RU2478803C2 - Rotary piston internal combustion engine - Google Patents

Rotary piston internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2478803C2
RU2478803C2 RU2011112935/06A RU2011112935A RU2478803C2 RU 2478803 C2 RU2478803 C2 RU 2478803C2 RU 2011112935/06 A RU2011112935/06 A RU 2011112935/06A RU 2011112935 A RU2011112935 A RU 2011112935A RU 2478803 C2 RU2478803 C2 RU 2478803C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
working
engine
ring
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2011112935/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011112935A (en
Inventor
Александр Николаевич Токарев
Михаил Юрьевич Токарев
Владимир Викторович Нешатаев
Илья Алексеевич Сильченко
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2011112935/06A priority Critical patent/RU2478803C2/en
Publication of RU2011112935A publication Critical patent/RU2011112935A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2478803C2 publication Critical patent/RU2478803C2/en

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

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.SUBSTANCE: rotary piston internal combustion engine includes a housing with an operating ring having external and internal cylindrical surfaces, a combustion chamber, a gas distributing shell, an ignition plug, an operating damper, a L-shaped operating damper, a projection and a sealing segment. The first rotor performing the function of compressor rotor and the second rotor performing the function of turbine rotor are installed in parallel in working cavities on the engine shaft. Operating damper is made in the form of a plate and installed in an operating ring. One end of operating damper in the rotation direction of rotors in front of the second end of the damper is installed by means of a spring so that it tightly adjoins the external cylindrical surface of the first rotor. A projection is located on external cylindrical surface of the first rotor and has variable height. Spring-loaded sealing plates are installed in slots of the projection in the maximum height zone. Sealing segment is located on external surface of the operating ring above the combustion chamber and has variable height. Sealing segment is equipped with a sealing damper in the form of a plate located in maximum height zone of the segment. The first end of the sealing damper in the rotation direction of rotors in front of its second end is fixed by means of an axis in the operating ring. The second end of the sealing damper is installed by means of a spring so that it tightly adjoins internal cylindrical surface of the second rotor.EFFECT: higher operating efficiency and reliability of engine.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания, а именно к двигателям турбокомпрессорного типа.The invention relates to engine building, in particular to rotary piston internal combustion engines, and in particular to turbocharger type engines.

Предложенный роторно-поршневой двигатель обладает свойством газовой турбины, так как снабжен компрессором, камерой сгорания и турбиной, а по принципу действия является поршневым двигателем внутреннего сгорания с четырьмя тактами работы: впуском, сжатием, рабочим ходом и выпуском.The proposed rotary piston engine has the property of a gas turbine, as it is equipped with a compressor, a combustion chamber and a turbine, and according to the principle of operation, it is a piston internal combustion engine with four cycles of operation: inlet, compression, working stroke and exhaust.

Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочими камерами, образованными рабочими полостями, в которых установлены вращающиеся первый и второй роторы, выполненные в виде параллельных закрепленных на валу дисков, в одном из которых, первом, с большим диаметром, выполнен радиальный паз с глубиной, плавно увеличивающейся от нулевого до наибольшего значения на первой половине дуги окружности этого диска и плавно уменьшающейся от наибольшего значения до нулевого на второй половине дуги окружности этого диска. Между роторами расположена камера сгорания, выполненная в виде соосных внешнего, среднего и внутреннего цилиндров, установленных друг в друге. Внешний цилиндр разделен плоскостью, проходящей через оси вала роторов и цилиндров, на полуцилиндры, первый из которых, являющийся корпусом камеры сгорания, жестко закреплен в корпусе двигателя, а второй из которых, одновременно являющийся поршнем, расположен в пазу диска с большим диаметром с возможностью перемещения относительно первого полуцилиндра до прилегания наклонного днища второго полуцилиндра к основанию радиального паза диска. Средний цилиндр и имеющий возможность вращения внутренний цилиндр снабжены окнами для впуска в камеру сгорания рабочей смеси и перепускными окнами для выпуска горящей рабочей смеси. Диск с меньшим диаметром снабжен выступом, имеющим возможность контакта с корпусом и подпружиненной заслонкой. Свеча зажигания установлена в днище внутреннего цилиндра, обращенном в сторону второго ротора меньшего диаметра. В данном роторно-поршневом двигателе осуществляется сжатие топлива в первом роторе, одновременно - перемещение рабочей смеси в камеру сгорания, где смесь и сгорает. Тепловая энергия передается на второй ротор, где и превращается в механическую (см. патент RU 2193676 С2, МПК7 F02B 53/08).Known rotary piston internal combustion engine containing a housing with working chambers formed by the working cavities, in which the rotating first and second rotors are installed, made in the form of parallel disks mounted on the shaft, in one of which, the first, with a large diameter, a radial groove is made with a depth gradually increasing from zero to the largest value in the first half of the circular arc of this disk and gradually decreasing from the highest value to zero in the second half of the circular arc this on the disc. Between the rotors there is a combustion chamber made in the form of coaxial external, middle and internal cylinders installed in each other. The outer cylinder is divided by a plane passing through the axis of the shaft of the rotors and cylinders into half-cylinders, the first of which, which is the housing of the combustion chamber, is rigidly fixed in the engine housing, and the second of which, simultaneously being the piston, is located in the groove of the disk with a large diameter with the possibility of movement relative to the first half-cylinder until the inclined bottom of the second half-cylinder fits to the base of the radial groove of the disk. The middle cylinder and the rotatable inner cylinder are provided with windows for admitting the working mixture into the combustion chamber and bypass windows for discharging the burning working mixture. A disk with a smaller diameter is provided with a protrusion having the ability to contact the housing and the spring-loaded damper. The spark plug is installed in the bottom of the inner cylinder, facing the second rotor of a smaller diameter. In this rotary piston engine, fuel is compressed in the first rotor, while the working mixture is moved to the combustion chamber, where the mixture burns. Thermal energy is transferred to the second rotor, where it turns into mechanical (see patent RU 2193676 C2, IPC 7 F02B 53/08).

Основным недостатком этого двигателя является невысокая долговечность вследствие сложности с обеспечением длительной работоспособности элементов камеры сгорания, поскольку ее внутренний цилиндр, подверженный влиянию высоких температур, выполнен вращающимся.The main disadvantage of this engine is its low durability due to the difficulty in providing long-term performance of the elements of the combustion chamber, since its inner cylinder, subject to the influence of high temperatures, is made rotating.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус двигателя с являющимся его частью рабочим кольцом, имеющим цилиндрические внутреннюю и внешнюю поверхности, оси которых смещены в противоположных направлениях относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую этим поверхностям пересекаться, рабочими камерами, образованными рабочими полостями, в которых параллельно на валу двигателя установлены вращающийся первый ротор, выполняющий функцию ротора компрессора, выполненный в виде диска со сквозным радиальным прямоугольным пазом, образованным от оси вращения вала двигателя до наружной поверхности этого ротора по ширине последнего, в котором установлена подпружиненная рабочая заслонка с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазу первого ротора и прилегания ее торца к внутренней цилиндрической поверхности рабочего кольца шириной, равной ширине первого ротора, вращающийся второй ротор, выполняющий функцию ротора турбины, выполненный виде стакана с жестко закрепленным на валу днищем, имеющего утолщение в направлении оси вращения вала двигателя шириной, равной ширине первого ротора, на боковой поверхности стакана над камерой сгорания, корпус которой, выполненный в виде цилиндра и жестко закрепленный в корпусе двигателя, с окном для впуска рабочей смеси, и выпускным окном для горящей рабочей смеси, размещен в отверстии наиболее широкой части рабочего кольца, внешней и внутренней боковыми щеками, между которыми внутри рабочего кольца встроен первый ротор, газораспределительный стакан, взаимодействующий с камерой сгорания, имеющий жестко прикрепленный к его днищу вращающийся вал, связанный с валом двигателя, встроенный между корпусом камеры сгорания и рабочим кольцом и оборудованный перепускным окном, конфигурация которого аналогична конфигурациям окна корпуса камеры сгорания для впуска рабочей смеси, выпускного окна корпуса камеры сгорания для горящей рабочей смеси, окна в рабочем кольце для впуска рабочей смеси, и выпускного окна в рабочем кольце для горящей рабочей смеси, причем перепускное окно установлено с возможностью совмещения с названными окнами, Г-образную подпружиненную рабочую заслонку, установленную в утолщении второго ротора с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг своей оси, закрепленной в утолщении второго ротора на одном конце заслонки по направлению вращения роторов впереди второго конца заслонки, и прилегания другим концом к цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца, Г-образную подпружиненную уплотняющую пластину, установленную в рабочем кольце в области камеры сгорания с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг своей оси, закрепленной в рабочем кольце по направлению движения роторов позади ее граней, и прилегания гранью к цилиндрической внешней поверхности первого ротора, Г-образную подпружиненную уплотняющую пластину, установленную в рабочем кольце в области камеры сгорания с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг своей оси, закрепленной в рабочем кольце по направлению движения роторов впереди ее граней, и прилегания гранью к внутренней поверхности утолщения второго ротора. В корпусе камеры сгорания установлена свеча зажигания. Рабочие полости двигателя образованы боковыми щеками, рабочим кольцом и роторами. Сжатие рабочей смеси осуществляется первоначально в первом роторе, выполняющем функцию ротора компрессора, с последующим ее перемещением в камеру сгорания, где смесь и воспламеняется от свечи зажигания и далее поступает в рабочую камеру второго ротора, выполняющего функцию ротора турбины. Тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива, передается на второй ротор, выполняющий функцию турбины, где и превращается в механическую (см. патент RU 2351780 С1, МПК7 FO2B 53/08).The closest to the claimed invention in technical essence and the achieved result (prototype) is a rotary piston internal combustion engine containing an engine casing with a working ring that is part of it, having cylindrical inner and outer surfaces, the axes of which are offset in opposite directions relative to the axis of rotation of the engine shaft by an amount that does not allow these surfaces to intersect, by working chambers formed by working cavities in which parallel to the motor shaft a rotating first rotor is installed, which performs the function of a compressor rotor, made in the form of a disk with a through radial rectangular groove formed from the axis of rotation of the motor shaft to the outer surface of this rotor along the width of the latter, in which a spring-loaded working shutter is installed with the possibility of reciprocating movement in the groove of the first the rotor and the fit of its end to the inner cylindrical surface of the working ring with a width equal to the width of the first rotor, a rotating second rotor performing turbine rotor function, made in the form of a glass with a bottom fixed to the shaft, having a thickening in the direction of the axis of rotation of the engine shaft with a width equal to the width of the first rotor, on the side surface of the glass above the combustion chamber, the casing of which is made in the form of a cylinder and rigidly fixed in the engine casing , with a window for the inlet of the working mixture, and an outlet window for the burning working mixture, is placed in the hole of the widest part of the working ring, the outer and inner side cheeks, between which inside the working ring in the first rotor, a gas distribution cup interacting with the combustion chamber, having a rotating shaft rigidly attached to its bottom, connected to the engine shaft, built between the combustion chamber housing and the working ring and equipped with a bypass window, the configuration of which is similar to the configurations of the combustion chamber housing window for working inlet mixture, the exhaust window of the housing of the combustion chamber for a burning working mixture, the window in the working ring for the inlet of the working mixture, and the exhaust window in the working ring for the burning working mixture, and the bypass window is installed with the possibility of combining with the said windows, the L-shaped spring-loaded working flap installed in the thickening of the second rotor with the possibility of a rotational movement around its axis, fixed in the thickening of the second rotor at one end of the flap in the direction of rotation of the rotors in front the second end of the shutter, and fit the other end to the cylindrical outer surface of the working ring, L-shaped spring-loaded sealing plate mounted in the working ring in the region part of the combustion chamber with the possibility of reverse-rotational movement around its axis, mounted in the working ring in the direction of movement of the rotors behind its faces, and fitting a face to the cylindrical outer surface of the first rotor, a L-shaped spring-loaded sealing plate mounted in the working ring in the area of the combustion chamber with the possibility of a reverse-rotational movement around its axis, fixed in the working ring in the direction of movement of the rotors in front of its faces, and fit face to the inner surface tolscheniya second rotor. A spark plug is installed in the body of the combustion chamber. The working cavities of the engine are formed by the side cheeks, the working ring and the rotors. Compression of the working mixture is carried out initially in the first rotor, which serves as the compressor rotor, with its subsequent movement into the combustion chamber, where the mixture is ignited by the spark plug and then enters the working chamber of the second rotor, which performs the function of the turbine rotor. Thermal energy obtained during the combustion of fuel is transferred to the second rotor, which performs the function of a turbine, where it turns into mechanical (see patent RU 2351780 C1, IPC 7 FO2B 53/08).

Однако в качестве недостатков вышеуказанного двигателя можно отметить следующее:However, the following can be noted as disadvantages of the above engine:

- пониженная эффективность работы вследствие наличия «мертвого» пространства по объему в рабочей полости первого ротора, выполняющего функцию ротора компрессора, из-за чего часть сжимаемой в рабочей полости первого ротора рабочей смеси не попадает в камеру сгорания;- reduced work efficiency due to the presence of "dead" space in volume in the working cavity of the first rotor, which serves as the compressor rotor, because of which part of the working mixture compressible in the working cavity of the first rotor does not enter the combustion chamber;

- пониженная надежность вследствие сниженной долговечности уплотняющих пластин из-за возникающих высоких ударных нагрузок при высокой частоте вращения вала двигателя.- reduced reliability due to reduced durability of the sealing plates due to the occurring high shock loads at high engine shaft speed.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности работы и надежности роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания, двигателя за счет изменения конструкции ротора, выполняющего функцию ротора компрессора, рабочей заслонки компрессора и уплотнений как в компрессоре, так и в турбине.The present invention solves the problem of improving the efficiency and reliability of a rotary piston internal combustion engine, an engine by changing the design of the rotor that performs the function of a compressor rotor, a compressor working flap and seals in both the compressor and the turbine.

Поставленная задача решается тем, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус двигателя с являющимся его частью рабочим кольцом, имеющим цилиндрические внутреннюю и внешнюю поверхности, ось внешней поверхности которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую этим поверхностям пересекаться, рабочими камерами, образованными рабочими полостями, в которых параллельно на валу двигателя установлены вращающийся первый ротор, выполняющий функцию ротора компрессора, выполненный в виде диска, и вращающийся второй ротор, выполняющий функцию ротора турбины, выполненный в виде стакана с жестко закрепленным на валу днищем, имеющего утолщение в направлении оси вращения вала двигателя шириной, равной ширине первого ротора, на боковой поверхности стакана, корпус которой, выполненный в виде цилиндра и жестко закрепленный в корпусе двигателя, с окном для впуска рабочей смеси и выпускным окном для рабочей смеси, размещен в отверстии наиболее широкой части рабочего кольца, внешней и внутренней боковыми щеками, между которыми внутри рабочего кольца встроен первый ротор, газораспределительный стакан, взаимодействующий с камерой сгорания, имеющий жестко прикрепленный к его днищу вращающийся вал, связанный с валом двигателя, встроенный между корпусом камеры сгорания и рабочим кольцом и оборудованный перепускным окном, конфигурация которого аналогична конфигурациям окна корпуса камеры сгорания для впуска рабочей смеси, выпускного окна корпуса камеры сгорания для рабочей смеси, окна в рабочем кольце для впуска рабочей смеси и выпускного окна в рабочем кольце для рабочей смеси, причем перепускное окно установлено с возможностью совмещения с названными окнами, свечу зажигания, установленную в корпусе камеры сгорания, подпружиненную рабочую заслонку шириной, равной ширине первого ротора, Г-образную подпружиненную рабочую заслонку, установленную в утолщении второго ротора с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг своей оси, закрепленной в утолщении второго ротора на одном конце заслонки по направлению вращения роторов впереди второго конца заслонки, и прилегания другим концом к цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца, согласно изобретению рабочая заслонка, выполненная в виде пластины, установлена в рабочем кольце с возможностью размещения при максимальном ее рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца, причем один конец рабочей заслонки в направлении вращения роторов впереди второго конца заслонки посредством пружины установлен плотно прилегающим к внешней цилиндрической поверхности первого ротора, а второй конец рабочей заслонки посредством оси закреплен в рабочем кольце с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг этой оси. В двигатель введен выступ, расположенный на внешней цилиндрической поверхности первого ротора, выполняющего функцию ротора компрессора, шириной, равной ширине первого ротора и переменной высоты, плавно увеличивающейся от внешней цилиндрической поверхности первого ротора до максимальной высоты, размер которой позволяет первому ротору свободно вращаться внутри рабочего кольца, и плавно уменьшающейся до внешней цилиндрической поверхности первого ротора, причем в пазах выступа в зоне максимальной высоты последнего установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах выступа подпружиненные уплотняющие пластины, расположенные параллельно оси вала двигателя. При этом на цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца над камерой сгорания расположен введенный в двигатель уплотняющий сегмент второго ротора, выполняющего функцию ротора турбины, выполненный с переменной высотой, плавно увеличивающейся от цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца до максимальной высоты и плавно уменьшающейся до цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца, с шириной, равной ширине рабочего кольца, и снабженный уплотняющей заслонкой, расположенной в зоне максимальной высоты уплотняющего сегмента и выполненной в виде пластины с шириной, равной ширине рабочего кольца, первый конец которой в направлении вращения роторов впереди второго ее конца посредством оси закреплен в рабочем кольце с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг этой оси, и второй конец которой посредством пружины установлен плотно прилегающим к внутренней цилиндрической поверхности второго ротора, выполняющего функцию турбины.The problem is solved in that in a rotary piston internal combustion engine containing an engine casing with a working ring that is part of it, having cylindrical inner and outer surfaces, the axis of the outer surface of which is offset from the axis of rotation of the engine shaft by an amount that does not allow these surfaces to intersect, working chambers formed by working cavities in which a rotating first rotor is installed on the motor shaft in parallel, performing the function of a compressor rotor, a disk, and a rotating second rotor that acts as a turbine rotor, made in the form of a cup with a bottom rigidly fixed to the shaft, having a thickening in the direction of the axis of rotation of the motor shaft with a width equal to the width of the first rotor, on the side surface of the cup, the casing of which is made in the form of a cylinder and rigidly fixed in the engine housing, with a window for the inlet of the working mixture and an exhaust window for the working mixture, is placed in the hole of the widest part of the working ring, the outer and inner side cheeks, between The first rotor, a gas distribution cup interacting with the combustion chamber, having a rotating shaft rigidly attached to its bottom, connected to the engine shaft, built between the combustion chamber housing and the working ring and equipped with a bypass window, the configuration of which is similar to the configurations of the chamber housing window, is built-in inside the working ring. combustion for the intake of the working mixture, the exhaust window of the housing of the combustion chamber for the working mixture, the window in the working ring for the intake of the working mixture and the exhaust window in the working lighter for the working mixture, and the bypass window is installed with the possibility of combining with the said windows, a spark plug installed in the combustion chamber body, a spring-loaded working valve with a width equal to the width of the first rotor, a L-shaped spring-loaded working valve installed in the thickening of the second rotor with the possibility of return -rotational movement around its axis, fixed in a thickening of the second rotor at one end of the shutter in the direction of rotation of the rotors in front of the second end of the shutter, and the fit of the other all to the cylindrical outer surface of the working ring, according to the invention, the working valve, made in the form of a plate, is installed in the working ring with the possibility of placement at its maximum working stroke in the recess of the cylindrical inner surface of the working ring, one end of the working valve in the direction of rotation of the rotors in front of the second end the shutter by means of a spring is mounted tightly adjacent to the outer cylindrical surface of the first rotor, and the second end of the working shutter by means of the closing axis captured in the working annulus, with reciprocating rotary motion about this axis. A protrusion is introduced into the engine, located on the outer cylindrical surface of the first rotor, which serves as the compressor rotor, with a width equal to the width of the first rotor and a variable height that gradually increases from the outer cylindrical surface of the first rotor to a maximum height, the size of which allows the first rotor to rotate freely inside the working ring , and gradually decreasing to the outer cylindrical surface of the first rotor, moreover, in the grooves of the protrusion in the zone of maximum height of the last installed with With the reciprocating movement in the grooves of the protrusion, spring-loaded sealing plates located parallel to the axis of the motor shaft. At the same time, on the cylindrical outer surface of the working ring above the combustion chamber there is a sealing segment of the second rotor introduced into the engine, which acts as a turbine rotor, with a variable height that gradually increases from the cylindrical external surface of the working ring to a maximum height and gradually decreases to the cylindrical outer surface of the working ring , with a width equal to the width of the working ring, and equipped with a sealing flap located in the zone of the maximum height of the sealing ring segment and made in the form of a plate with a width equal to the width of the working ring, the first end of which in the direction of rotation of the rotors in front of its second end by means of an axis is fixed in the working ring with the possibility of reciprocating movement around this axis, and the second end of which is installed by means of a spring tightly fitting to the inner cylindrical surface of the second rotor that performs the function of a turbine.

Повышение эффективности работы и надежности роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания обусловлены изменением конструкции ротора, выполняющего функцию ротора компрессора, подпружиненной рабочей заслонки и уплотнений как в роторе, выполняющем функцию ротора компрессора, так и в роторе, выполняющем функцию ротора турбины.Improving the efficiency and reliability of the rotary piston internal combustion engine is due to a change in the design of the rotor that performs the function of a compressor rotor, a spring-loaded working damper and seals both in the rotor that serves as the compressor rotor and in the rotor that performs the function of the turbine rotor.

Повышение надежности предлагаемого двигателя обеспечивается введением выступа, расположенного на внешней цилиндрической поверхности первого ротора, и уплотняющего сегмента второго ротора, расположенного на внешней цилиндрической поверхности рабочего кольца над камерой сгорания, при отсутствии использования уплотняющих пластин, испытывающих высокие ударные нагрузки при высокой частоте вращения вала двигателя.Improving the reliability of the proposed engine is provided by the introduction of a protrusion located on the outer cylindrical surface of the first rotor and a sealing segment of the second rotor located on the outer cylindrical surface of the working ring above the combustion chamber, in the absence of the use of sealing plates experiencing high shock loads at a high engine shaft speed.

Повышение эффективности работы предлагаемого двигателя обеспечивается изменением конструкции рабочей заслонки первого ротора, позволяющей уменьшить «мертвое» пространство по объему в рабочей полости первого ротора, и изменением конструкции уплотнений как в первом, так и во втором роторе, причем в первом роторе уплотнение между выступом первого ротора и внутренней цилиндрической поверхностью рабочего кольца осуществляется за счет наличия в пазах выступа первого ротора, выполненных на внешней поверхности выступа с максимальной высотой, подпружиненных уплотняющих пластин, имеющих возможность возвратно-поступательного движения в пазах выступа, а во втором роторе уплотнение осуществляется за счет подпружиненной пластины, имеющей ширину, равную ширине рабочего кольца и входящей в углубление, выполненное на внешней поверхности уплотняющего сегмента в месте максимальной высоты сегмента, имеющей возможность совершать возвратно-вращательное движение за счет крепления первого конца пластины на оси в теле уплотняющего сегмента, причем второй конец пластины пружиной прижимается к внутренней поверхности второго ротора.Improving the efficiency of the proposed engine is provided by changing the design of the working damper of the first rotor, which allows to reduce the "dead" space in volume in the working cavity of the first rotor, and changing the design of the seals in the first and second rotor, and in the first rotor the seal between the protrusion of the first rotor and the inner cylindrical surface of the working ring is due to the presence in the grooves of the protrusion of the first rotor, made on the outer surface of the protrusion with a maximum height oh, spring-loaded sealing plates having the possibility of reciprocating movement in the grooves of the protrusion, and in the second rotor, the sealing is carried out by a spring-loaded plate having a width equal to the width of the working ring and entering into a recess made on the outer surface of the sealing segment at the maximum height of the segment having the ability to make a reciprocating motion by attaching the first end of the plate to an axis in the body of the sealing segment, the second end of the plate with a spring benching to the inner surface of the second rotor.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид предлагаемого роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания; на фиг.2 - разрез по линии А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез по линии Б-Б фиг.2; на фиг.4 - увеличенный вид камеры сгорания; на фиг.5 - лабиринтные уплотнения первого ротора.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the proposed rotary piston internal combustion engine; figure 2 is a section along the line aa of figure 1; figure 3 is a section along the line BB of figure 2; figure 4 is an enlarged view of the combustion chamber; figure 5 - labyrinth seals of the first rotor.

Основой предлагаемого роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания являются два ротора, первый 1 и второй 2, расположенных параллельно, закрепленных на одном валу 3 на фиксированном расстоянии друг от друга и вращающихся вместе с валом 3 в корпусе 4 (см. фиг.1). Ротор 1, выполняющий функцию ротора компрессора, выполнен в виде круглого диска с выступом 5, расположенным на его внешней цилиндрической поверхности, и встроен в рабочее кольцо 6 с возможностью вращения внутри последнего (см. фиг.2).The basis of the proposed rotary piston internal combustion engine are two rotors, the first 1 and second 2, located in parallel, mounted on one shaft 3 at a fixed distance from each other and rotating together with the shaft 3 in the housing 4 (see figure 1). The rotor 1, performing the function of the compressor rotor, is made in the form of a circular disk with a protrusion 5 located on its outer cylindrical surface, and is integrated into the working ring 6 with the possibility of rotation inside the latter (see figure 2).

Рабочее кольцо 6, являющееся частью корпуса 4 двигателя, имеет две рабочие цилиндрические поверхности, а именно внутреннюю, обращенную в сторону ротора 1, и внешнюю, обращенную в сторону ротора 2.The working ring 6, which is part of the housing 4 of the engine, has two working cylindrical surfaces, namely the inner, facing the side of the rotor 1, and the outer, facing the side of the rotor 2.

Ось цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца 6 совпадает с осью вала 3 двигателя, а ось цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца 6 смещена относительно оси вращения вала 3 двигателя на величину Н, не позволяющую поверхностям рабочего кольца 6 пересекаться (см. фиг.2). Ширина рабочего кольца 6 равна ширине ротора 1.The axis of the cylindrical inner surface of the working ring 6 coincides with the axis of the shaft 3 of the engine, and the axis of the cylindrical outer surface of the working ring 6 is offset relative to the axis of rotation of the shaft 3 of the engine by an amount H, which does not allow the surfaces of the working ring 6 to intersect (see figure 2). The width of the working ring 6 is equal to the width of the rotor 1.

Выступ 5 ротора 1, выполненный заодно с ротором 1 или жестко закрепленный на внешней цилиндрической поверхности ротора 1, выполнен шириной, равной ширине ротора 1, имеет переменную высоту, плавно увеличивающуюся от внешней цилиндрической поверхности ротора 1 до максимальной высоты и плавно уменьшающуюся до внешней цилиндрической поверхности ротора 1, причем поверхность выступа 5 максимальной высоты выполнена по диаметру, позволяющему ротору 1 свободно вращаться внутри рабочего кольца 6, не соприкасаясь с его цилиндрической внутренней поверхностью.The protrusion 5 of the rotor 1, made integral with the rotor 1 or rigidly mounted on the outer cylindrical surface of the rotor 1, is made equal to the width of the rotor 1, has a variable height that gradually increases from the outer cylindrical surface of the rotor 1 to a maximum height and gradually decreases to the outer cylindrical surface the rotor 1, and the surface of the protrusion 5 of the maximum height is made in diameter, allowing the rotor 1 to freely rotate inside the working ring 6, without touching its cylindrical inner surface ited.

В рабочем кольце 6 размещена рабочая заслонка 7, выполненная в виде пластины, один конец которой, расположенный в направлении вращения роторов впереди второго конца заслонки 7, имеющий закругление, через пружину 8 имеет возможность плотного прилегания к внешней цилиндрической поверхности ротора 1, а второй конец заслонки 7, расположенный в направлении вращения роторов позади первого ее конца, закреплен через ось 9 в рабочем кольце 6 с возможностью совершения возвратно-вращательного движения рабочей заслонки 7 вокруг оси 9. На цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца 6 имеется углубление 10, предназначенное для вхождения в него рабочей заслонки 7 при максимальном ее рабочем ходе. Ширина рабочей заслонки 7 равна ширине первого ротора, а минимальная длина ее установлена такой, что не позволяет ей отрываться от внешней поверхности ротора 1 при вращении вала 3 двигателя. Рабочая заслонка 7 расположена таким образом, что ее ось 9 находится справа от ее первого конца по направлению вращения ротора 1 (см. фиг.2, 4).In the working ring 6 there is a working shutter 7, made in the form of a plate, one end of which, located in the direction of rotation of the rotors in front of the second end of the shutter 7, having a rounding, through the spring 8 has the ability to snugly fit to the outer cylindrical surface of the rotor 1, and the second end of the shutter 7, located in the direction of rotation of the rotors behind its first end, is fixed through the axis 9 in the working ring 6 with the possibility of the reciprocating movement of the working valve 7 around the axis 9. On a cylindrical Cored oil surface of the operation ring 6 has a recess 10 adapted to enter the operating valve 7 has a maximum of its working stroke. The width of the working shutter 7 is equal to the width of the first rotor, and its minimum length is set such that it does not allow it to tear itself away from the outer surface of the rotor 1 when the motor shaft 3 rotates. The working valve 7 is located so that its axis 9 is located to the right of its first end in the direction of rotation of the rotor 1 (see Fig. 2, 4).

Ротор 2, выполняющий функцию ротора турбины, выполнен в виде стакана, днище которого жестко закреплено на валу 3 двигателя (см. фиг.1). На боковой поверхности стакана выполнено в направлении оси вращения вала 3 двигателя диаметральное утолщение по ширине, равной ширине ротора 1. Это утолщение расположено над цилиндрической внешней поверхностью рабочего кольца 6. В утолщении ротора 2 установлена Г-образная рабочая заслонка 11, имеющая возможность возвратно-вращательного движения вокруг своей оси 12 (см. фиг.2). Ось 12 закреплена в утолщении ротора 2 на одном конце Г-образной рабочей заслонки 11 по направлению вращения роторов 1 и 2 впереди второго конца этой заслонки. Торец второго конца заслонки 11 установлен с возможностью плотного прилегания к цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца 6 посредством пружины 13. Заслонка 11 расположена таким образом, что ее ось 12 находится справа от ее второго конца по направлению вращения ротора 2.The rotor 2, performing the function of the turbine rotor, is made in the form of a cup, the bottom of which is rigidly fixed to the shaft 3 of the engine (see figure 1). On the side surface of the glass, a diametrical thickening is made in the direction of the axis of rotation of the motor shaft 3 in width equal to the width of the rotor 1. This thickening is located above the cylindrical outer surface of the working ring 6. In the thickening of the rotor 2, a L-shaped working shutter 11 is installed, which has the possibility of a rotary movement around its axis 12 (see figure 2). The axis 12 is fixed in the thickening of the rotor 2 at one end of the L-shaped working flap 11 in the direction of rotation of the rotors 1 and 2 in front of the second end of this flap. The end face of the second end of the valve 11 is installed with the possibility of tight fit to the cylindrical outer surface of the working ring 6 by means of the spring 13. The valve 11 is located so that its axis 12 is located to the right of its second end in the direction of rotation of the rotor 2.

В рабочем кольце 6, в месте наибольшей высоты кольца, то есть в его наиболее широкой части, имеется отверстие, предназначенное для установки камеры сгорания 14. Ротор 1, утолщение ротора 2 и рабочее кольцо 6 расположены между двумя рабочими боковыми щеками: внешней 15 и внутренней 16, стянутыми болтами 17, и являющимися вместе с рабочим кольцом 6 основой корпуса 4 двигателя (см. фиг.1). В этих щеках 15 и 16 на подшипниках 18 установлен вал 3 двигателя. Таким образом, ротор 1, встроенный внутри рабочего кольца 6 между внешней 15 и внутренней 16 боковыми щеками, имеет возможность вращения в полости, образованной цилиндрической внутренней поверхностью рабочего кольца 6 и внешней 15 и внутренней 16 боковыми щеками; ротор 2 с утолщением, расположенным над камерой сгорания 14, имеет возможность вращения в полости, образованной цилиндрической внешней поверхностью рабочего кольца 6 и внешней 15 и внутренней 16 боковыми щеками.In the working ring 6, in the place of the highest height of the ring, that is, in its widest part, there is an opening for installing the combustion chamber 14. The rotor 1, the thickening of the rotor 2 and the working ring 6 are located between two working side cheeks: external 15 and internal 16, tightened by bolts 17, and which, together with the working ring 6, are the basis of the housing 4 of the engine (see figure 1). In these cheeks 15 and 16, the motor shaft 3 is mounted on bearings 18. Thus, the rotor 1, built inside the working ring 6 between the outer 15 and the inner 16 side cheeks, can rotate in the cavity formed by the cylindrical inner surface of the working ring 6 and the outer 15 and inner 16 side cheeks; the rotor 2 with a bulge located above the combustion chamber 14, has the possibility of rotation in the cavity formed by the cylindrical outer surface of the working ring 6 and the outer 15 and inner 16 side cheeks.

Камера сгорания 14, расположенная между роторами 1 и 2, снабжена корпусом 19, выполненным в виде цилиндра и размещенным в отверстии наиболее широкой части рабочего кольца 6 (см. фиг.3). На боковой поверхности корпуса 19 расположены окно 20 для впуска рабочей смеси и выпускное окно 21 для рабочей смеси, имеющие прямоугольную форму. Корпус 19 жестко закреплен в корпусе 4 двигателя, то есть во внешней щеке 15, посредством крышки 22. В торце камеры сгорания 14, в центре крышки 22 имеется отверстие 23 для свечи зажигания 24 (см. фиг.1, 3).The combustion chamber 14, located between the rotors 1 and 2, is equipped with a housing 19 made in the form of a cylinder and placed in the hole of the widest part of the working ring 6 (see figure 3). On the side surface of the housing 19 there is a window 20 for admitting the working mixture and an outlet window 21 for the working mixture having a rectangular shape. The housing 19 is rigidly fixed in the engine housing 4, that is, in the outer jaw 15, by means of the cover 22. At the end of the combustion chamber 14, in the center of the cover 22 there is an opening 23 for the spark plug 24 (see Figs. 1, 3).

Между отверстием в рабочем кольце 6, предназначенном для установки камеры сгорания 14, и наружной поверхностью корпуса 19 встроен газораспределительный стакан 25 механизма газораспределения, взаимодействующий с камерой сгорания 14 (см. фиг.3). К днищу стакана 25 со стороны ротора 2 жестко прикреплен вал 26, проходящий в отверстие внутренней боковой щеки 16. Вал 26 вместе со стаканом 25 имеет возможность вращения посредством механического редуктора 27 от вала 3 двигателя (см. фиг.1, 3).Between the hole in the working ring 6, intended for installation of the combustion chamber 14, and the outer surface of the housing 19, a gas distribution cup 25 of the gas distribution mechanism interacting with the combustion chamber 14 is integrated (see FIG. 3). A shaft 26 is fixed to the bottom of the cup 25 from the rotor 2 side, passing into the hole of the inner side cheek 16. The shaft 26 together with the cup 25 can be rotated by a mechanical gearbox 27 from the motor shaft 3 (see Figs. 1, 3).

Боковая поверхность газораспределительного стакана 25 оборудована перепускным окном 28 механизма газораспределения, имеющим возможность совмещения с окном 20 для впуска рабочей смеси и с окном 29 в рабочем кольце 6 для впуска рабочей смеси, обращенным в сторону ротора 1, а также с выпускным окном 21 для рабочей смеси и с выпускным окном 30 в рабочем кольце 6 для рабочей смеси, обращенным в сторону ротора 2 (см. фиг.3). Окна 20, 21, 28, 29 и 30 выполнены прямоугольной формы, то есть конфигурации этих окон совпадают, что позволяет им совмещаться друг с другом для перепуска рабочей смеси согласно фазам газораспределения.The side surface of the gas distribution cup 25 is equipped with a bypass window 28 of the gas distribution mechanism, which can be combined with a window 20 for the inlet of the working mixture and with a window 29 in the working ring 6 for the inlet of the working mixture facing the rotor 1, as well as with the exhaust window 21 for the working mixture and with the outlet window 30 in the working ring 6 for the working mixture, facing the rotor 2 (see figure 3). Windows 20, 21, 28, 29 and 30 are made in a rectangular shape, that is, the configurations of these windows are the same, which allows them to be combined with each other to bypass the working mixture according to the gas distribution phases.

Для уплотнения рабочего объема компрессора, создаваемого внешней поверхностью ротора 1 и внутренней поверхностью рабочего кольца 6, на внешней поверхности выступа 5, в зоне его максимальной высоты, выполнены пазы 31 для установки в них уплотняющих пластин 32 (см. фиг.2, 4). Уплотняющие пластины 32, установленные в пазах 31, за счет пружины 33 плотно прилегают к внутренней поверхности рабочего кольца 6 и имеют возможность возвратно-поступательного движения в своих пазах (см. фиг.4). При этом уплотняющие пластины 32 расположены параллельно оси вала 3 двигателя.To seal the working volume of the compressor created by the outer surface of the rotor 1 and the inner surface of the working ring 6, on the outer surface of the protrusion 5, in the zone of its maximum height, grooves 31 are made for installing sealing plates 32 therein (see FIGS. 2, 4). The sealing plates 32 installed in the grooves 31, due to the spring 33 fit snugly on the inner surface of the working ring 6 and have the possibility of reciprocating movement in their grooves (see figure 4). When this sealing plate 32 are parallel to the axis of the shaft 3 of the engine.

Уплотнение рабочего объема компрессора между боковыми щеками 15 и 16 и ротором 1 осуществляется за счет наличия на боковых поверхностях ротора 1 выступа 34, обращенного в сторону щеки 15, и выступа 35, обращенного в сторону щеки 16, имеющих прямоугольные сечения, расположенных по радиусу в верхней части окружности ротора 1 и входящих в соответствующие ответные углубления 36 и 37, выполненные в щеках 15 и 16 двигателя (см. фиг.5). Выступы 34 и 35 на роторе 1 и углубления 36 и 37 в щеках 15 и 16 двигателя выполняют функцию лабиринтных уплотнений.The compressor working volume is sealed between the side cheeks 15 and 16 and the rotor 1 due to the presence on the side surfaces of the rotor 1 of the protrusion 34 facing the side of the cheek 15 and the protrusion 35 facing the side of the cheek 16, having rectangular cross-sections located along the radius in the upper part of the circumference of the rotor 1 and included in the corresponding reciprocal recesses 36 and 37, made in the cheeks 15 and 16 of the engine (see figure 5). The protrusions 34 and 35 on the rotor 1 and the recesses 36 and 37 in the cheeks 15 and 16 of the engine act as labyrinth seals.

Для уплотнения рабочего объема турбины, создаваемого внешней поверхностью рабочего кольца 6 и внутренней поверхностью ротора 2, на внешней цилиндрической поверхности рабочего кольца 6 над камерой сгорания 14 расположен уплотняющий сегмент 38 (см. фиг.2, 4) ротора 2, выполненный переменной высоты, плавно увеличивающейся от внешней цилиндрической поверхности рабочего кольца 6 до максимальной высоты и плавно уменьшающейся до внешней цилиндрической поверхности рабочего кольца 6, причем поверхность сегмента 38 с максимальной высотой, обращенная в сторону ротора 2, выполнена по диаметру, позволяющему ротору 2 свободно вращаться, не соприкасаясь с уплотняющим сегментом 38. Уплотняющий сегмент 38 жестко закреплен на роторе 2 или изготовлен за одно с рабочим кольцом 6. Ширина уплотняющего сегмента 38 равна ширине рабочего кольца 6.To seal the turbine working volume created by the outer surface of the working ring 6 and the inner surface of the rotor 2, on the outer cylindrical surface of the working ring 6 above the combustion chamber 14 there is a sealing segment 38 (see Fig. 2, 4) of the rotor 2, made of variable height, smoothly increasing from the outer cylindrical surface of the working ring 6 to a maximum height and gradually decreasing to the outer cylindrical surface of the working ring 6, and the surface of the segment 38 with a maximum height facing the side of the rotor 2, is made in diameter, allowing the rotor 2 to rotate freely without contacting the sealing segment 38. The sealing segment 38 is rigidly mounted on the rotor 2 or made in one with the working ring 6. The width of the sealing segment 38 is equal to the width of the working ring 6.

В зоне максимальной высоты сегмента 38 установлена уплотняющая заслонка 39 (см. фиг.2, 4), выполненная в виде пластины и имеющая ширину, равную ширине рабочего кольца 6. Уплотняющая заслонка 39 связана с пружиной 40 и снабжена осью 41. При этом уплотняющая заслонка 39 расположена таким образом, что ее ось 41 находится впереди по ходу вращения ротора 2. Первый конец уплотняющей заслонки 39 в направлении вращения роторов впереди второго ее конца закреплен через ось 41 в сегменте 38 с возможностью совершения возвратно-вращательного движения заслонки 39 вокруг оси 41. Второй конец уплотняющей заслонки 39 через пружину 40 установлен плотно прилегающим к внутренней цилиндрической поверхности ротора 2.In the area of the maximum height of segment 38, a sealing flap 39 is installed (see FIGS. 2, 4), made in the form of a plate and having a width equal to the width of the working ring 6. The sealing flap 39 is connected to the spring 40 and provided with an axis 41. In this case, the sealing flap 39 is located in such a way that its axis 41 is located ahead of the rotation of the rotor 2. The first end of the sealing flap 39 in the direction of rotation of the rotors in front of its second end is fixed through the axis 41 in the segment 38 with the possibility of making a rotational movement of the flap 39 yaw axis 41. The second end of the sealing flap 39 through the spring 40 is installed tightly adjacent to the inner cylindrical surface of the rotor 2.

На внешней поверхности уплотняющего сегмента 38 имеется углубление 42, предназначенное для вхождения в него уплотняющей заслонки 39 при максимальном ее перемещении.On the outer surface of the sealing segment 38 there is a recess 42, designed to enter the sealing flap 39 at its maximum movement.

Уплотнение между щеками 15 и 16 и утолщением ротора 2 осуществляется за счет лабиринтных уплотнений 43, выполненных аналогичным образом как лабиринтные уплотнения рабочей полости компрессора (см. фиг.1).The seal between the cheeks 15 and 16 and the thickening of the rotor 2 is carried out due to the labyrinth seals 43, made in the same way as labyrinth seals of the working cavity of the compressor (see figure 1).

Выпускное окно 30 в рабочем кольце 6 для рабочей смеси, предназначенное для выпуска из камеры сгорания 14 рабочей смеси, содержит несколько расположенных друг за другом окон, последовательно включающихся в работу по мере открывания перепускного окна 28 механизма газораспределения.The outlet window 30 in the working mixture ring 6 for discharging the working mixture from the combustion chamber 14 contains several windows one after the other, sequentially switched on as the bypass window 28 of the gas distribution mechanism opens.

Рабочие полости двигателя образованы боковыми щеками 15 и 16, рабочим кольцом 6 и роторами 1 и 2 (см. фиг.1).The working cavity of the engine is formed by the side cheeks 15 and 16, the working ring 6 and the rotors 1 and 2 (see figure 1).

Рабочая камера ротора 1, образованная наружной поверхностью ротора 1, внутренней цилиндрической поверхностью рабочего кольца 6 и боковыми щеками 15 и 16, разделена рабочей заслонкой 7 и выступом 5 на камеру впуска 44 и камеру предварительного сжатия 45 (см. фиг.2, 4).The working chamber of the rotor 1, formed by the outer surface of the rotor 1, the inner cylindrical surface of the working ring 6 and the side cheeks 15 and 16, is divided by the working flap 7 and the protrusion 5 into the inlet chamber 44 and the pre-compression chamber 45 (see Figs. 2, 4).

Рабочая камера ротора 2, образованная наружной цилиндрической поверхностью рабочего кольца 6, цилиндрической внутренней поверхностью утолщения ротора 2 и боковыми щеками 15 и 16, разделена Г-образной заслонкой 11 и уплотняющим сегментом 38 на камеру рабочего хода 46 и камеру выпуска 47. Внутри рабочего кольца 6 образованы полости 48 для рубашки системы охлаждения (см. фиг.2).The working chamber of the rotor 2, formed by the outer cylindrical surface of the working ring 6, the cylindrical inner surface of the thickening of the rotor 2 and the side cheeks 15 and 16, is divided by a L-shaped shutter 11 and the sealing segment 38 into the working chamber 46 and the exhaust chamber 47. Inside the working ring 6 cavities 48 are formed for the jacket of the cooling system (see FIG. 2).

Во внешней боковой щеке 15 выполнены канал 49, предназначенный для соединения камеры впуска 44 с впускным трактом системы впуска рабочей смеси, и канал 50, предназначенный для соединения рабочей полости камеры выпуска 47 с атмосферой (см. фиг.2, 4).In the outer side jaw 15, a channel 49 is provided for connecting the inlet chamber 44 to the inlet tract of the working mixture inlet system, and a channel 50 for connecting the working cavity of the exhaust chamber 47 to the atmosphere (see FIGS. 2, 4).

Положение выступа 5, когда он находится на наименьшем расстоянии от камеры сгорания 14, принимается за начало работы роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания (см. фиг.2).The position of the protrusion 5, when it is at the smallest distance from the combustion chamber 14, is taken as the start of operation of the rotary piston internal combustion engine (see figure 2).

Кроме этого, на чертеже дополнительно обозначено:In addition, the drawing further indicates:

- стрелкой на фиг.2, 4 - направление вращения роторов 1, 2;- the arrow in figure 2, 4 is the direction of rotation of the rotors 1, 2;

- пунктирными линиями на фиг.2, 4 - канал, предназначенный для соединения камеры впуска с впускным трактом системы впуска рабочей смеси, и канал, предназначенный для соединения рабочей полости камеры выпуска с атмосферой;- dashed lines in Fig.2, 4 - channel designed to connect the inlet chamber with the inlet tract of the intake mixture of the working mixture, and the channel designed to connect the working cavity of the exhaust chamber with the atmosphere;

- стрелками на фиг.4 - направления движения рабочей смеси и отработавших газов.- arrows in figure 4 - the direction of movement of the working mixture and exhaust gases.

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.A rotary piston internal combustion engine operates as follows.

За начало отсчета принимаем положение ротора 1, когда его выступ 5 будет расположен по центру камеры сгорания 14 (см. фиг.2). Вращение роторов 1, 2 происходит по часовой стрелке со стороны свечи зажигания 24 (см. фиг.1). Двигатель работает на жидком или газообразном топливе и имеет стандартную систему питания.For reference, we take the position of the rotor 1 when its protrusion 5 will be located in the center of the combustion chamber 14 (see figure 2). The rotation of the rotors 1, 2 occurs clockwise from the side of the spark plug 24 (see figure 1). The engine runs on liquid or gaseous fuels and has a standard power system.

Рассмотрим первоначально полный рабочий цикл двигателя от такта впуска до такта выпуска, происходящий с одним зарядом рабочей смеси.Consider the initially complete engine duty cycle from the intake stroke to the exhaust stroke, occurring with one charge of the working mixture.

1 такт - впуск - происходит на угле поворота вала 3 двигателя от 0° до 360°. При вращении ротора 1 за рабочей заслонкой 7 создается разряжение, и порция рабочей смеси по каналу 49 поступает в камеру впуска 44 (см. фиг.2, 4).1 cycle - inlet - occurs at the angle of rotation of the shaft 3 of the engine from 0 ° to 360 °. When the rotor 1 rotates behind the working flap 7, a vacuum is created, and a portion of the working mixture flows through the channel 49 into the inlet chamber 44 (see Figs. 2, 4).

2 такт - сжатие - происходит на угле поворота вала 3 двигателя от 360° до 720° и заканчивается тогда, когда заслонка 7 полностью войдет в углубление 10 рабочего кольца 6. В этот момент газораспределительным стаканом 25 перекроется окно 29 в рабочем кольце 6, соединяющее камеру предварительного сжатия 45 с камерой сгорания 14. На угле поворота вала 3 двигателя от 360° до 520°-540° (в зависимости от установки фаз газораспределения) рабочая смесь предварительно сжимается в камере предварительного сжатия 45, пока окна 28 и 29 не начнут совмещаться. После начала совмещения окон 28 и 29 предварительно сжатая рабочая смесь начнет поступать в камеру сгорания 14 и будет дальше сжиматься в камере сгорания 14 вплоть до 720° поворота вала 3 двигателя, то есть до момента перекрытия газораспределительным стаканом 25 окна 29. В этот момент рабочая смесь окажется в сжатом состоянии в камере сгорания 14.2 cycle - compression - occurs at an angle of rotation of the motor shaft 3 from 360 ° to 720 ° and ends when the shutter 7 fully enters the recess 10 of the working ring 6. At this moment, the gas distribution cup 25 closes the window 29 in the working ring 6 connecting the chamber pre-compression 45 with the combustion chamber 14. At an angle of rotation of the shaft 3 of the engine from 360 ° to 520 ° -540 ° (depending on the installation of the gas distribution phases), the working mixture is pre-compressed in the preliminary compression chamber 45 until the windows 28 and 29 begin to combine. After the beginning of the combination of windows 28 and 29, the pre-compressed working mixture will begin to enter the combustion chamber 14 and will continue to be compressed in the combustion chamber 14 up to 720 ° rotation of the engine shaft 3, that is, until the gas distribution cup 25 covers window 29. At this point, the working mixture will be in a compressed state in the combustion chamber 14.

3 такт - рабочий ход - происходит на угле поворота вала 3 двигателя от 720°-1080°. При этом, при угле поворота вала 3 двигателя, равном 700°± угол опережения зажигания, происходит воспламенение рабочей смеси в камере сгорания 14 за счет проскакивания искры в свече зажигания 24. В этот же момент начинают совмещаться перепускное окно 28 газораспределительного стакана 25 с выпускным окном 21 корпуса камеры сгорания 19 и выпускным окном 30 (см. фиг.3, 4). Через образовавшуюся и постоянно увеличивающуюся за счет вращения газораспределительного стакана 25 щель горящая рабочая смесь устремляется в камеру рабочего хода 46 (см. фиг.2, 3).3 cycle - working stroke - occurs at the angle of rotation of the shaft 3 of the engine from 720 ° -1080 °. Moreover, when the angle of rotation of the shaft 3 of the engine is equal to 700 ° ± the ignition timing, the working mixture ignites in the combustion chamber 14 due to the spark jumping in the spark plug 24. At this moment, the bypass window 28 of the gas distribution cup 25 and the exhaust window begin to combine 21 of the housing of the combustion chamber 19 and the exhaust window 30 (see Fig.3, 4). Through the gap formed and constantly increasing due to the rotation of the gas distribution cup 25, the burning working mixture rushes into the working chamber 46 (see Figs. 2, 3).

За счет горения рабочей смеси создается высокое давление, которое воздействует на Г-образную рабочую заслонку 11, расположенную в утолщении ротора 2, заставляя ротор 2 вращаться и создавать крутящий момент на валу 3 двигателя.Due to the combustion of the working mixture, high pressure is created, which acts on the L-shaped working valve 11 located in the thickening of the rotor 2, causing the rotor 2 to rotate and create torque on the shaft 3 of the engine.

4 такт - выпуск - происходит при вращении вала 3 двигателя от 1080° до 1440°. При этом отработавшие газы из камеры выпуска 47 по каналу 50 выпускаются в атмосферу.4 cycle - release - occurs when the shaft 3 of the engine rotates from 1080 ° to 1440 °. In this case, the exhaust gases from the exhaust chamber 47 through the channel 50 are released into the atmosphere.

Таким образом, при угле поворота вала 3 двигателя, равном 1440°, заканчивается процесс выпуска, а, следовательно, заканчивается полный рабочий цикл, происшедший в данном роторно-поршневом двигателе с одним зарядом рабочего тела.Thus, at an angle of rotation of the shaft 3 of the engine equal to 1440 °, the exhaust process ends, and, therefore, the complete duty cycle that occurs in this rotary piston engine with one charge of the working fluid ends.

При постоянной работе двигателя происходит следующее. При вращении роторов от 0° до 360° в рабочей полости ротора 1 (см. фиг.2, 4) происходит одновременно сжатие рабочей смеси в камере предварительного сжатия 45 и впуск рабочей смеси в камеру впуска 44, а в рабочей полости ротора 2 происходит одновременно рабочий ход в камере рабочего хода 46 и выпуск отработавших газов из камеры выпуска 47. Таким образом, полный цикл совершается на угле поворота вала 3 двигателя, равном 360°.With constant engine operation, the following occurs. When the rotors rotate from 0 ° to 360 ° in the working cavity of the rotor 1 (see Fig. 2, 4), the working mixture is compressed in the pre-compression chamber 45 and the working mixture is inlet into the inlet chamber 44, and simultaneously in the working cavity of the rotor 2 the stroke in the chamber 46 and the exhaust from the chamber 47. Thus, a complete cycle is performed at an angle of rotation of the shaft 3 of the engine, equal to 360 °.

Использование предлагаемого изобретения повышает эффективность работы двигателя за счет более полного заполнения камеры сгорания рабочей смесью, так как предложенное расположение рабочей заслонки позволяет ликвидировать «мертвую» зону в процессе заполнения камеры сгорания рабочей смесью, а повышение надежности работы двигателя обеспечивается изменением конструкции ротора, выполняющего функцию ротора компрессора, и его рабочей заслонки, позволяющей избежать высоких ударных нагрузок при высокой частоте вращения вала двигателя.The use of the present invention improves the efficiency of the engine due to a more complete filling of the combustion chamber with a working mixture, since the proposed location of the working flap allows you to eliminate the "dead" zone in the process of filling the combustion chamber with a working mixture, and improving the reliability of the engine is provided by changing the design of the rotor that performs the function of the rotor compressor, and its working damper, which avoids high shock loads at high engine shaft speed.

Claims (1)

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус двигателя с являющимся его частью рабочим кольцом, имеющим цилиндрические внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, ось которой смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую этим поверхностям пересекаться, рабочими камерами, образованными рабочими полостями, в которых параллельно на валу двигателя установлены вращающийся первый ротор, выполняющий функцию ротора компрессора, выполненный в виде диска, и вращающийся второй ротор, выполняющий функцию ротора турбины, выполненный в виде стакана с жестко закрепленным на валу днищем, имеющего утолщение в направлении оси вращения вала двигателя шириной, равной ширине первого ротора, на боковой поверхности стакана, камеру сгорания, корпус которой, выполненный в виде цилиндра и жестко закрепленный в корпусе двигателя, с окном для впуска рабочей смеси и выпускным окном для рабочей смеси, размещен в отверстии наиболее широкой части рабочего кольца, внешней и внутренней боковыми щеками, между которыми внутри рабочего кольца встроен первый ротор, газораспределительный стакан, взаимодействующий с камерой сгорания, имеющий жестко прикрепленный к его днищу вращающийся вал, связанный с валом двигателя, встроенный между корпусом камеры сгорания и рабочим кольцом и оборудованный перепускным окном, конфигурация которого аналогична конфигурациям окна корпуса камеры сгорания для впуска рабочей смеси, выпускного окна корпуса камеры сгорания для рабочей смеси, окна в рабочем кольце для впуска рабочей смеси и выпускного окна в рабочем кольце для рабочей смеси, причем перепускное окно установлено с возможностью совмещения с названными окнами, свечу зажигания, установленную в корпусе камеры сгорания, подпружиненную рабочую заслонку шириной, равной ширине первого ротора, Г-образную подпружиненную рабочую заслонку, установленную в утолщении второго ротора с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг своей оси, закрепленной в утолщении второго ротора на одном конце заслонки по направлению вращения роторов впереди второго конца заслонки, и прилегания другим концом к цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца, отличающийся тем, что рабочая заслонка, выполненная в виде пластины, установлена в рабочем кольце с возможностью размещения при максимальном ее рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца, причем один конец рабочей заслонки в направлении вращения роторов впереди второго конца заслонки посредством пружины установлен плотно прилегающим к внешней цилиндрической поверхности первого ротора, а второй конец рабочей заслонки посредством оси закреплен в рабочем кольце с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг этой оси, в двигатель введен выступ, расположенный на внешней цилиндрической поверхности первого ротора, выполняющего функцию ротора компрессора, шириной, равной ширине первого ротора и переменной высоты, увеличивающейся от внешней цилиндрической поверхности первого ротора до максимальной высоты, размер которой позволяет первому ротору свободно вращаться внутри рабочего кольца, и уменьшающейся до внешней цилиндрической поверхности первого ротора, причем в пазах выступа в зоне максимальной высоты последнего установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах выступа подпружиненные уплотняющие пластины, расположенные параллельно оси вала двигателя, при этом на цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца над камерой сгорания расположен введенный в двигатель уплотняющий сегмент второго ротора, выполняющего функцию ротора турбины, выполненный с переменной высотой, увеличивающейся от цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца до максимальной высоты и уменьшающейся до цилиндрической внешней поверхности рабочего кольца, с шириной, равной ширине рабочего кольца, и снабженный уплотняющей заслонкой, расположенной в зоне максимальной высоты уплотняющего сегмента и выполненной в виде пластины с шириной, равной ширине рабочего кольца, первый конец которой в направлении вращения роторов впереди второго ее конца посредством оси закреплен в рабочем кольце с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг этой оси, и второй конец которой посредством пружины установлен плотно прилегающим к внутренней цилиндрической поверхности второго ротора, выполняющего функцию турбины. A rotary piston internal combustion engine comprising an engine casing with a working ring that is part of it having a cylindrical inner surface and an outer surface whose axis is offset relative to the axis of rotation of the engine shaft by an amount not allowing these surfaces to intersect, by working chambers formed by the working cavities, in which parallel to the motor shaft are installed a rotating first rotor, which performs the function of a compressor rotor, made in the form of a disk, and a rotating second rotor, performing the function of a turbine rotor, made in the form of a cup with a bottom rigidly fixed to the shaft, having a thickening in the direction of the axis of rotation of the motor shaft with a width equal to the width of the first rotor, on the side surface of the cup, a combustion chamber, the casing of which is made in the form of a cylinder and rigidly fixed in the engine housing, with a window for the inlet of the working mixture and an outlet window for the working mixture, is placed in the hole of the widest part of the working ring, the outer and inner side cheeks, between which inside the working ring the first rotor, a gas distribution cup interacting with the combustion chamber, having a rotating shaft rigidly attached to its bottom, connected to the engine shaft, built between the combustion chamber housing and the working ring and equipped with a bypass window, the configuration of which is similar to the configurations of the combustion chamber housing window for working inlet mixture, the exhaust window of the housing of the combustion chamber for the working mixture, the window in the working ring for the inlet of the working mixture and the exhaust window in the working ring for the working mixture, The bypass window is installed with the possibility of combining with the said windows, a spark plug installed in the combustion chamber body, a spring-loaded working valve with a width equal to the width of the first rotor, a L-shaped spring-loaded working valve installed in the thickening of the second rotor with the possibility of reverse-rotational movement around its axis fixed in the thickening of the second rotor at one end of the shutter in the direction of rotation of the rotors in front of the second end of the shutter, and fit with the other end to the cylindrical outer the surface of the working ring, characterized in that the working valve, made in the form of a plate, is installed in the working ring with the possibility of placement at its maximum working stroke in the recess of the cylindrical inner surface of the working ring, with one end of the working valve in the direction of rotation of the rotors in front of the second end of the valve the springs are mounted tightly adjacent to the outer cylindrical surface of the first rotor, and the second end of the working flap through the axis is fixed in the working ring with the possible By means of a reciprocating motion around this axis, a protrusion is introduced into the engine located on the outer cylindrical surface of the first rotor, which serves as the compressor rotor, with a width equal to the width of the first rotor and a variable height that increases from the outer cylindrical surface of the first rotor to a maximum height, the size of which allows the first rotor to rotate freely inside the working ring, and decreasing to the outer cylindrical surface of the first rotor, and in the grooves of the protrusion in the zone of maximum the last height of the latter are installed with the possibility of reciprocating movement in the grooves of the protrusion spring-loaded sealing plates located parallel to the axis of the engine shaft, while on the cylindrical outer surface of the working ring above the combustion chamber there is a sealing segment of the second rotor introduced into the engine that performs the function of the turbine rotor, made with variable height, increasing from the cylindrical outer surface of the working ring to a maximum height and decreasing to cylindrical o outer surface of the working ring, with a width equal to the width of the working ring, and equipped with a sealing flap located in the zone of the maximum height of the sealing segment and made in the form of a plate with a width equal to the width of the working ring, the first end of which in the direction of rotation of the rotors in front of its second end by means of an axis is fixed in the working ring with the possibility of a rotational movement around this axis, and the second end of which by means of a spring is mounted tightly adjacent to the inner cylindrical surface of the second rotor that performs the function of the turbine.
RU2011112935/06A 2011-04-04 2011-04-04 Rotary piston internal combustion engine RU2478803C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112935/06A RU2478803C2 (en) 2011-04-04 2011-04-04 Rotary piston internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112935/06A RU2478803C2 (en) 2011-04-04 2011-04-04 Rotary piston internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011112935A RU2011112935A (en) 2012-10-10
RU2478803C2 true RU2478803C2 (en) 2013-04-10

Family

ID=47079220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011112935/06A RU2478803C2 (en) 2011-04-04 2011-04-04 Rotary piston internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2478803C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538990C1 (en) * 2013-06-04 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotor-piston internal combustion engine
RU2555606C1 (en) * 2014-07-11 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") Rotor expansion machine
RU2659639C1 (en) * 2017-05-24 2018-07-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary piston internal combustion engine
RU2666716C1 (en) * 2017-08-03 2018-09-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary piston internal combustion engine
RU2687659C1 (en) * 2018-04-13 2019-05-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary-piston internal combustion engine
RU2698993C1 (en) * 2018-10-18 2019-09-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary-piston internal combustion engine
RU2720879C1 (en) * 2019-10-16 2020-05-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary-piston internal combustion engine
RU200122U1 (en) * 2020-06-08 2020-10-07 Юрий Иосипович Новицкий MULTI-VANE MOTOR

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3818886A (en) * 1972-03-01 1974-06-25 Z Blaszczynski Rotary internal combustion engine
RU2193676C2 (en) * 2001-02-21 2002-11-27 Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова Rotary piston internal combustion engine
RU2351780C1 (en) * 2007-07-23 2009-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotor-piston internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3818886A (en) * 1972-03-01 1974-06-25 Z Blaszczynski Rotary internal combustion engine
RU2193676C2 (en) * 2001-02-21 2002-11-27 Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова Rotary piston internal combustion engine
RU2351780C1 (en) * 2007-07-23 2009-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotor-piston internal combustion engine

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538990C1 (en) * 2013-06-04 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotor-piston internal combustion engine
RU2555606C1 (en) * 2014-07-11 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") Rotor expansion machine
RU2659639C1 (en) * 2017-05-24 2018-07-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary piston internal combustion engine
RU2666716C1 (en) * 2017-08-03 2018-09-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary piston internal combustion engine
RU2687659C1 (en) * 2018-04-13 2019-05-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary-piston internal combustion engine
RU2698993C1 (en) * 2018-10-18 2019-09-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary-piston internal combustion engine
RU2720879C1 (en) * 2019-10-16 2020-05-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary-piston internal combustion engine
RU200122U1 (en) * 2020-06-08 2020-10-07 Юрий Иосипович Новицкий MULTI-VANE MOTOR

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011112935A (en) 2012-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2478803C2 (en) Rotary piston internal combustion engine
KR101711778B1 (en) Rotary piston machine and controlling gear arrangement
RU2720879C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
RU2538990C1 (en) Rotor-piston internal combustion engine
RU2351780C1 (en) Rotor-piston internal combustion engine
RU2687659C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
RU2427716C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
RU2666716C1 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2659639C1 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2698993C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
RU2330973C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
KR20110003396A (en) An olive-shaped rotary engine
RU2598967C1 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2597333C1 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2706092C2 (en) Rotary-piston internal combustion engine
RU2805946C1 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2647751C1 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2441992C1 (en) Rotary diesel engine
RU2193676C2 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2411375C2 (en) Two-stroke internal combustion engine
RU2755758C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
RU2518323C2 (en) Rotory-piston ice
RU2271457C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
RU2425233C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
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: 20180405