RU2485336C2

RU2485336C2 - Supercharged double-rotor machine

Info

Publication number: RU2485336C2
Application number: RU2010105369/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Моисеевич Арутюнов
Original assignee: Валерий Моисеевич Арутюнов
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2013-06-20
Also published as: RU2010105369A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: supercharged double-rotor machine is made in the form of an external fixed cylindrical housing, two internal cylindrical pistons with external partition walls, which are located coaxially with it, an air charging piston rigidly attached to one of them and two groups of pendulum levers. Housing is divided into sectors with two groups of internal partition walls and has external tight cover for supercharging and removal of gases. External partition walls of cylindrical pistons form combustion chambers. Pendulum levers are rigidly connected from inside to cylindrical pistons and pass through support sleeves located on crankshafts. Journals of crankshafts on different cylindrical pistons are opened through 180° and have different offset, but are rotated in one and the same direction. Internal pistons represent a power drive.

EFFECT: increasing compactness, economy, ecological compatibility and power of the engine.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее может быть применено во всех транспортных средствах, а также в энергопроизводстве (тепловых и атомных электростанциях).The invention relates to the field of engineering, and more precisely, can be applied in all vehicles, as well as in energy production (thermal and nuclear power plants).

Задачей изобретения является создание нового двигателя для увеличения мощности, частоты вращения, уменьшения габаритов, избавление от маховика и. т.д.The objective of the invention is to create a new engine to increase power, speed, reduce size, get rid of the flywheel and. etc.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является двигатель внутреннего сгорания с качающимся поршнем (патент Российской Федерации №2042038, Кл. F02B 53/00), содержащий корпус с секторной кольцевой рабочей камерой, поршневой рабочий орган, связанный с валом периодического изменения угловой скорости посредством коромысла и шатуна, связанных с маховиком.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed is an internal combustion engine with a swinging piston (patent of the Russian Federation No. 2042038, CL. F02B 53/00), comprising a housing with a sector ring working chamber, a piston working element associated with a shaft of periodic angular change speed through the rocker and connecting rod associated with the flywheel.

Данное устройство двигателя внутреннего сгорания, так же как и предлагаемое, имеет изогнутый цилиндр и качающийся поршень, причем шток поршня жестко связан с опорой одним концом, а другим концом с поршнем. Но известное устройство имеет сложную кинематику и инерционность как для двигателя и малую эффективность.This device of the internal combustion engine, as well as the proposed one, has a curved cylinder and a swinging piston, the piston rod being rigidly connected to the support at one end and the other end to the piston. But the known device has complex kinematics and inertia for the engine and low efficiency.

Задачей изобретения является получение компактного, экономичного, экологичного и, самое главное, мощного двигателя, отличающегося по всем показателям от аналогичных в разы. Предлагаемым изобретением эта задача решается.The objective of the invention is to obtain a compact, economical, environmentally friendly and, most importantly, powerful engine, which differs in all respects from similar ones at times. The proposed invention solves this problem.

Данная задача достигается тем, что двухроторная машина с наддувом выполнена в виде внешнего неподвижного цилиндрического корпуса, разделенного на сектора двумя группами внутренних перегородок, с внешней герметичной оболочкой для наддува и отвода газов, соосно расположенных с ним двух внутренних цилиндрических поршней с внешними перегородками, образующими камеры сгорания, жестко совместимого с одним из них поршня наддува воздуха, двух групп маятниковых рычагов, жестко соединенных изнутри с цилиндрическими поршнями и проходящих через поворотные опорные втулки, расположенные на коленвалах, при этом шейки коленвалов на разных цилиндрических поршнях развернуты на 180° и имеют разный сдвиг, но вращаются в одном направлении, а силовым приводом являются внутренние поршни.This task is achieved by the fact that the two-rotor supercharged machine is made in the form of an external fixed cylindrical body, divided into sectors by two groups of internal partitions, with an external sealed shell for pressurization and exhaust gases, two internal cylindrical pistons coaxially located with it with external partitions forming the chambers combustion, rigidly compatible with one of them the piston of boosting air, two groups of pendulum arms, rigidly connected from the inside to the cylindrical pistons and passing through rotary support bushings located on the crankshafts, while the necks of the crankshafts on different cylindrical pistons are rotated 180 ° and have a different shift, but rotate in the same direction, and the internal pistons are the power drive.

Пример двухроторной машины с наддувом содержит соосно расположенные внешний цилиндрический корпус 1, разделенный на рабочие камеры двумя группами внутренних перегородок, с внешними камерами наддува и отвода газов 6, цилиндрические поршни 2 и 3 с внешними поршневыми перегородками, образующими камеры сгорания. Три коленвала 4 с опорными втулками 5. Поршень наддува воздуха 11, совместный с поршнем 3, служащем компрессором для сжатого воздуха в оболочке 6. Крышки 13, 14 и корпусные опоры 16 для подшипников коленвалов, клапаны для впуска воздуха и выпуска отработанных газов 12, форсунки впрыска топлива 10. Муфты сцепления 15. Параллельно расположенные маятниковые рычаги 7 и 8, жестко соединенные с поршнями 2 и 3 соответственно, с поворотными опорными втулками 5 на коленвалах 4, через которые передается усилие на выходную шестеренчатую группу 15, 19, передающую вращающий момент через подвижную муфту 9 на выходной вал 17. Подвижную муфту 9, имеющую возможность изменения направления вращения выходного вала 17, меняя внутреннее сцепление шестеренчатой группы 18 на внешнюю шестерню 19. Выходной вал 17, передающий сведенный крутящий момент с осей коленвалов 4 на муфты сцепления 15.An example of a two-rotor supercharged machine contains an coaxially arranged external cylindrical body 1, divided into working chambers by two groups of internal partitions, with external chambers for pressurization and exhaust gas 6, cylindrical pistons 2 and 3 with external piston partitions forming the combustion chambers. Three crankshafts 4 with support sleeves 5. A boost piston 11, joint with a piston 3, which serves as a compressor for compressed air in the shell 6. Caps 13, 14 and housing bearings 16 for crankshaft bearings, valves for air inlet and exhaust 12, nozzles fuel injection 10. Clutches 15. Parallel pendulum arms 7 and 8, rigidly connected to pistons 2 and 3, respectively, with rotary support sleeves 5 on crankshafts 4, through which the force is transmitted to the output gear group 15, 19, transmitting rotation torque through the movable clutch 9 to the output shaft 17. The movable clutch 9, with the ability to change the direction of rotation of the output shaft 17, changing the internal clutch of the gear group 18 to the external gear 19. The output shaft 17, transmitting the reduced torque from the axis of the crankshafts 4 to the clutch fifteen.

На Фиг.1 изображена двухроторная машина с внешним цилиндрическим корпусом 1, разделенным на четыре рабочие камеры внутренними перегородками и внешней оболочкой наддува и отвода газов 6, соосным цилиндрическим поршнем 2 с внешними перегородками, образующими камеры сгорания, маятниковым рычагом 7, с поворотными опорными втулками 5, передающими крутящий момент на коленвалы 4 со сдвигом шейки «R», и клапанами 12 для впуска воздуха и выпуска отработанных газов.Figure 1 shows a two-rotor machine with an external cylindrical body 1, divided into four working chambers by internal partitions and an external shell of pressurization and exhaust gas 6, a coaxial cylindrical piston 2 with external partitions forming a combustion chamber, a pendulum arm 7, with pivot bearing sleeves 5 transmitting torque to crankshafts 4 with a shift of the neck "R", and valves 12 for air inlet and exhaust gas.

На Фиг.2 изображена двухроторная машина с внешним цилиндрическим корпусом 1, разделенным на восемь рабочих камер внутренними перегородками. С внешней оболочкой наддува и отвода газов 6, соосными параллельно расположенными цилиндрическими поршнями 2 и 3 с внешними перегородками, образующими камеры сгорания, а также совместимый с поршнем 3 поршень наддува 11 для накачки воздуха во внешнюю оболочку 6. Параллельно расположенными маятниковыми рычагами 7, 8 и поворотными опорными втулками 5, передающими крутящий момент на коленвалы 4 с разными сдвигами шеек R₁>R на разных поршнях 3 и 2 соответственно, с клапанами 12 для впуска воздуха и выпуска отработанных газов, с корпусными крышками 13 и 14 и опорами коленвалов 16, с форсунками впрыска топлива 10 и муфтой сцепления 15.Figure 2 shows a two-rotor machine with an external cylindrical body 1, divided into eight working chambers by internal partitions. With an external shell of the pressurization and exhaust gas 6, coaxial parallel arranged cylindrical pistons 2 and 3 with external baffles forming the combustion chambers, as well as a piston of the pressurization 11 compatible with the piston 3 for pumping air into the outer shell 6. Parallel pendulum arms 7, 8 and rotary support sleeves 5, transmitting torque to crankshafts 4 with different neck shifts R ₁ > R on different pistons 3 and 2, respectively, with valves 12 for air inlet and exhaust gas, with housing covers 13 and 1 4 and bearings of the crankshafts 16, with fuel injection nozzles 10 and a clutch 15.

На Фиг.3 изображена двухроторная машина с цилиндрическим поршнем 3, расположенным в корпусе 1, параллельно поршню 2, с внешней оболочкой наддува и отвода газов 6, с маятниковым рычагом 8 и поворотными опорными втулками 5, передающими крутящий момент на коленвалы 4 со сдвигом шейки «R₁», для более равномерной передачи крутящего момента через шестеренчатую группу на выходной вал, с клапанами 12 для впуска воздуха и выпуска отработанных газов.Figure 3 shows a two-rotor machine with a cylindrical piston 3 located in the housing 1, parallel to the piston 2, with the outer shell of the boost and exhaust gases 6, with a pendulum lever 8 and rotary support sleeves 5, transmitting torque to the crankshafts 4 with a neck shift " R ₁ ", for a more uniform transmission of torque through the gear group to the output shaft, with valves 12 for air inlet and exhaust.

На Фиг.4 изображена двухроторная машина, с выходной шестеренчатой группой 18 на концах коленвалов, передающая интегрированный крутящий момент через подвижные муфты 9, на выходные валы 17. С подвижной муфтой 9, для изменения направления вращения на выходных валах 17, выходит из зацепления с шестеренчатой группой 18 и входит в зацепление с внешней шестерней 19, а выходные валы 17 передают интегрированный крутящий момент на муфту сцепления.Figure 4 shows a two-rotor machine, with the output gear group 18 at the ends of the crankshafts, transmitting the integrated torque through the movable couplings 9, to the output shafts 17. With the movable clutch 9, for changing the direction of rotation on the output shafts 17, it disengages from the gear group 18 and engages with the external gear 19, and the output shafts 17 transmit integrated torque to the clutch.

На Фиг.5 изображена двухроторная машина с выходными шестернями коленвалов 18, передающих интегрированный крутящий момент через подвижную муфту 9 и внешнюю шестерню 19 на выходной вал 17.Figure 5 shows a two-rotor machine with output gears of crankshafts 18 transmitting integrated torque through a movable clutch 9 and an external gear 19 to the output shaft 17.

Двухроторная машина с наддувом работает следующим образом: при крайнем положении перегородки одного из поршней 2 (фиг.1) воспламеняется и сгорает горючая смесь, вращая его из одного крайнего положения в другое, одновременно связанный с ним поршень наддува 11, подает сжатый воздух в герметичную внешнюю оболочку 6. С обратной стороны перегородки цилиндрического поршня выталкивается сгоревшая смесь газов. Одновременно второй внутренний цилиндрический поршень 3 вращается из одного крайнего положения в другое, в противоположном направлении, вращая все коленвалы 4 в том же направлении что и первый. Граничные положения внутренних цилиндрических поршней 3 и 2 контролируют коленвалы 4 с разным сдвигом шейки коленвала R₁>R соответственно на разных поршнях. С обратной стороны перегородки цилиндрических поршней 3 и 2 выталкивается сгоревшая смесь газов. В других рабочих полостях происходят всасывание и сжатие горючей смеси соответственно. Весь объем рабочего пространства обоих поршней используется постоянно. Но для экономии топлива, во время холостого хода или неполной загрузки мощности двигателя, возможна работа только одного поршня, в двух камерах сгорания, либо загрузка объема двигателя в зависимости от нагрузки.A two-rotor supercharged machine operates as follows: at the extreme position of the baffle of one of the pistons 2 (Fig. 1), the combustible mixture ignites and burns, rotating it from one extreme position to the other, while the supercharging piston 11 is simultaneously connected to it, supplies compressed air to the sealed external shell 6. From the back side of the bore of the cylindrical piston, the burnt gas mixture is pushed out. At the same time, the second inner cylindrical piston 3 rotates from one extreme position to another, in the opposite direction, rotating all crankshafts 4 in the same direction as the first. The boundary positions of the inner cylindrical pistons 3 and 2 control the crankshafts 4 with different shift of the neck of the crankshaft R ₁ > R, respectively, on different pistons. On the reverse side of the septum of the cylindrical pistons 3 and 2, the burnt gas mixture is pushed out. In other working cavities, the suction and compression of the combustible mixture occur, respectively. The entire working space of both pistons is constantly used. But to save fuel, during idling or incomplete loading of engine power, only one piston can work in two combustion chambers, or load the engine volume depending on the load.

Claims

A two-rotor supercharged machine made in the form of an external fixed cylindrical body divided into sectors by two groups of internal partitions, with an external hermetic shell for pressurizing and venting gases, two internal cylindrical pistons coaxially located with it with external partitions forming a combustion chamber that is rigidly compatible with one of them is a piston of pressurization of air, two groups of pendulum arms rigidly connected from the inside to cylindrical pistons and passing through the support bushings located on crankshafts, wherein the crankshafts neck at different cylindrical pistons rotated by 180 ° and have different shift, but rotate in the same direction, and the actuator pistons are internal.