to simplify the design, increase durability, increase efficiency.
Задача достигается в роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с выполненными в нем цилиндрическими полостями, два ротора, размещенные в них и вращающиеся на прямом валу, подвижные пластины шиберной перегородки, размещенные в пазу корпуса с возможностью постоянного контакта с поверхностью роторов за счет пружин, две камеры сгорания с форсунками для впрыска топлива и свечами зажигания, впускные и выпускные отверстия по обе стороны пластин шиберной перегородки, служащей совместно с роторами и корпусом в образовании камер расширения и камер сжатия рабочего тела, согласно изобретению ось вала расположена на центральной части корпуса, две подвижные пластины шиберной перегородки размещены в радиальных пазах и их перемещение осуществлено посредством пружины совместно с поршневым цилиндром от давления при подаче сгорающей топливной смеси из камер сгорания, при этом роторы выполнены в виде цилиндров, эксцентрично закрепленных на валу с вращением своих внешних поверхностей за счет подшипников относительно базовых образующих цилиндров роторов с возможностью обеспечения последовательных процессов всасывания, сжатия сгорания и выхлопа каждым ротором попеременно с осуществлением передачи сжатого воздуха от одного ротора к другому и с одним циклом работы за каждый оборот вращения вала.The task is achieved in a rotary internal combustion engine, comprising a housing with cylindrical cavities made therein, two rotors placed in them and rotating on a direct shaft, movable slide gate plates placed in the housing groove with the possibility of constant contact with the surface of the rotors due to springs, two combustion chambers with nozzles for fuel injection and spark plugs, inlet and outlet openings on both sides of the plates of the slide gate, which serves together with the rotors and the housing in the formation of the chamber p expansion and compression chambers of the working fluid, according to the invention, the axis of the shaft is located on the Central part of the housing, two movable plates of the slide walls are placed in radial grooves and their movement is carried out by means of a spring together with a piston cylinder against pressure when a combustible fuel mixture is supplied from the combustion chambers, while the rotors are made in the form of cylinders eccentrically mounted on the shaft with the rotation of their outer surfaces due to bearings relative to the base forming cylinders of the rotors with the possibility To ensure sequential processes of absorption, compression of combustion and exhaust by each rotor alternately with the transfer of compressed air from one rotor to another and with one operation cycle for each revolution of the shaft rotation.
Преимуществом предлагаемой конструкции в отличие от представленных выше является осуществление процесса сгорания горючего при каждом обороте вала, а также двукратное уменьшение количества шиберов с соответствующими уплотнениями и систем их прижатия к ротору, что приводит к повышению надежности устройства, снижению трения деталей конструкции, повышению моторесурса и повышению его кпд возможность применения сточенного по радиусу контактной поверхности компрессионного валика, установки маховиков-противовесов в целях уравновешивания центробежных сил, возникающих вследствие вращения эксцентриковых роторов на противоположных сторонах вала, а также упрощение изготовления и эксплуатации указанного роторного устройства с шиберной перегородкой за счет одинаковых конструкций двух его роторных частей.The advantage of the proposed design, in contrast to the ones presented above, is the implementation of the fuel combustion process for each rotation of the shaft, as well as a twofold reduction in the number of gates with corresponding seals and systems for pressing them against the rotor, which leads to increased reliability of the device, reduced friction of structural parts, increased engine life and increased its efficiency, the possibility of using a compression roll sharpened along the radius of the contact surface of the compression roller, installing counterweight flywheels in order to balance centrifugal forces generated by the rotation of the eccentric rotors on opposite sides of the shaft, as well as simplifying manufacturing and operation of said device with rotary vane wall due to its two identical structures rotary parts.
На фиг.1 изображена схема роторного двигателя внутреннего сгорания из двух пластин и двух роторов на одном валу с системами газораспределения через клапаны во время первого оборота вала.Figure 1 shows a diagram of a rotary internal combustion engine of two plates and two rotors on the same shaft with gas distribution systems through the valves during the first revolution of the shaft.
На фиг.2 изображена схема роторного двигателя внутреннего сгорания с шиберной перегородкой из двух пластин и двух роторов на одном валу во время второго оборота вала с той же нумерацией деталей, что и на фиг.1.Figure 2 shows a diagram of a rotary internal combustion engine with a slide gate of two plates and two rotors on one shaft during the second rotation of the shaft with the same numbering of parts as in figure 1.
Схема роторного двигателя внутреннего сгорания состоит на первом роторе из камеры расширения 2, в которую поступает при всасывании через впускное отверстие 6 всасываемый воздух или сгорающее в камере сгорания топливо, камеры сжатия 1, в которой сжимается воздух для выпуска через отверстие 5 или вытесняются продукты сгорания, цилиндрического корпуса роторного устройства 3, передвижной пластины шибера 4 с пружиной для осуществления его плотного контакта с внешней поверхностью ротора, вала 7, ось которого расположена на центральной части корпуса, эксцентриковой втулки ротора 8, подшипника 9, внешнего цилиндра ротора 10, камеры сгорания 12 с форсункой для впрыска топлива и с электросвечей, клапанов 14, 15, 16, 19, кулачка механизма газораспределения первого ротора 26.The circuit of the rotary internal combustion engine consists on the first rotor of the expansion chamber 2, into which intake air or fuel burned in the combustion chamber, which is compressed when the intake air is exhausted through the opening 5, is supplied, or combustion products are displaced, the cylindrical body of the
Схема на втором роторе состоит из камеры сжатия 22, из которой вытесняется через отверстие 24 сжатый воздух или продукты сгорания, камеры расширения 23, в которую поступает в зависимости от цикла работы всасываемый воздух или сгорающее топливо через отверстие 25, камеры сгорания 18 с форсункой подачи топлива и электросвечей, клапанов 13, 17, 20, 21, кулачка механизма газораспределения второго ротора 27.The circuit on the second rotor consists of a
Двигатель работает следующим образом.The engine operates as follows.
Во время первого оборота вала, фиг.1.During the first revolution of the shaft, figure 1.
При первом роторе в камере сгорания 12 происходит сгорание топлива и подача сгоревшего топлива в камеру расширения 2 через клапан 19 и впускное отверстие 6. Одновременно из камеры сжатия 1 в камеру сгорания второго роторного устройства 18 поступает и сжимается воздух через выпускное отверстие 5 и клапан 14. Клапана 15, 16 закрыты.With the first rotor in the
Кулачок механизма газораспределения первого ротора 26 осуществляет открытие и закрытие клапанов первого ротора за счет поворота вокруг собственной оси на угол от 0 до 180 градусов (половину своего оборота) по сравнению с первым оборотом вала 7 на 360 градусов.The cam timing mechanism of the
При втором роторе всасывается воздух в камеру расширения 23 через впускное отверстие 25 и клапан 21. Одновременно из камеры сжатия 22 происходит выталкивание сгоревшего топлива через выпускное отверстие 24 и клапан 20. Клапана 13, 17 закрыты.At the second rotor, air is sucked into the
Кулачок механизма газораспределения второго ротора 27 осуществляет открытие и закрытие клапанов второго ротора за счет поворота вокруг собственной оси на угол от 180 до 360 градусов по сравнению с первым оборотом вала 7 на 360 градусов.The cam valve of the
Во время второго оборота вала, фиг.2.During the second rotation of the shaft, figure 2.
При первом роторе из камеры сжатия 1 через выпускное отверстие 5 и клапан 15 происходит выхлоп сгоревшего топлива. Одновременно в камеру расширения 2 через впускное отверстие 6 и клапан 16 всасывается воздушная смесь. Клапана 14, 19 закрыты.When the first rotor is from the
Кулачок механизма газораспределения первого ротора поворачивается на угол от 180 до 360 градусов по сравнению со вторым оборотом вала 7 на 720 градусов от начала вращения.The cam timing mechanism of the first rotor rotates through an angle of 180 to 360 degrees compared with the second rotation of the shaft 7 by 720 degrees from the start of rotation.
При втором роторе сжимаемый воздух из камеры сжатия 22 через выпускное отверстие 24, клапан 13 поступает в камеру сгорания 12 первого роторного устройства. В камере сгорания 18 происходит сгорание и подача через клапан 17 сгоревшего топлива для расширения в камеру расширения 23. Клапана 20, 21 закрыты.When the second rotor is compressed air from the
Кулачок механизма распределения второго ротора поворачивается на угол от 0 (от 360 предварительно) до 180 градусов по сравнению со вторым оборотом вала 7 на 720 градусов от начала вращения.The cam of the distribution mechanism of the second rotor rotates through an angle from 0 (from 360 previously) to 180 degrees compared with the second rotation of the shaft 7 by 720 degrees from the start of rotation.
Во время третьего и четвертого оборотов вала повторяются режимы циклов работы роторного устройства с шиберной перегородкой из двух пластин и двух роторов соответственно режимам во время первого и второго оборотов.During the third and fourth revolutions of the shaft, the cycle modes of the rotor device with a slide gate of two plates and two rotors are repeated, respectively, during the first and second revolutions.
Таким образом, предлагаемое роторное устройство с шиберной перегородкой из двух пластин и двух роторов на одном валу в качестве двигателя внутреннего сгорания осуществляет процесс выделения энергии для вращения вала двигателя при каждом его обороте, что невозможно в однороторном двигателе, производящем этот процесс при двух из четырех оборотов вала и обладает большим КПД за счет двукратного уменьшения количества шиберов, воздуходувов и клапанов, присутствующих в двухроторных двигателях с симметричными роторами эллиптической формы.Thus, the proposed rotary device with a slide gate of two plates and two rotors on the same shaft as an internal combustion engine carries out the process of energy release for rotation of the engine shaft at each revolution, which is not possible in a single-rotor engine producing this process at two out of four revolutions shaft and has high efficiency due to a twofold reduction in the number of gates, blowers and valves present in two-rotor engines with symmetrical elliptical rotors.
Предлагаемая конструкция обеспечивает при прочих равных условиях за один поворот вала величину удельной теоретической работы цикла больше у представленного роторного двигателя, чем у поршневого. Коэффициент полезного действия роторных двигателей 0,85-0,9, поршневых 0,7-0,85. При одинаковой степени повышения давления величина удельной теоретической работы у роторных двигателей больше, чем у поршневых, по расчетам в 1,16 -1,18 раза (Орлин А.С. и др. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей. Машиностроение, 1971 г., гл.VI, стр.172, гл.XI, стр.336.The proposed design provides, ceteris paribus, for one rotation of the shaft, the value of the specific theoretical work of the cycle is greater for the presented rotary engine than for the piston. The efficiency of rotary engines is 0.85-0.9, piston 0.7-0.85. With the same degree of pressure increase, the value of the specific theoretical work of rotary engines is greater than that of piston engines, according to calculations 1.16-1.18 times (Orlin A.S. et al. Theory of working processes of piston and combined engines. Mechanical Engineering, 1971 ., chap. VI, p. 172, ch. XI, p. 366.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010147543/06A RU2464431C2 (en) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | Rotary internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010147543/06A RU2464431C2 (en) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | Rotary internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010147543A RU2010147543A (en) | 2012-05-27 |
RU2464431C2 true RU2464431C2 (en) | 2012-10-20 |
Family
ID=46231400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010147543/06A RU2464431C2 (en) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | Rotary internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2464431C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2015307A (en) * | 1933-01-17 | 1935-09-24 | James M Hand | Rotary pump, compressor, or driven motor |
DE2640276A1 (en) * | 1976-09-08 | 1978-03-09 | Klaus Bruchner | Rotary piston unit with two chambers - has pistons on common shaft, for compression and expansion and overflow containing combustion area |
GB2031520A (en) * | 1978-10-16 | 1980-04-23 | Kyowa Kk | Rotary positive-displacement pump |
US4819594A (en) * | 1984-02-06 | 1989-04-11 | Tsakiroglou George B | Reversible rotary internal combustion engine |
RU2388937C2 (en) * | 2008-01-09 | 2010-05-10 | Виктор Тимофеевич Бондаренко | Rotor machine |
CN201513340U (en) * | 2009-09-28 | 2010-06-23 | 天津市诺恩电器设备制造有限公司 | Low-pressure large-flow liquid pump |
-
2010
- 2010-11-23 RU RU2010147543/06A patent/RU2464431C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2015307A (en) * | 1933-01-17 | 1935-09-24 | James M Hand | Rotary pump, compressor, or driven motor |
DE2640276A1 (en) * | 1976-09-08 | 1978-03-09 | Klaus Bruchner | Rotary piston unit with two chambers - has pistons on common shaft, for compression and expansion and overflow containing combustion area |
GB2031520A (en) * | 1978-10-16 | 1980-04-23 | Kyowa Kk | Rotary positive-displacement pump |
US4819594A (en) * | 1984-02-06 | 1989-04-11 | Tsakiroglou George B | Reversible rotary internal combustion engine |
RU2388937C2 (en) * | 2008-01-09 | 2010-05-10 | Виктор Тимофеевич Бондаренко | Rotor machine |
CN201513340U (en) * | 2009-09-28 | 2010-06-23 | 天津市诺恩电器设备制造有限公司 | Low-pressure large-flow liquid pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010147543A (en) | 2012-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2653694B1 (en) | Rotary engine and rotor unit thereof | |
RU2638117C2 (en) | Engine with pivoting multiangular piston | |
RU2400115C1 (en) | Female part of button fastener | |
KR100678485B1 (en) | Rotary Internal-Combustion Engine | |
CN112253310A (en) | Diesel rotor engine | |
RU2538990C1 (en) | Rotor-piston internal combustion engine | |
RU2464431C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
CN107587936B (en) | Eccentric rotor engine and combustion work-doing method thereof | |
WO2007091986A1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
CA2624997A1 (en) | Energy transfer machine | |
RU138105U1 (en) | ROTARY DEVICE WITH VALVE WITH EXTERNAL ROTOR CYLINDER | |
RU2753705C2 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
RU2297545C2 (en) | Rotary engine | |
RU2613012C1 (en) | Rotary piston engine | |
RU2606035C1 (en) | Rotary-vane engine with separate rotary combustion chamber | |
RU2204032C1 (en) | Heat engine | |
RU2754834C1 (en) | Rotary detonation engine | |
RU2174613C2 (en) | Internal combustion rotary-piston engine | |
RU2773184C2 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
RU2489582C2 (en) | Rotary piston ice | |
RU2755758C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
RU2330973C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
RU188307U1 (en) | ENGINE | |
RU2743607C1 (en) | Rotary-blade internal combustion engine | |
RU2706092C2 (en) | Rotary-piston internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171124 |