RU2464432C2 - Operating method of rotary engine, and rotary engine by kholodny - Google Patents
Operating method of rotary engine, and rotary engine by kholodny Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464432C2 RU2464432C2 RU2009101865/06A RU2009101865A RU2464432C2 RU 2464432 C2 RU2464432 C2 RU 2464432C2 RU 2009101865/06 A RU2009101865/06 A RU 2009101865/06A RU 2009101865 A RU2009101865 A RU 2009101865A RU 2464432 C2 RU2464432 C2 RU 2464432C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pistons
- shaft
- rotor
- chamber
- piston
- 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
- Transmission Devices (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, in particular to rotary internal combustion engines.
Известен способ работы роторного двигателя внутреннего сгорания Ванкеля, включающий преобразование потенциальной энергии газообразного рабочего тела высокого давления в кинематическую энергию движущихся рабочих элементов (ротора) в замкнутом объеме рабочей камеры, ограниченном поверхностями неподвижного корпуса и подвижного ротора четырехтактными циклами в соответствующих полостях и передачи энергии на вал отбора мощности. Такой способ реализован в роторно-поршневом двигателе Ванкеля, который содержит корпус, имеющий рабочую полость, выполненную по эпитрохонде; вал отбора мощности - эксцентриковый вал, с которого снимается мощность, и свободно установленный на этот вал треугольный ротор с выпуклыми сторонами. В корпусе имеются впускные и выпускные окна, установлена свеча зажигания или форсунка. Ротор совершает круговое движение и одновременно вращается вокруг оси благодаря зубчатому колесу с внутренними зубьями, которое находится в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом, расположенным соосно с эксцентриковым валом. Движение ротора планетарное, и за каждый оборот ротора эксцентриковый вал делает три оборота. Вследствие планетарного движения ротора между ротором и корпусом образуются три изолированные полости и их объем за один оборот ротора дважды увеличивается и дважды уменьшается. Это позволяет в каждой из полостей за один оборот ротора последовательно осуществлять процессы впуска, сжатия, сгорания и расширения (рабочий ход), выпуска, составляющие четырехтактный цикл, или за три оборота эксцентрикового вала отбора мощности (Богданов С.Н. и др. Автомобильные двигатели. М.: Машиностроение, 1987, стр.356-358, рис.199).A known method of operation of a Wankel rotary internal combustion engine, comprising converting the potential energy of a gaseous high-pressure working fluid into the kinematic energy of moving working elements (rotors) in a closed volume of the working chamber, limited by the surfaces of the stationary body and the moving rotor with four-stroke cycles in the respective cavities and transferring energy to the shaft power take-off. This method is implemented in a Wankel rotary piston engine, which contains a housing having a working cavity made by epitrochond; power take-off shaft - an eccentric shaft from which power is removed, and a triangular rotor with convex sides freely installed on this shaft. The housing has inlet and outlet windows, a spark plug or nozzle is installed. The rotor makes a circular motion and at the same time rotates around its axis thanks to a gear wheel with internal teeth, which is meshed with a stationary gear wheel, located coaxially with the eccentric shaft. The movement of the rotor is planetary, and for each revolution of the rotor the eccentric shaft makes three turns. Due to the planetary movement of the rotor between the rotor and the housing, three isolated cavities are formed and their volume doubles and decreases twice during one revolution of the rotor. This allows in each cavity for one revolution of the rotor to sequentially carry out the processes of intake, compression, combustion and expansion (working stroke), exhaust, comprising a four-cycle cycle, or for three revolutions of the eccentric power take-off shaft (Bogdanov S.N. et al. Automotive engines M.: Mechanical Engineering, 1987, pp. 356-358, Fig. 199).
Однако способ и двигатель Ванкеля имеют недостаток в той части, что несмотря на достигнутое в 2-3 раза уменьшение массы и габаритов основные мощностные характеристики для этих параметров сохранились на уровне обычных двигателей внутреннего сгорания. Его высокая трудоемкость из-за сложного профиля цилиндра и ротора снижают его достоинства (http://www.rotor-motor.ru/page03.htm).However, the Wankel method and engine have a disadvantage in that, despite the reduction in weight and dimensions achieved by a factor of 2–3, the main power characteristics for these parameters remained at the level of conventional internal combustion engines. Its high complexity due to the complex profile of the cylinder and rotor reduces its advantages (http://www.rotor-motor.ru/page03.htm).
Наиболее близким аналогом для способа, принятым за прототип, является роторный двигатель по патенту RU 2343290 С2, F01C 1/07, 10.01.2009 г., который работает по способу, признаки которого частично содержатся в заявленном и материализованному в роторном двигателе по заявленному изобретению.The closest analogue to the method adopted for the prototype is a rotary engine according to patent RU 2343290 C2, F01C 1/07, 01/10/2009, which works by a method whose features are partially contained in the claimed and materialized in the rotary engine according to the claimed invention.
Известный способ работы роторного двигателя включает преобразование потенциальной энергии газообразного рабочего тела высокого давления в кинетическую энергию движущихся рабочих элементов в замкнутом объеме рабочей камеры с последующей передачей упомянутой кинетической энергии на вал отбора мощности, при этом кинетическую энергию образуют посредством прерывистого вращения рабочих элементов, например поршней, по круговой траектории с разными угловыми скоростями, осуществляя последовательно такты впуска, сжатия, рабочего входа и выпуска.A known method of operation of a rotary engine includes converting the potential energy of a gaseous working fluid of high pressure into the kinetic energy of moving work elements in a closed volume of the working chamber, followed by transferring the mentioned kinetic energy to the power take-off shaft, while kinetic energy is generated by intermittent rotation of the working elements, for example pistons, along a circular path with different angular velocities, sequentially performing the intake, compression, working input and issue.
Этот способ материализован в роторном двигателе с рабочим цилиндром тороидального профиля, со сквозным непрерывным окружным пазом и стенками, сложной системой уплотнений, что делает его нетехнологичным в изготовлении и дорогим. Другим недостатком является то, что поршни вращаются прерывисто и не непрерывно по круговой траектории в одном направлении. Это обусловлено тем, что в момент воспламенения смеси, а он совпадает, когда сжатая до максимума горючая смесь подается к свече зажигания, находящейся в зоне мертвой точки, и расширяющиеся газы поворачивают одну пару поршней по часовой стрелке, а другую против и останавливая ее. Таким образом нарушен процесс непрерывности преобразования энергии рабочего тела в механическую. Требуются затраты вырабатываемой энергии на разгон маховиков, чтобы преодолеть мгновенную остановку поршней. Это снижает КПД двигателя примерно на 30-40%. Двигатель будет работать с рывками, что приводит к более быстрому износу зубчатых передач и разбалтыванию его рычажной системы, созданию вибрации и повышенного шума (пат. RU 2343290 С2).This method is materialized in a rotary engine with a working cylinder of a toroidal profile, with a continuous continuous circumferential groove and walls, a complex sealing system, which makes it low-tech to manufacture and expensive. Another disadvantage is that the pistons rotate intermittently and not continuously along a circular path in one direction. This is due to the fact that at the moment of ignition of the mixture, and it coincides when the combustible mixture compressed to the maximum is supplied to the spark plug located in the dead center zone, and the expanding gases turn one pair of pistons clockwise and the other against and stopping it. Thus, the process of continuity of the conversion of the energy of the working fluid into mechanical is disrupted. It takes the cost of the generated energy to accelerate the flywheels in order to overcome the instantaneous stop of the pistons. This reduces engine efficiency by about 30-40%. The engine will work jerkily, which leads to faster wear of gears and loosening of its linkage system, creating vibration and increased noise (US Pat. RU 2343290 C2).
Этот недостаток роторных двигателей по этой причине отмечен в статье «Роторные двигатели» в Интернете (http://www.rotor-motor.ru/page03.htm, стр.1, абзац 2).This disadvantage of rotary engines for this reason is noted in the article "Rotary engines" on the Internet (http://www.rotor-motor.ru/page03.htm, page 1, paragraph 2).
Известен роторный двигатель, который содержит роторную и приводную камеры, которая выполнена в виде полого цилиндра с двумя парами поршней, выполненных в виде кольцевых секторов, связанных с телескопическим ротором. В его приводной камере размещен механизм преобразования движения поршней в энергию вращения вала отбора мощности, выполненный в виде пары рычагов, соединенных с телескопическим ротором, и кулисы. Последняя шарнирно установлена на валу отбора мощности. Рычаги имеют на концах ролики, взаимодействующие с дорожками кулисы. Кулиса также имеет ролики, которыми она опирается на торцевой кольцевой копир с участками высокого и низкого профиля (авт. свид. SU 1318704 A1, F02B 55/00, 1987).Known rotary engine, which contains a rotary and drive chambers, which is made in the form of a hollow cylinder with two pairs of pistons, made in the form of annular sectors associated with a telescopic rotor. In its drive chamber there is a mechanism for converting the movement of pistons into rotational energy of the power take-off shaft, made in the form of a pair of levers connected to a telescopic rotor, and a backstage. The latter is pivotally mounted on the power take-off shaft. The levers have rollers at the ends that interact with the backstage tracks. The drawstring also has rollers with which it rests on the end ring copier with high and low profile sections (auth. Certificate. SU 1318704 A1, F02B 55/00, 1987).
Данный механизм не может обеспечить четкое выполнение тактов работы двигателя во времени. Так, при повороте кулисы от кольцевого копира с высокого на низкий участки или наоборот возникает нейтральное положение позиции 18, когда ролики не контактируют с дорожками кулисы. В этом переходном положении поршни зависают, т.е. они могут остановиться, пойти назад или вперед. Когда в конце переходного положения кулиса переходит за счет остаточной инерции механизма с максимума на минимум профиля копира или наоборот, происходит удар кулисы по роликам, нарушая ритм движения поршней, такты «растягиваются» или «сжимаются». Нарушается равномерность, возникает неравномерное вращение, сопровождающееся ударной нагрузкой. Кроме того, ролики с кулачковыми дорожками контактируют с трением скольжения при высоких контактных нагрузках, которые приводят к нагреву элементы ролик-кулак, система расширяется, а отсутствие системы компенсаторов приведет к заклиниванию звена ролики 12 и 14 с беговой дорожкой кулисы 18, фиг.3. Это приведет к остановке двигателя и возможной поломке. Практически эта схема неработоспособна.This mechanism cannot ensure the accurate execution of the clock cycles of the engine in time. So, when you turn the scenes from the ring copier from high to low sections or vice versa, the neutral position of
Наиболее близким к заявленному изобретению на роторный двигатель по своей технической сущности является роторный двигатель, в котором функционально совпадают происходящие термодинамические процессы в четырехтактном режиме, имеется максимальное количество конструктивных признаков, совпадающих по их функциональному назначению (пат. US 1676211 A, F01C 1/00, 1928).Closest to the claimed invention for a rotary engine in its technical essence is a rotary engine, in which the thermodynamic processes occurring in a four-stroke mode functionally coincide, there is a maximum number of design features that coincide in their functional purpose (US Pat. No. 1,676,211 A, F01C 1/00, 1928).
Роторный двигатель содержит корпус, включающий роторную и привода камеры, смонтированный в корпусе телескопический ротор, выполненный в виде втулки и размещенного в ней вала, вал отбора мощности, планетарную передачу, установленные в роторной камере четыре поршня с возможностью их вращения с телескопическим ротором относительно оси двигателя, свечу зажигания и кривошипно-шатунные механизмы, кинематически связанные с планетарной передачей и валом отбора мощности. Роторная камера выполнена в виде полого тороидального цилиндра, состоящего из двух половин со сквозным непрерывным окружным пазом и состыкованных болтовым соединением. В корпусе имеются сопла всасывания горючей смеси и выхлопа газов. К основному недостатку двигателя необходимо отнести нетехнологичность тороидальной роторной камеры, сложность ее изготовления и уплотнения поршней в камере.The rotary engine comprises a housing including a rotary and a camera drive, a telescopic rotor mounted in the housing, made in the form of a sleeve and a shaft placed in it, a power take-off shaft, planetary gear, four pistons installed in the rotor chamber with the possibility of their rotation with a telescopic rotor relative to the axis of the engine , spark plug and crank mechanisms kinematically associated with planetary gear and power take-off shaft. The rotor chamber is made in the form of a hollow toroidal cylinder, consisting of two halves with a continuous continuous circumferential groove and joined by a bolted joint. In the housing there are nozzles for the intake of a combustible mixture and exhaust gases. The main disadvantage of the engine is the low-tech toroidal rotor chamber, the complexity of its manufacture and sealing of the pistons in the chamber.
Кроме того, положение кривошипов, находящихся в противофазе, соответствует их одновременному положению в двух мертвых точках, создаваемых механизмом. В этот момент происходит их затормаживание и скорость вращения падает до нуля. Чтобы этого не произошло, создаются инерционные силы путем дополнительной установки маховиков на коленчатых валах. Для их постоянного разгона используется часть вырабатываемой двигателем энергии, снижая тем самым его КПД. Кроме того, сдвиг с мертвой точки кривошипно-шатунных механизмов создает в работе двигателя микротолчки, приводящие к преждевременному износу его деталей, вибрации и усилению шума.In addition, the position of the cranks in antiphase corresponds to their simultaneous position at the two dead points created by the mechanism. At this moment, they are braked and the rotation speed drops to zero. To prevent this from happening, inertial forces are created by additionally installing the flywheels on the crankshafts. For their constant acceleration, part of the energy produced by the engine is used, thereby reducing its efficiency. In addition, the dead center shift of the crank mechanisms creates microshocks in the engine, leading to premature wear of its parts, vibration and increased noise.
Еще одним недостатком является наличие большой инерционной массы маховиков в составе камеры привода, выполняющей функции механизма периодического изменения скоростей, что влечет к увеличению габаритов,Another disadvantage is the presence of a large inertial mass of the flywheels in the drive chamber, which performs the function of a mechanism of periodic changes in speeds, which leads to an increase in size,
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания способа работы роторного двигателя и на его основе самого двигателя, который обеспечивал бы непрерывность вращения рабочих элементов в одном направлении, например поршней, по круговой траектории, и за счет этого добиться упрощения конструкции, повышения надежности и КПД двигателя.The basis of the present invention is the task of creating a method of operation of a rotary engine and on its basis the engine itself, which would ensure the continuity of rotation of the working elements in one direction, for example pistons, along a circular path, and thereby simplify the design, increase reliability and engine efficiency.
Данная задача решается способом работы роторного двигателя, включающем процессы преобразования потенциальной энергии газообразного рабочего тела высокого давления в кинетическую энергию с последующей передачей кинетической энергии на вал отбора мощности посредством попарно и оппозитно расположенных с угловым смещением поршней, вращающихся с разными угловыми скоростями по круговой траектории в замкнутом объеме рабочей камеры, осуществляя последовательно такты впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Согласно изобретению в рабочей камере поршни вращаются непрерывно, после окончания сжатия один поршень догоняет другой примерно за 15° до точки отсчета, в качестве которой принято место положение свечи зажигания, далее поршни совершают совместное движение, проходя участок запальной камеры, равный примерно 30°, на замедленной скорости, смесь возгорается и расширяется, вследствие чего один поршень получает ускорение и отрывается от другого поршня, обеспечивая такт рабочего хода.This problem is solved by the method of operation of a rotary engine, including the processes of converting the potential energy of a gaseous working fluid of high pressure into kinetic energy, followed by transfer of kinetic energy to the power take-off shaft by means of pistons pairwise and opposite located with angular displacement, rotating at different angular velocities along a circular path in a closed the volume of the working chamber, carrying out successively the strokes of the intake, compression, stroke and exhaust. According to the invention, in the working chamber the pistons rotate continuously, after compression ends one piston catches up with another about 15 ° to the reference point, which is taken as the position of the spark plug, then the pistons move together, passing a portion of the ignition chamber equal to about 30 °, slowed down, the mixture ignites and expands, as a result of which one piston receives acceleration and detaches from the other piston, providing a stroke of the stroke.
Таким образом, способ закладывает программу его материализации в кинематике работы механизмов, обеспечивающих непрерывность и плавность процессов, создающих такты всасывания, сжатия, рабочего хода и выхлопа, исключая негативные явления мертвых точек в механизмах двигателя.Thus, the method lays the program for its materialization in the kinematics of the mechanisms that ensure the continuity and smoothness of the processes that create suction, compression, stroke and exhaust cycles, eliminating the negative effects of blind spots in the engine mechanisms.
Заявленный способ материализован в роторном двигателе, содержащем корпус, смонтированный в корпусе телескопический ротор, выполненный в виде вала с втулкой на нем, поршни, смонтированные на валу и на втулке, оппозитно расположенные попарно с угловым смещением и выполненные с возможностью непрерывного вращения по круговой траектории с разными угловыми скоростями, свечу зажигания, планетарный механизм, кинематически связанный с валом отбора мощности и с ротором, сопла всасывания горючей смеси и выхлопа газов, корпус разделен на камеру привода и роторную камеру перегородкой.The claimed method is materialized in a rotary engine containing a housing mounted in the housing of a telescopic rotor made in the form of a shaft with a sleeve on it, pistons mounted on the shaft and on the sleeve, oppositely arranged in pairs with angular displacement and made with the possibility of continuous rotation along a circular path with different angular speeds, a spark plug, a planetary mechanism kinematically connected with a power take-off shaft and a rotor, nozzles for suction of a combustible mixture and exhaust gases, the housing is divided into a chamber Ivod and rotor chamber by a baffle.
Отличительной особенностью двигателя является то, что двигатель включает сапун для удаления газов из роторной камеры, роторная камера армирована гильзой, имеющей цилиндрический профиль, и проставками, поршни выполнены в виде кольцевых секторов, корпус закрыт крышками, в одной из которых закреплена букса, за одно с которой выполнено солнечное колесо планетарного механизма, в отверстии буксы на подшипниках установлен вал отбора мощности с жестко закрепленным на нем водилом, сателлитные шестерни, зацепляющиеся с солнечным колесом, закреплены на концентрично расположенных и подвижно установленных на водиле кривошипах с эксцентриками, двигатель включает жестко связанный с водилом, подвижно установленный на втулке ротора и опирающийся на подшипник, размещенный в перегородке, диск, на котором подвижно установлены концентрично расположенные эксцентрики дополнительных кривошипов, связанные с эксцентриками кривошипов водила посредством осей, на которых установлены шатуны, шарнирно связанные посредством серьг с валом и втулкой ротора.A distinctive feature of the engine is that the engine includes a breather for removing gases from the rotor chamber, the rotor chamber is reinforced with a sleeve having a cylindrical profile and spacers, the pistons are made in the form of annular sectors, the housing is closed with caps, in one of which the axle box is fixed, for one sec of which the planetary gear sun wheel is made, a power take-off shaft with a carrier rigidly fixed to it is installed in the axle box hole on the bearings, satellite gears engaged with the sun wheel are fixed They are mounted on cranks concentrically located and movably mounted on the carrier with eccentrics, the engine is rigidly connected to the carrier, movably mounted on the rotor hub and supported by a bearing located in the baffle, and a disk on which concentrically arranged additional eccentrics of the cranks are connected movably drove through the axles on which the connecting rods are mounted, pivotally connected by means of earrings to the shaft and the rotor hub.
В целом это обеспечивает непрерывность движения поршней в одном направлении по круговой траектории без толчков и потери вырабатываемой мощности, повышает плавность работы двигателя без вибрации, его надежность и КПД.In general, this ensures the continuous motion of the pistons in one direction along a circular path without jerks and loss of generated power, increases the smoothness of the engine without vibration, its reliability and efficiency.
Способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез двигателя; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1 с показом кривошипно-шатунного механизма; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1 с показом планетарного механизма; на фиг.4 показано положение I поршней в начальный момент перед запуском двигателя; на фиг.5 - положение II поршней в момент их сближения по завершении такта сжатия; на фиг.6 показано положение III поршней в момент возгорания сжатой смеси; на фиг.7 - положение IV поршней перед началом рабочего хода в момент ускорения переднего поршня.The method and device are illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of an engine; figure 2 is a section along aa in figure 1, showing the crank mechanism; figure 3 is a section along BB in figure 1 with the planetary mechanism; figure 4 shows the position I of the pistons at the initial moment before starting the engine; figure 5 - position II of the pistons at the time of their approach at the end of the compression stroke; figure 6 shows the position of the III pistons at the time of ignition of the compressed mixture; Fig.7 - the position of the IV pistons before the start of the stroke at the time of acceleration of the front piston.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
На фиг.4 представлено условное исходное положение ротора, например крестообразно попарно оппозитно расположенных поршней 1, 3 и 2, 4 в камере, образованной поверхностями неподвижного корпуса и подвижными элементами ротора, состоящего из вала и свободно вращающейся на нем втулки. Поршни попарно оппозитно закреплены на валу и втулке ротора с возможностью вращения веерообразно с разными угловыми скоростями. Воспламенение осуществляется от запальной камеры с постоянным искрением свечи. В таком положении открыты окна всасывания и выхлопа. На фиг.4 показано, что поршни в замкнутом пространстве образуют полости всасывания - Г, сжатия - Д, рабочего хода - Е, выхлопа - Ж, при этом в ходе термодинамических процессов, происходящих в течение одного цикла, объемы их меняются. За точку отсчета процессов принимаем, как показано на фиг.6, место положение свечи зажигания. При помощи, например, стартера осуществляют разгон ротора с поршнями.Figure 4 presents the conditional initial position of the rotor, for example, crosswise opposite pairwise opposed pistons 1, 3 and 2, 4 in the chamber formed by the surfaces of the stationary housing and the movable elements of the rotor, consisting of a shaft and a sleeve freely rotating on it. Pistons are oppositely mounted in pairs on the shaft and rotor hub with the possibility of rotation fan-shaped with different angular speeds. Ignition is carried out from the ignition chamber with a constant sparking of the candle. In this position, the intake and exhaust windows are open. Figure 4 shows that the pistons in a closed space form a suction cavity - G, compression - D, stroke - E, exhaust - Zh, while in the course of thermodynamic processes that occur during one cycle, their volumes change. For the reference point of the processes taken, as shown in Fig.6, the position of the spark plug. Using, for example, a starter, the rotor with the pistons is accelerated.
Рассмотрим процессы, происходящие в рабочих полостях при различных положениях ротора.Consider the processes occurring in the working cavities at different positions of the rotor.
При положении I происходит всасывание смеси в полость Г, полость Д наполнена смесью, в запальной камере постоянно искрит свеча, полость Ж выхлопа открыта, поршни 1 и 3 заторможены, центр их совпадает с точкой 6 отсчета процессов, поршни 2 и 4 получают ускорение. В полости Д, объем которой стал минимальным, заканчивается процесс сжатия смеси и примерно за 15° до точки 6 отсчета процессов поршень 4 догоняет поршень 1 (положение II) и с некоторым технологическим зазором продолжают совместно двигаться еще примерно 15°, проходя запальную камеру 7 (Положение III). Смесь возгорается. Поршень 1 получает ускорение и отрывается от поршня 4, в полости Д начинается такт рабочего хода (положение IV).At position I, the mixture is sucked into the cavity G, the cavity D is filled with the mixture, the spark plug constantly sparks, the exhaust cavity G is open, the pistons 1 and 3 are inhibited, their center coincides with the
В это же время оппозитно расположенный поршень 2, быстро двигаясь, выжимает из полости Ж газы, осуществляя такт выхлопа, и догоняет поршень 3, который обеспечивает всасывание в полость Г. Поршни 2 и 3 аналогично проходят зону между выхлопом и всасыванием. Поршень 3 перекрывает окно всасывания, получив ускорение осуществляет процесс сжатия. Поршень 2 подходит к окну всасывания.At the same time, the opposed piston 2, moving quickly, squeezes the gases out of the cavity G, performing an exhaust stroke, and catches up with the piston 3, which provides suction into the cavity G. Pistons 2 and 3 likewise pass the zone between the exhaust and the suction. The piston 3 closes the suction window, having received acceleration, the compression process is carried out. Piston 2 approaches the suction window.
К начальной позиции, положение I, ротор сделает один оборот, т.е. провернется на 360°, осуществив два четырехтактных цикла. Движение поршней напоминает веерное. Далее цикл повторяется.To the initial position, position I, the rotor will make one revolution, i.e. will turn 360 ° by performing two four-stroke cycles. The movement of the pistons resembles a fan. Next, the cycle repeats.
В соответствии с цикловой диаграммой и кинематикой двигателя, передающей движение от поршней на вал отбора мощности (ВОМ), последний сделает один оборот за два оборота телескопического ротора 17 с поршнями 1, 2, 3 и 4.In accordance with the cycle diagram and the kinematics of the engine, transmitting the movement from the pistons to the power take-off shaft (PTO), the latter will make one revolution in two turns of the
Роторный двигатель включает оппозитно расположенные попарно с угловым смещением поршни 1, 2, 3 и 4, выполненные в виде кольцевых секторов, охладители 5, точку 6 начала и конца отсчета процессов, запальную камеру 7, рабочий цилиндр 8, корпус 9, разделенный на камеры привода 10 и роторную 11 перегородкой 12. Корпус 9 закрыт крышками 13 и 14. В крышке 13 закреплена букса 15, в которой на подшипниках смонтирован вал 16 отбора мощности (ВОМ). В корпусе 9 смонтирован телескопический ротор 17, состоящий из вала 18 и втулки 19, подвижно посаженной на вал 18, установленный на подшипниковых опорах 20 и 21. В роторной камере 11 на валу 18 жестко закреплена втулка 22, а на втулке 19 жестко закреплена втулка 23. Поршни 1 и 3 попарно и оппозитно жестко закреплены на втулке 22, например, винтами 24. Роторная камера 11 с поршнями 1, 2, 3 и 4 образуют рабочий цилиндр 8.The rotary engine includes opposed pistons 1, 2, 3 and 4 arranged opposite in pairs with angular displacement, made in the form of annular sectors,
Поршни 2 и 4 попарно и оппозитно жестко закреплены на втулке 23, например, винтами 25. Камера 11 армирована гильзой 26, имеющей цилиндрический профиль, и проставками 27 и 28. Корпус 9 может быть цельным или составным, в котором камеры 10 и 11 соединяются посредством резьбового соединения 29. Опора 20 размещена в правой крышке 14, а опора 21 в подшипнике 30 ВОМ 16, находящегося в полости камеры привода 10, в которой смонтирован приводной механизм ВОМ 16. На левом конце вала 18 жестко закреплена серьга 31, а на втулке 19 серьга 32. В камере 10 смонтирован планетарный механизм 33, включающий солнечное колесо 34, выполненное как частный случай за одно с буксой 15, две сателлитные шестерни 35 и 36, установленные с возможностью обкатывания по солнечному колесу 34. На конце вала 16, расположенного в камере 10, жестко закреплено водило 37 планетарной передачи 33, в котором концентрично расположены отверстия, в которых на подшипниках установлены кривошипы 38 и 39 с эксцентриками 40 и 41, на концах кривошипов 38 и 39 соответственно установлены сателлитные шестерни 36 и 35. Планетарный механизм 33 связан с ротором через промежуточное звено, которое включает оппозитно водилу 37 смонтированный в камере 11 диск 42 со ступицей, подвижно установленный на втулке 19 и опирающийся на подшипник 43, размещенный в перегородке 12. В диске 42 имеются аналогично водилу 37 оппозитно расположенные отверстия, в которых на подшипниках установлены кривошипы 44 и 45 с эксцентриками 46 и 47. Водило 37 и диск 42 жестко связаны шпильками 48.Pistons 2 and 4 are rigidly fixed in pairs and opposite to the
Эксцентрики 40 и 46, 41 и 47 попарно связаны мотылевыми шейками 49 и 49', на которых установлены шатуны 50 и 51 посредством осей 52 и 53, связанных соответственно серьгами 32 и 31. Кривошипы 38 и 44 с эксцентриками 40 и 46, связанные мотылевыми шейками 49 с шатуном 50, образуют один кривошипно-шатунный механизм 54. Кривошипы 39 и 45 с эксцентриками 41 и 47, связанные мотылевой шейкой 49' с шатуном 51, образуют другой кривошипно-шатунный механизм 55. Оба кривошипно-шатунных механизма связаны с телескопическим ротором через установленные на валу 18 со смещением серьги 31 и 32, создавая уравновешивающуюся систему (фиг.2). Кривошипно-шатунные механизмы с составным коленчатым валом в изобретении являются частным случаем исполнения, как вариант опытного образца, но кованые или литые коленвалы более прогрессивны.
Мотылевые шейки 49 и 49' кривошипно-шатунных механизмов смещены одна относительно другой на заданный угол опережения зажигания, устанавливаемый в зависимости от используемой горючей смести (фиг.2), которые исключают негативные явления, обуславливаемые наличием мертвых точек, присущих кривошипно-шатунным механизмам, как то: замедление движения поршней до нуля или их движение назад. При этом одна из мотылевых шеек 49 совпадает с вертикальной осью двигателя, а другая 49' смещена под некоторым углом к вертикальной оси двигателя (фиг.2). Оси 52 и 53, связывающие серьги 31 и 32 с шатунами 50 и 51, смещены относительно друг друга по обе стороны от горизонтальной оси двигателя (фиг.2). Это позволяет создать смещение такта начала рабочего хода относительно точки 6 начала отсчета процессов на заданный угол опережения зажигания, устанавливаемый в зависимости от используемой горючей смеси. При этом рабочий ход начинается после прохождения поршнем 1 мертвой точки, совпадающей с точкой 6, и дальнейшим ускоренным движением поршня 1, задающего вращение верхнему коленвалу. В это время нижний коленвал с опережением проходит нижнюю мертвую точку, не позволяя останавливаться поршням.Crank
Для определения положения тактов по цикловой диаграмме, т.е. начала отсчета процессов и т.д., пространственного положения и взаимосвязи деталей и механизмов двигателя условно приняты геометрические, горизонтальные и вертикальные оси двигателя.To determine the position of the measures from the cycle diagram, i.e. the starting point of processes, etc., the spatial position and the relationship of parts and mechanisms of the engine, the geometric, horizontal and vertical axis of the engine are conventionally adopted.
В корпусе 9 смонтированы свеча зажигания 56, сопло 57 всасывания горючей смеси и сопло 58 для выхлопа газов, а также сапун 59 для удаления газов из камеры 11, отверстие 60 для подачи воды в охладители 5.A
В двигателе предусмотрена система смазки движущихся элементов, для этого в крышке 14 предусмотрено отверстие.In the engine, a lubrication system for moving elements is provided, for this a hole is provided in the cover 14.
Двигатель работает следующим образом.The engine operates as follows.
После разгона телескопического ротора 17 вместе с поршнями 1 и 3, 2 и 4 от внешнего источника, например стартера, через сопло 57 в полость Г подается рабочая смесь, полость Д уже заполнена рабочей смесью, в запальной камере постоянно искрит свеча, полость Ж выхлопа открыта, поршни 1 и 3, замедляя движение, пересекают запальную камеру, поршни 2 и 4 получают ускорение, смесь в полости Д сжимается, объем ее становится минимальным, заканчивается такт сжатия (положение I переходит в положение II, фиг.2 и 5).After acceleration of the
Не доходя примерно 15° до точки 6 начала отсчета (положение II), когда поршень 4 догнал поршень 1, но не соприкасаясь, так чтобы между поршнями сохранялся некоторый технологический зазор, поршни 4 и 1 двигаются совместно, проходя следующий участок запальной камеры, равный примерно еще 30°, на замедленной скорости (положение III). Смесь возгорается и расширяется, вследствие этого поршень 1 получает ускорение и отрывается от поршня 4, полость Д занимает позицию полости Е и начинается рабочий ход (положение IV).Not reaching approximately 15 ° to the reference point 6 (position II), when the piston 4 caught up with the piston 1, but not touching so that a certain technological gap was maintained between the pistons, the pistons 4 and 1 move together, passing the next section of the ignition chamber, equal to approximately another 30 ° at slow speed (position III). The mixture ignites and expands, as a result of which the piston 1 receives acceleration and breaks away from the piston 4, the cavity D occupies the position of the cavity E and the stroke begins (position IV).
В это же время начинает синхронное совместно с поршнями 4 и 1 движение поршень 2, вытесняя отработавший газ в сопло выхлопа, перемещаясь в положение I, догоняет поршень 3 и они начинают передвигаться совместно.At the same time, the piston 2 starts synchronous together with the pistons 4 and 1, displacing the exhaust gas into the exhaust nozzle, moving to position I, catches up the piston 3 and they begin to move together.
За полоборота ротора осуществлен один рабочий такт и за следующие полоборота еще один рабочий такт. Поршни 1 и 3 передают вращение валу 18, поршни 2 и 4 втулке 19, вал 18 через серьгу 31, шатун 51, эксцентрики 41 и 40 через водило 37, а поршни 2 и 4 через серьгу 32, шатун 50, эксцентрики 46 и 47 через диск (водило) 42 приводят во вращение сателлитные шестерни 35 и 36, которые, откатываясь по солнечному колесу 34, задают скорость вращения валу отбора мощности 16. При передаточном отношении планетарного механизма 33, равном, например, 1:2, за два оборота ротора или за четыре такта ВОМ 16 сделает один оборот.For a half-turn of the rotor, one working cycle is performed and for the next half-revolution one more working cycle. Pistons 1 and 3 transmit rotation to
Далее цикл повторяется непрерывностью вращения ротора с поршнями.Next, the cycle is repeated by the continuous rotation of the rotor with pistons.
Источники информацииInformation sources
1. С.Н.Богданов и другие. Автомобильные двигатели. М.: Машиностроение, 1987, стр.356-358.1. S.N. Bogdanov and others. Car engines. M.: Mechanical Engineering, 1987, pp. 356-358.
2. Заявка RU №95105837, F01C 1/06, 1995 г.2. Application RU No. 95105837, F01C 1/06, 1995
3. Заявка RU №99126618, F01C 3/00, 1999 г.3. Application RU No. 99126618, F01C 3/00, 1999
4. Патент RU №2105891, F02B 57/00, 1995 г.4. Patent RU No. 2105891,
5. Патент RU №2189470, F02B 53/08, 2000 г.5. Patent RU No. 2189470,
6. Патент RU №2298678, F02B 57/00, 2004 г.6. Patent RU No. 2298678,
7. Патент RU №2343290 C2, F01C 1/07, 2009 г. - прототип.7. Patent RU No. 2343290 C2, F01C 1/07, 2009 - a prototype.
8. Авт. свид. SU №1318704 A1, F02B 55/00, 1987 г.8. Auth. testimonial. SU No. 1318704 A1, F02B 55/00, 1987
9. Патент US №1676211 A, F01C 1/00, 1928 г. - прототип.9. US patent No. 1676211 A, F01C 1/00, 1928 - the prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101865/06A RU2464432C2 (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Operating method of rotary engine, and rotary engine by kholodny |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101865/06A RU2464432C2 (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Operating method of rotary engine, and rotary engine by kholodny |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009101865A RU2009101865A (en) | 2010-07-27 |
RU2464432C2 true RU2464432C2 (en) | 2012-10-20 |
Family
ID=42697823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009101865/06A RU2464432C2 (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Operating method of rotary engine, and rotary engine by kholodny |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2464432C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10589624B2 (en) | 2016-01-28 | 2020-03-17 | Pavel Valerievich Shaplyko | Power take-off device for an internal combustion engine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1676211A (en) * | 1923-06-02 | 1928-07-03 | Bullington Motors | Transmission for rotary engines |
SU31343A1 (en) * | 1930-08-25 | 1933-07-31 | И.Ц. Зэдинг и Гальбах | Kolovratny engine |
SU1160059A1 (en) * | 1983-01-21 | 1985-06-07 | Центральное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Научного Приборостроения Ан Узсср | Positive-displacement machine |
SU1318704A1 (en) * | 1984-04-03 | 1987-06-23 | Н. П. Бобиков | Rotary engine |
RU2343290C2 (en) * | 2003-09-15 | 2009-01-10 | Вячеслав Иванович Коваленко | Rotor-type internal combustion engine |
-
2009
- 2009-01-21 RU RU2009101865/06A patent/RU2464432C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1676211A (en) * | 1923-06-02 | 1928-07-03 | Bullington Motors | Transmission for rotary engines |
SU31343A1 (en) * | 1930-08-25 | 1933-07-31 | И.Ц. Зэдинг и Гальбах | Kolovratny engine |
SU1160059A1 (en) * | 1983-01-21 | 1985-06-07 | Центральное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Научного Приборостроения Ан Узсср | Positive-displacement machine |
SU1318704A1 (en) * | 1984-04-03 | 1987-06-23 | Н. П. Бобиков | Rotary engine |
RU2343290C2 (en) * | 2003-09-15 | 2009-01-10 | Вячеслав Иванович Коваленко | Rotor-type internal combustion engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10589624B2 (en) | 2016-01-28 | 2020-03-17 | Pavel Valerievich Shaplyko | Power take-off device for an internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009101865A (en) | 2010-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3645239A (en) | Rotary piston machine | |
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 | |
CN204827655U (en) | Planetary gear train engine drive mechanism | |
US20110048370A1 (en) | Revolving piston internal combustion engine | |
CN101852131B (en) | Two-way elliptic gear engine | |
CN109339940A (en) | Flow-guiding type rotor internal-combustion engine between a kind of rotor and stator | |
CN206111338U (en) | Vary voltage scaling's wankel engine | |
JP2013505397A (en) | Crankless engine | |
GB1565669A (en) | Reciprocating rotary combustion engines | |
RU2464432C2 (en) | Operating method of rotary engine, and rotary engine by kholodny | |
RU2638117C2 (en) | Engine with pivoting multiangular piston | |
WO2013162632A1 (en) | Variable-compression engine assembly | |
RU2525995C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2465474C2 (en) | Internal combustion engine, and camshaft drive | |
CN106121810B (en) | A kind of Wankel engine of Ratios | |
WO2015127689A1 (en) | Piston engine | |
CN102996236A (en) | Torus-shaped cylinder circumduction rotating piston engine | |
RU2441997C1 (en) | Internal combustion engine without connecting rod | |
RU2477376C2 (en) | Internal combustion engine: five-stroke rotary engine with rotary gates, separate working medium compression and expansion sections, and isolated invariable-volume combustion chambers | |
RU2516040C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2393361C2 (en) | Single-cylinder multi-piston ice (blatov's torus) | |
RU2778194C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2466283C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2467183C1 (en) | Method of operating rotary piston engine and its design | |
RU2539412C1 (en) | Rotary two-chamber internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190122 |