RU2484271C2 - Tiguntsev rotary jet engine - Google Patents
Tiguntsev rotary jet engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484271C2 RU2484271C2 RU2011122196/06A RU2011122196A RU2484271C2 RU 2484271 C2 RU2484271 C2 RU 2484271C2 RU 2011122196/06 A RU2011122196/06 A RU 2011122196/06A RU 2011122196 A RU2011122196 A RU 2011122196A RU 2484271 C2 RU2484271 C2 RU 2484271C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- housing
- torus
- compressor
- cavities
- 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
- Supercharger (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to the field of engineering, in particular to rotary internal combustion engines.
Известен ротационный двигатель [патент DE 2910304, опубликован 25.09.1980], в корпусе которого расположен цилиндрический ротор с тремя полостями на боковой поверхности. На корпусе двигателя закреплен цилиндр нагнетателя рабочей смеси, поршень которого снабжен кривошипно-шатунным механизмом. В процессе работы двигателя поршень проталкивает сжатую рабочую смесь поочередно в одну из полостей ротора. Смесь под действием запальной свечи воспламеняется в замкнутом объеме, ограниченном стенками полости и корпуса, что приводит к значительному повышению давления. При дальнейшем повороте ротора полость соединяется с выпускным отверстием, и происходит выхлоп.Known rotary engine [patent DE 2910304, published September 25, 1980], in the housing of which is a cylindrical rotor with three cavities on the side surface. A cylinder of the working mixture supercharger is fixed on the engine housing, the piston of which is equipped with a crank mechanism. During engine operation, the piston pushes the compressed working mixture alternately into one of the rotor cavities. The mixture under the action of a spark plug ignites in a closed volume limited by the walls of the cavity and the housing, which leads to a significant increase in pressure. With further rotation of the rotor, the cavity is connected to the outlet, and exhaust occurs.
Недостатком указанного роторного двигателя с одноцилиндровым нагнетателем является низкая удельная мощность. Это обусловлено тем, что горение рабочей смеси происходит в замкнутом объеме, а вращательный момент возникает только во время выхлопа.The disadvantage of this rotary engine with a single-cylinder supercharger is its low power density. This is due to the fact that the combustion of the working mixture occurs in a closed volume, and the rotational moment occurs only during the exhaust.
Известен роторный двигатель Кузнецова [патент РФ 2074967, опубликован 10.03.1997]. В корпусе двигателя расположен цилиндрический ротор, на боковой поверхности которого выполнены три равноудаленные друг от друга полости. На корпусе, непосредственно в плоскости расположения ротора (одна плоскость симметрии, поперечная по отношению к валу ротора), закреплены два цилиндра с поршнями, приводимыми в движение посредством шатунно-кривошипных механизмов. Головка каждого цилиндра сообщается с камерой сгорания, находящейся за пределами корпуса двигателя и которая снабжена запальной свечой. Выходное сопло каждой камеры сгорания направлено внутрь корпуса и при подходе очередной полости ротора сообщается с ней. Вал ротора через систему шестерен связан с шатунно-кривошипными механизмами поршней так, что, когда один поршень находится в крайней «верхней» точке, другой в это время находится в крайней «нижней» точке. Горение рабочей смеси осуществляется в камере сгорания, а продукты сгорания направляются поочередно в полости ротора, что и приводит ротор во вращение. За один оборот ротора каждый поршень успевает выполнить три цикла, а соответственно, ротор испытывает шестиразовое воздействие газов.Known rotary engine Kuznetsov [RF patent 2074967, published 03/10/1997]. A cylindrical rotor is located in the engine housing, on the side surface of which there are three cavities equidistant from each other. On the housing, directly in the plane of the rotor location (one plane of symmetry, transverse to the rotor shaft), two cylinders are fixed with pistons driven by crank mechanisms. The head of each cylinder communicates with a combustion chamber located outside the engine housing and which is equipped with a spark plug. The output nozzle of each combustion chamber is directed inside the housing and when the next rotor cavity approaches, it communicates with it. The rotor shaft through a system of gears is connected with the connecting rod and crank mechanisms of the pistons so that when one piston is at the extreme “upper” point, the other at this time is at the extreme “lower” point. The combustion of the working mixture is carried out in the combustion chamber, and the combustion products are sent alternately in the cavity of the rotor, which causes the rotor to rotate. For one revolution of the rotor, each piston manages to complete three cycles, and accordingly, the rotor experiences six-fold exposure to gases.
КПД этого двигателя существенно выше, чем у описанного выше аналога. Однако для согласования действия двух диаметрально установленных цилиндров, а именно действий шатунно-кривошипных механизмов, в двигателе использована громоздкая шестеренная система передач. Она состоит из шестерни, установленной на валу ротора, двух шестерней на осях обоих кривошипов цилиндров и двух промежуточных шестерней. Это определяет низкий показатель мощности на единицу массы двигателя. Кроме громоздкости эта система еще и не обладает достаточной надежностью.The efficiency of this engine is significantly higher than that of the analog described above. However, to coordinate the action of two diametrically installed cylinders, namely the actions of the connecting rod and crank mechanisms, a bulky gear transmission system was used in the engine. It consists of a gear mounted on the rotor shaft, two gears on the axes of both cranks of the cylinders and two intermediate gears. This determines a low power indicator per unit mass of the engine. In addition to cumbersomeness, this system also does not have sufficient reliability.
Известен роторно-реактивный двигатель Арутюнова [патент РФ 2406836, опубликован 20.12.2010], принятый за прототип. Роторно-реактивный двигатель Арутюнова содержит корпус с расположенным в нем цилиндрическим ротором. На корпусе закреплены два цилиндра, в каждом из которых размещен поршень, снабженный шатунно-кривошипным механизмом, который посредством шестеренной передачи соединен с валом ротора. На боковой поверхности ротора выполнены три равноудаленные друг от друга фигурные полости. В корпусе имеются два выпускных сопла и два впускных канала, каждый из которых сообщается с соответствующим цилиндром. Оба цилиндра установлены за или перед ротором, то есть они смещены вдоль оси ротора и не расположены в плоскости ротора. Каждый цилиндр закреплен на корпусе своим торцом со стороны кривошипной камеры. При этом ось кривошипа шатунно-кривошипного механизма каждого цилиндра и шестеренная передача расположены внутри корпуса, внутренний диаметр которого практически равен (с учетом технологического зазора) наружному диаметру ротора или соизмерим с ним. При этом цилиндры являются компрессорами, подающими воздух (свежий воздушный заряд) через впускные каналы в полости ротора, а для подачи топлива в полости ротора на корпусе установлены две форсунки.Known rotary-jet engine Arutyunov [RF patent 2406836, published 12/20/2010], adopted as a prototype. Arutyunov's rotary-jet engine contains a housing with a cylindrical rotor located in it. Two cylinders are fixed on the body, each of which has a piston equipped with a crank mechanism, which is connected to the rotor shaft by means of a gear transmission. On the lateral surface of the rotor are made three equally spaced from each other shaped cavities. The housing has two exhaust nozzles and two inlet channels, each of which communicates with the corresponding cylinder. Both cylinders are installed behind or in front of the rotor, that is, they are offset along the axis of the rotor and are not located in the plane of the rotor. Each cylinder is fixed to the housing with its end from the side of the crank chamber. In this case, the crank axis of the connecting rod and crank mechanism of each cylinder and the gear transmission are located inside the housing, the inner diameter of which is almost equal (taking into account the technological gap) to the outer diameter of the rotor or is comparable with it. In this case, the cylinders are compressors that supply air (fresh air charge) through the inlet channels in the rotor cavity, and two nozzles are installed on the casing to supply fuel to the rotor cavity.
Двигатель работает следующим образом. При движении поршня компрессора из крайней верхней точки вниз происходит всасывание воздуха в цилиндр. Движение передается от ротора, который совершает вращательное движение. Достигнув крайней нижней точки, поршень, совершая возвратно-поступательное движение, начинает движение вверх, и как только поршень достигает крайней верхней точки, выпускной клапан открывается, и весь свежий воздушный заряд с необходимой степенью сжатия и температурой через впускной канал поступает в полость ротора, находящуюся в этот момент в зоне расположения впускного канала. При дальнейшем вращении ротора полость попадает в сектор форсунки для впрыска топлива, где происходит впрыск топлива. Необходимая степень сжатия и температура воздушного заряда сохраняется неизменной в виду того, что поверхность цилиндрического ротора плотно прилегает к внутренней цилиндрической поверхности корпуса, образуя в полости непроницаемую камеру сгорания постоянного объема. В процессе впрыска топлива за счет самовоспламенения или под действием искры от искрового разрядника в полости ротора инициируется детонационное горение. Ротор продолжает вращение, полость подходит к выпускному соплу, и через него происходит истечение тангенциально направленного газового потока, возникшего при детонационном расширении продуктов горения. Создается вращающий момент, действующий на ротор. При дальнейшем вращении ротора полость ротора соединяется с соплом и с впускным каналом. В это время происходит продувка полости ротора. Это увеличивает мощность и обеспечивает экономию топлива. Описанные процессы повторяются со всеми тремя полостями ротора. Так как два поршня компрессора работают в противофазе, то за одни оборот ротора рабочий процесс совершается дважды в каждой из полостей ротора, то есть за одни оборот ротора совершается шесть рабочих циклов, сопровождающихся выхлопами отработанных газов, создающими импульсы вращения ротора.The engine operates as follows. When the compressor piston moves from the extreme upper point downward, air is drawn into the cylinder. The movement is transmitted from the rotor, which performs a rotational movement. Having reached the extreme low point, the piston, making a reciprocating motion, starts to move upward, and as soon as the piston reaches its extreme high point, the exhaust valve opens, and all fresh air charge with the necessary compression ratio and temperature enters the rotor cavity located in the rotor cavity located at this moment in the area of the inlet channel. With further rotation of the rotor, the cavity enters the nozzle sector for fuel injection, where fuel is injected. The necessary degree of compression and the temperature of the air charge remains unchanged in view of the fact that the surface of the cylindrical rotor is closely adjacent to the inner cylindrical surface of the housing, forming an impenetrable combustion chamber of constant volume in the cavity. In the process of fuel injection due to self-ignition or under the action of a spark from a spark gap in the rotor cavity, detonation combustion is initiated. The rotor continues to rotate, the cavity approaches the exhaust nozzle, and through it the outflow of the tangentially directed gas flow occurs during the detonation expansion of the combustion products. The torque acting on the rotor is created. With further rotation of the rotor, the rotor cavity is connected to the nozzle and to the inlet channel. At this time, the rotor cavity is purged. This increases power and saves fuel. The described processes are repeated with all three rotor cavities. Since the two pistons of the compressor work in antiphase, then for one revolution of the rotor, the working process is performed twice in each of the rotor cavities, that is, for one revolution of the rotor, six duty cycles are performed, accompanied by exhaust gases that create impulses of rotation of the rotor.
КПД этого двигателя достаточно высокий. Однако обеспечение плотного прилегания поверхности цилиндрического ротора внутренней цилиндрической поверхности корпуса, для образования в каждой полости непроницаемой камеры сгорания постоянного объема по всей окружности без компрессионных элементов, представляет сложную техническую задачу. Кроме того, реализация компрессора из двух диаметрально установленных цилиндров и шатунно-кривошипных механизмов с шестеренной системой передач уменьшает надежность устройства и уменьшает удельные показатели мощность/ вес.The efficiency of this engine is quite high. However, ensuring a tight fit of the surface of the cylindrical rotor of the inner cylindrical surface of the housing, for the formation in each cavity of an impermeable combustion chamber of constant volume over the entire circumference without compression elements, is a difficult technical task. In addition, the implementation of a compressor of two diametrically installed cylinders and connecting rod and crank mechanisms with a gear transmission system reduces the reliability of the device and reduces the specific power / weight.
В основу изобретения поставлена задача создания новой надежной и компактной конструкции роторно-реактивного двигателя. Достигаемый технический результат - повышение удельной мощности на единицу веса двигателя.The basis of the invention is the task of creating a new reliable and compact design of a rotary-jet engine. Achievable technical result is an increase in specific power per unit weight of the engine.
Роторно-реактивный двигатель содержит корпус с расположенным в нем ротором, закрепленном на валу, и с закрепленным на корпусе компрессором. На поверхности ротора выполнены равноудаленные друг от друга полости. В корпусе расположены выпускные сопла, впускные каналы и топливные форсунки.A rotary-jet engine comprises a housing with a rotor located therein, mounted on a shaft, and with a compressor mounted on the housing. On the surface of the rotor are made equally spaced from each other cavity. In the housing there are exhaust nozzles, inlet channels and fuel injectors.
Задача решается следующим образом. Корпус роторно-реактивного двигателя выполнен в форме разъемного пустотелого тора, соединенного резьбовыми элементами по внешней стороне тора. Ротор двигателя с полостями выполнен в форме сплошного тора, который жестко закреплен на диске, который жестко закреплен на валу. Диск сочленен с корпусом через уплотнители, например, сальникового типа. Тор ротора компрессионно сочленен с внутренней поверхностью тора корпуса за счет компрессионных колец, установленных радиально между соседними полостями ротора, сечение которых в плоскости, перпендикулярной оси двигателя, образовано тремя сторонами - частью тора корпуса по его окружности, частью радиуса окружности тора ротора, частью хорды окружности тора ротора.The problem is solved as follows. The housing of the rotary-jet engine is made in the form of a split hollow torus connected by threaded elements on the outer side of the torus. The rotor of the engine with the cavities is made in the form of a solid torus, which is rigidly fixed to the disk, which is rigidly fixed to the shaft. The disk is articulated with the housing through gaskets, for example, of a stuffing box type. The rotor torus is compression articulated with the inner surface of the housing torus due to compression rings mounted radially between adjacent rotor cavities, the cross section of which in the plane perpendicular to the axis of the engine is formed by three sides - part of the torus of the housing along its circumference, part of the radius of the circumference of the rotor of the rotor, part of the chord of a circle rotor torus.
К корпусу двигателя присоединен корпус компрессора, который выполнен также в форме разъемного пустотелого тора, соединенного резьбовыми элементами по внешней стороне тора. Поршень-ротор компрессора выполнен в форме тора, жестко закрепленного на диске, жестко закрепленном на валу, со скошенным по эллипсной траектории краем, имеющим поверхность, параллельную валу ротора, с которой сочленены две подпружиненные заслонки. Диск сочленен с корпусом через уплотнители, например, сальникового типа. Поверхность поршня-ротора компрессора скошена по эллипсной траектории. Скошенная поверхность поршня-ротора параллельна валу ротор. Со скошенной поверхностью сочленены две подпружиненные заслонки, расположенные радиально между двумя парами впускных и выпускных отверстий компрессора. Заслонки в опущенном положении полностью закрывают радиальное сечение тора поршня-ротора компрессора. Тор поршня-ротора компрессионно сочленен с внутренней поверхностью тора корпуса за счет компрессионных колец, установленных радиально на торе поршня-ротора в местах, где радиальное сечение тора поршня-ротора является кругом. Впускные отверстия камер сжатия компрессора через клапаны присоединены к системе подготовки воздуха, выпускные отверстия через клапаны присоединены к резервуару со сжатым воздухом, который через клапаны присоединен к впускным каналам двигателя.A compressor housing is attached to the engine housing, which is also in the form of a split hollow torus connected by threaded elements on the outside of the torus. The compressor rotor piston is made in the form of a torus, rigidly mounted on a disk, rigidly mounted on a shaft, with an edge chamfered along an ellipse path and having a surface parallel to the rotor shaft with which two spring-loaded shutters are connected. The disk is articulated with the housing through gaskets, for example, of a stuffing box type. The compressor piston-rotor surface is chamfered along an ellipse path. The tapered surface of the piston-rotor is parallel to the rotor shaft. Two spring-loaded dampers located radially between two pairs of compressor inlets and outlets are articulated with a beveled surface. The flaps in the lowered position completely close the radial section of the torus of the piston-rotor of the compressor. The torus of the piston-rotor is compression-connected with the inner surface of the torus of the housing due to compression rings mounted radially on the torus of the piston-rotor in places where the radial section of the torus of the piston-rotor is a circle. The inlet openings of the compressor compression chambers are connected via valves to the air preparation system, the outlet openings through the valves are connected to a compressed air reservoir, which is connected via valves to the engine inlets.
В предлагаемом роторно-реактивном двигателе, при количестве полостей на роторе, большем трех, количество выпускных сопел, впускных каналов и топливных форсунок на единицу меньше, чем полостей, причем полости по окружности ротора расположены через угол, кратный: 360 градусов, деленные на количество полостей, а выпускные сопла, впускные каналы и топливные форсунки расположены на корпусе через угол, кратный: 360 градусов, деленные на количество полостей минус единица.In the proposed rotary-jet engine, when the number of cavities on the rotor is greater than three, the number of exhaust nozzles, inlet channels and fuel nozzles is one less than the cavities, and the cavities around the circumference of the rotor are located through an angle multiple of 360 degrees divided by the number of cavities and the exhaust nozzles, intake channels and fuel injectors are located on the housing through an angle that is a multiple of: 360 degrees divided by the number of cavities minus one.
В предлагаемом роторно-реактивном двигателе для обеспечения лучшего истечения отработавших продуктов выпускные сопла выполнены расширяющимися от внутренней поверхности корпуса к внешней.In the proposed rotary-jet engine, to ensure a better exhaust flow, the exhaust nozzles are made expanding from the inner surface of the housing to the outer.
В предлагаемом роторно-реактивном двигателе для повышения эффективности воздействия детонационной волны на ротор полости выполнены фигурными, а именно поверхности полостей, расположенные радиально в плоскости, проходящей через ось ротора, выполнены выгнутыми по направлению вращения ротор, а поверхности, расположенные под прямым углом к радиальным, выполнены выпуклыми от оси ротора.In the proposed rotary-jet engine, to increase the efficiency of the detonation wave impact on the rotor, the cavities are made shaped, namely, the surfaces of the cavities located radially in a plane passing through the axis of the rotor are curved in the direction of rotation of the rotor, and the surfaces located at right angles to the radial, made convex from the axis of the rotor.
Более подробно сущность изобретения раскрывается в приведенном ниже примере и иллюстрируется чертежами, на которых представлено: фиг.1,а - поперечное и фиг.1,б - продольное сечение двигателя, фиг.2,а - поперечное и фиг.2,б - продольное сечение компрессора, фиг.3 - продольное сечение устройства (схема соединений двигателя и компрессора), фиг.4 - поперечное сечение двигателя с уточнениями.In more detail the essence of the invention is disclosed in the example below and is illustrated by the drawings, which show: Fig. 1, a - transverse and Fig. 1, b - longitudinal section of the engine, Fig. 2, a - transverse and Fig. 2, b - longitudinal section of the compressor, figure 3 is a longitudinal section of the device (circuit diagram of the engine and compressor), figure 4 is a cross section of the engine with refinements.
На фиг.1,а показано поперечное сечение двигателя, на фиг.1,б показано продольное сечение двигателя, где в торообразном корпусе роторно-реактивного двигателя показано, как расположены, соответственно: три (в рассматриваемом примере) ориентированных через 120 градусов впускных канала, три выпускных сопла, три форсунки и три запальные системы (искровые разрядники), ориентированные также через 120 градусов. Показано, как внутри корпуса двигателя расположен горообразный ротор с четырьмя равноудаленными друг от друга фигурными полостями, которые выполнены на боковой поверхности ротора и ориентированы по окружности ротора. Показано, как ротор жестко соединен с диском, который жестко соединен с валом двигателя, и как ротор сочленен с внутренней поверхностью корпуса компрессионными кольцами, установленными радиально на роторе. На диске выполнены отверстия для обеспечения возможности установки компрессионных колец.In Fig. 1, a shows a cross section of the engine, in Fig. 1, b shows a longitudinal section of the engine, where in the toroidal casing of a rotary-jet engine it is shown how, respectively, are located: three (in the considered example) inlet channels oriented through 120 degrees, three exhaust nozzles, three nozzles and three ignition systems (spark gap), also oriented after 120 degrees. It is shown how a mountainous rotor with four shaped cavities equidistant from each other, which are made on the side surface of the rotor and oriented around the circumference of the rotor, is located inside the motor housing. It is shown how the rotor is rigidly connected to the disk, which is rigidly connected to the motor shaft, and how the rotor is articulated to the inner surface of the housing by compression rings mounted radially on the rotor. Holes are made on the disk to allow the installation of compression rings.
На фиг.2,а показано поперечное сечение компрессора, на фиг.2,б показано продольное сечение компрессора, где показано, как в торообразном пустотелом корпусе компрессора, установленном с наружной стороны корпуса двигателя, расположен поршень-ротор, поверхность которого скошена по эллипсной траектории, который жестко соединен с диском, который жестко соединен с валом компрессора. Показано, как со скошенной поверхностью поршня-ротора сочленены две подпружиненные заслонки, расположенные радиально между двумя парами впускных и выпускных отверстий. Скошенная поверхность поршня-ротора параллельна валу. Показано, как тор поршня-ротора компрессионно сочленен с внутренней поверхностью тора корпуса компрессора за счет компрессионных колец, установленных радиально на торе поршня-ротора в местах, где радиальное сечение тора поршня-ротора является кругом. На диске выполнены отверстия для обеспечения возможности установки компрессионных колец.Figure 2a shows the cross section of the compressor; Figure 2b shows a longitudinal section of the compressor, which shows how a piston-rotor is located in a toroidal hollow compressor casing mounted on the outside of the engine casing, the surface of which is beveled along an elliptical path which is rigidly connected to the disk, which is rigidly connected to the compressor shaft. It is shown how two spring-loaded dampers located radially between two pairs of inlet and outlet openings are joined to the sloping surface of the piston-rotor. The sloping surface of the piston-rotor is parallel to the shaft. It is shown how the piston-rotor torus is compression articulated with the inner surface of the compressor housing torus due to compression rings mounted radially on the piston-rotor torus in places where the radial cross section of the piston-rotor torus is a circle. Holes are made on the disk to allow the installation of compression rings.
На фиг.3 показана схема соединения двигателя и компрессора, в которой показано, как впускные отверстия компрессора присоединены к системе подготовки воздуха, как выпускные отверстия компрессора через клапаны присоединены к резервуару со сжатым воздухом и как резервуар соединен через клапаны с впускными каналами двигателя.Figure 3 shows the connection diagram of the engine and the compressor, which shows how the compressor inlets are connected to the air preparation system, how the compressor outlets are connected through valves to the compressed air tank and how the tank is connected through valves to the engine inlets.
На фиг.4 показаны выпускные сопла расширяющимися от внутренней поверхности корпуса к внешней. На фиг.4 полости на роторе двигателя показаны фигурными, т.е. поверхности полостей, расположенные радиально в плоскости, проходящей через ось ротора, выполнены выгнутыми по направлению вращения ротора, а поверхности, расположенные под прямым углом к радиальным, выполнены выпуклыми от оси ротора.Figure 4 shows the exhaust nozzles expanding from the inner surface of the housing to the outer. In Fig. 4, the cavities on the motor rotor are shown curly, i.e. the surfaces of the cavities located radially in a plane passing through the axis of the rotor are made curved in the direction of rotation of the rotor, and the surfaces located at right angles to the radial are made convex from the axis of the rotor.
В торообразном корпусе (1) (нумерация на всех чертежах сквозная) роторно-реактивного двигателя (фиг.1,а и фиг.1,б) расположены соответственно три (в рассматриваемом примере) ориентированных через 120 градусов впускных канала (2, 3, 4), три тангенциально направленных выпускных сопла (5, 6, 7), три форсунки (8, 9, 10) и три запальные системы (искровые разрядники) (11, 12, 13), ориентированные также через 120 градусов.In the toroidal casing (1) (the numbering in all the drawings is through) of the rotary-jet engine (Fig. 1, a and Fig. 1, b) there are respectively three (in the considered example) inlet channels oriented through 120 degrees (2, 3, 4 ), three tangentially directed exhaust nozzles (5, 6, 7), three nozzles (8, 9, 10) and three ignition systems (spark gaps) (11, 12, 13), oriented also through 120 degrees.
Внутри корпуса (1) расположен торообразный ротор (14) с четырьмя равноудаленными друг от друга фигурными полостями (15, 16, 17, 18), которые выполнены на боковой поверхности ротора (14) и ориентированы по окружности ротора. Ротор (14) жестко соединен с диском (19), который жестко соединен с валом (20) двигателя. Ротор (14) сочленен с внутренней поверхностью корпуса компрессионными кольцами (21, 22, 23, 24), установленными радиально на роторе. На диске (19) выполнены отверстия (46) для обеспечения возможности установки компрессионных колец.Inside the housing (1) there is a toroidal rotor (14) with four figured cavities (15, 16, 17, 18) equidistant from each other, which are made on the side surface of the rotor (14) and are oriented around the circumference of the rotor. The rotor (14) is rigidly connected to the disk (19), which is rigidly connected to the motor shaft (20). The rotor (14) is connected to the inner surface of the housing by compression rings (21, 22, 23, 24) mounted radially on the rotor. Holes (46) are made on the disk (19) to enable the installation of compression rings.
С наружной стороны корпуса (1) установлен торообразный корпус (25) (фиг.2,а и фиг.2,б) компрессора с поршнем-ротором (26), поверхность которого скошена по эллипсной траектории. Ротор (26) жестко соединен с диском (27), который жестко соединен с валом (28) компрессора. Вал компрессора (28) может быть жестко соединен с валом (20) двигателя на одной оси или может быть соединен через передачу. Скошенная поверхность поршня-ротора (26) параллельна валу (20, 28). Со скошенной поверхностью поршня-ротора сочленены две подпружиненные заслонки (29, 30), расположенные радиально между двумя парами впускных (31, 32) и выпускных (33, 34) отверстий. Top поршня-ротора компрессионно сочленен с внутренней поверхностью тора корпуса за счет компрессионных колец (35, 36, 37, 38), установленных радиально на торе поршня-ротора в местах, где радиальное сечение тора поршня-ротора является кругом. На диске (27) выполнены отверстия (46) для обеспечения возможности установки компрессионных колец.On the outside of the casing (1) a toroidal casing (25) is installed (Fig. 2, a and Fig. 2, b) of the compressor with a piston-rotor (26), the surface of which is beveled along an ellipse path. The rotor (26) is rigidly connected to the disk (27), which is rigidly connected to the compressor shaft (28). The compressor shaft (28) can be rigidly connected to the motor shaft (20) on the same axis or can be connected via a transmission. The chamfered surface of the piston-rotor (26) is parallel to the shaft (20, 28). Two spring-loaded shutters (29, 30) are located radially between two pairs of inlet (31, 32) and outlet (33, 34) openings with a sloping surface of the piston-rotor. The top of the piston-rotor is compression jointed with the inner surface of the torus of the housing due to compression rings (35, 36, 37, 38) mounted radially on the torus of the piston-rotor in places where the radial section of the torus of the piston-rotor is a circle. Holes (46) are made on the disk (27) to enable the installation of compression rings.
Впускные отверстия (31, 32) компрессора присоединены к системе подготовки воздуха (39) (фиг.3). Выпускные отверстия (33, 34) через клапаны (40, 41) присоединены к резервуару (42) со сжатым воздухом. Резервуар (42) соединен через клапаны (43, 44, 45) с впускными каналами (2, 3, 4) двигателя.The compressor inlets (31, 32) are connected to the air preparation system (39) (FIG. 3). Outlets (33, 34) are connected via valves (40, 41) to a reservoir (42) with compressed air. The reservoir (42) is connected via valves (43, 44, 45) to the inlet channels (2, 3, 4) of the engine.
Выпускные сопла (5, 6, 7) на фиг.4 показаны расширяющимися от внутренней поверхности корпуса (1) к внешней. На фиг.4 полости на роторе двигателя показаны фигурными, т.е. поверхности полостей, расположенные радиально в плоскости, проходящей через ось ротора, выполнены выгнутыми по направлению вращения ротора, а поверхности, расположенные под прямым углом к радиальным, выполнены выпуклыми от оси ротора.The outlet nozzles (5, 6, 7) in FIG. 4 are shown expanding from the inner surface of the housing (1) to the outer. In Fig. 4, the cavities on the motor rotor are shown curly, i.e. the surfaces of the cavities located radially in a plane passing through the axis of the rotor are made curved in the direction of rotation of the rotor, and the surfaces located at right angles to the radial are made convex from the axis of the rotor.
Двигатель работает следующим образом. При вращении ротора-поршня (26) происходит всасывание воздуха из системы подготовки воздуха (39), через впускные отверстия (31, 32), в камеры всасывания компрессора, образованные внешней поверхностью корпуса (25), поверхностью поршня-ротора (26), заслонками (29, 30) и компрессионными кольцами (35, 36, 37, 38). Одновременно происходит вытеснение воздуха через выпускные отверстия (33, 34), клапаны (40, 41) в резервуар (42) из камер сжатия, образованных внешней поверхностью корпуса (25), поверхностью поршня-ротора (26), заслонками (29, 30) и компрессионными кольцами (35, 36, 37, 38).The engine operates as follows. When the rotor-piston (26) rotates, air is drawn in from the air preparation system (39), through the inlet openings (31, 32), into the compressor suction chambers formed by the outer surface of the housing (25), the surface of the piston-rotor (26), and dampers (29, 30) and compression rings (35, 36, 37, 38). At the same time, air is displaced through the exhaust openings (33, 34), valves (40, 41) into the reservoir (42) from the compression chambers formed by the outer surface of the housing (25), the surface of the piston-rotor (26), and dampers (29, 30) and compression rings (35, 36, 37, 38).
При вращении ротора двигателя (14), как только полость (например, 15) попадает в зону расположения впускного канала (например, 2), открывается клапан (43), и свежий воздушный заряд с необходимой степенью сжатия и температурой поступает в полость (15). При дальнейшем вращении ротора (14) полость (15) попадает в зону форсунки (8), где производится впрыск топлива. Необходимая степень сжатия и температура воздушного заряда сохраняется неизменной в виду того, что компрессионные кольца (21 и 24) плотно прилегают к внутренней поверхности корпуса (1), образуя герметичную камеру сгорания постоянного объема. В процессе впрыска топлива за счет самовоспламенения или под действием искры от искрового разрядника (11) в полости (15) инициируется детонационное горение. Ротор (14) продолжает вращение, полость (15) подходит к выпускному соплу (5), и через него происходит истечение тангенциально направленного газового потока, возникшего при детонационном расширении продуктов горения. Создается вращающий момент, действующий на ротор (14), на диск (19) и на вал (20). При дальнейшем вращении ротора наступает этап, когда полость (15) соединена и с соплом (5), и со следующим впускным каналом (3). В это время происходит продувка полости (15) через сопло (5) воздухом из канала (3) путем кратковременного открытия клапана (44), при этом удаляются остаточные отработанные газы.When the rotor of the engine (14) rotates, as soon as the cavity (for example, 15) enters the zone of the inlet channel (for example, 2), the valve (43) opens and a fresh air charge with the necessary compression ratio and temperature enters the cavity (15) . With further rotation of the rotor (14), the cavity (15) enters the zone of the nozzle (8), where fuel is injected. The necessary degree of compression and the temperature of the air charge remains unchanged in view of the fact that the compression rings (21 and 24) fit snugly against the inner surface of the housing (1), forming a sealed combustion chamber of constant volume. In the process of fuel injection due to self-ignition or under the action of a spark from a spark gap (11), detonation combustion is initiated in the cavity (15). The rotor (14) continues to rotate, the cavity (15) approaches the exhaust nozzle (5), and through it the outflow of the tangentially directed gas flow occurs during the detonation expansion of the combustion products. A torque is created acting on the rotor (14), on the disk (19) and on the shaft (20). With further rotation of the rotor, the stage begins when the cavity (15) is connected to both the nozzle (5) and the next inlet channel (3). At this time, the cavity (15) is purged through the nozzle (5) with air from the channel (3) by briefly opening the valve (44), while the residual exhaust gases are removed.
Описанный процесс циклически повторяется со всеми остальными полостями (16, 17, 18) при вращении ротора (14). За один оборот ротора (14) рабочий процесс совершается трижды в каждой их фигурных полостей (15, 16, 17, 18). То есть за один оборот ротора совершается 12 рабочих циклов, сопровождающихся выхлопами отработанных газов, создающих импульсы вращения ротора и вала.The described process is cyclically repeated with all other cavities (16, 17, 18) during rotation of the rotor (14). For one revolution of the rotor (14), the workflow is performed three times in each of their figured cavities (15, 16, 17, 18). That is, in one revolution of the
Предлагаемый роторно-реактивный двигатель имеет полностью статически и динамически сбалансированные вращающиеся части, поэтому работает без вибрации при любых скоростях вращения. Благодаря этому конструкция двигателя имеет удельные показатели мощности (по размеру, по весу), превосходящие соответствующие показатели двигателей аналогичного типа. Такая конструкция позволяет использовать новые конструкционные материалы и технологии, например керамику и порошковую металлургию.The proposed rotary-jet engine has a fully statically and dynamically balanced rotating parts, therefore, it works without vibration at any speed. Due to this, the engine design has specific power indices (in size, weight) that exceed the corresponding indices of engines of a similar type. This design allows the use of new structural materials and technologies, such as ceramics and powder metallurgy.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011122196/06A RU2484271C2 (en) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Tiguntsev rotary jet engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011122196/06A RU2484271C2 (en) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Tiguntsev rotary jet engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011122196A RU2011122196A (en) | 2012-12-10 |
| RU2484271C2 true RU2484271C2 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011122196/06A RU2484271C2 (en) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Tiguntsev rotary jet engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2484271C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2615290C2 (en) * | 2014-04-24 | 2017-04-04 | Николай Константинович Ершов | Shustrik and shurshik internal combustion engine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3356033A (en) * | 1965-10-22 | 1967-12-05 | Ford Motor Co | Centrifugal fluid pump |
| DE2910304A1 (en) * | 1979-03-16 | 1980-09-25 | Wolfgang Hisgen | Combined rotary and reciprocating engine - has horizontal rotary driving piston with three equal lengthwise recesses in cylindrical housing |
| RU2074967C1 (en) * | 1994-02-18 | 1997-03-10 | Виктор Васильевич Кузнецов | Rotary engine |
| RU2406836C2 (en) * | 2008-08-22 | 2010-12-20 | Гаригин Леонович Арутюнов | Rotary jet engine by aroutyunov |
-
2011
- 2011-05-31 RU RU2011122196/06A patent/RU2484271C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3356033A (en) * | 1965-10-22 | 1967-12-05 | Ford Motor Co | Centrifugal fluid pump |
| DE2910304A1 (en) * | 1979-03-16 | 1980-09-25 | Wolfgang Hisgen | Combined rotary and reciprocating engine - has horizontal rotary driving piston with three equal lengthwise recesses in cylindrical housing |
| RU2074967C1 (en) * | 1994-02-18 | 1997-03-10 | Виктор Васильевич Кузнецов | Rotary engine |
| RU2406836C2 (en) * | 2008-08-22 | 2010-12-20 | Гаригин Леонович Арутюнов | Rotary jet engine by aroutyunov |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2615290C2 (en) * | 2014-04-24 | 2017-04-04 | Николай Константинович Ершов | Shustrik and shurshik internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011122196A (en) | 2012-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2730811C2 (en) | Device for shifting type machine, control gear drive for device and use of control gear drive | |
| US11078834B2 (en) | Rotary valve continuous flow expansible chamber dynamic and positive displacement rotary devices | |
| CA2844185C (en) | Internal combustion engine with port communication | |
| US11098588B2 (en) | Circulating piston engine having a rotary valve assembly | |
| RU2478803C2 (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
| US20080029059A1 (en) | Rotary Internal Combustion Engine with a Circular Rotor | |
| RU2484271C2 (en) | Tiguntsev rotary jet engine | |
| EP0717812B1 (en) | Engine | |
| RU2687659C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
| RU2538990C1 (en) | Rotor-piston internal combustion engine | |
| US9587558B2 (en) | Internal combustion engine | |
| EP2808484A1 (en) | Four stroke rotary piston engine | |
| CN102996236A (en) | Torus-shaped cylinder circumduction rotating piston engine | |
| CN107514309B (en) | Reciprocating rotor piston for engine | |
| RU2427716C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
| RU2489582C2 (en) | Rotary piston ice | |
| RU2622593C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
| RU2606035C1 (en) | Rotary-vane engine with separate rotary combustion chamber | |
| RU2406836C2 (en) | Rotary jet engine by aroutyunov | |
| US20130118445A1 (en) | Rotary piston engine | |
| RU2743607C1 (en) | Rotary-blade internal combustion engine | |
| CN203081572U (en) | Y-shaped rotor engine | |
| US20030127062A1 (en) | Ahn engine improved rotary engine system and method | |
| JPS63227901A (en) | Rotary piston type hydraulic machine | |
| RU93460U1 (en) | CIRCULAR INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH ROTATING PISTON |