RU25047U1

RU25047U1 - CYLINDER ROTARY ENGINE

Info

Publication number: RU25047U1
Application number: RU2002103000/20U
Authority: RU
Inventors: А.А. Рахманов; П.В. Кравчук; Алексей Викторович Коничев; Валентина Михайловна Коничева; Вячеслав Иванович Толмачев; Л.М. Каплярчук
Original assignee: 46 Цнии Мо Рф; Алексей Викторович Коничев; Вячеслав Иванович Толмачев
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2002-09-10

Abstract

1. Цилиндрический роторный двигатель, содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, в котором размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми размещен механизм газораспределения, охлаждения и смазки двигателя, отверстие для свечи зажигания, отличающийся тем, что в корпусе двигателя установлен цилиндр с возможностью вращения, жестко соединенный с ведущим валом, во внутренней части цилиндра выполнены две или более расточки одного или различных по размеру диаметров, в которых на оси параллельной оси цилиндра установлен, с возможностью вращения цилиндрической или ступенчато-цилиндрической формы ротор, диаметром меньше соответствующих расточек в цилиндре и контактирующей своей поверхностью с внутренней поверхностью расточек цилиндра и образует при этом две или более секции впуска - сжатия горючей смеси и рабочего хода-выпуска отработанных газов, причем внутренняя поверхность секции цилиндра шарнирно соединена с верхней частью шиберных поршней, установленных в двух и более прямоугольных пазах ротора, выполненных по оси перпендикулярного сечения ротора, в которых размещены шиберные поршни, состоящие из двух частей, между которыми расположены распорные пружины, причем в одной части поршня поворотная головка шарнирно соединена с внутренней частью секций цилиндра, а другая поворотная головка своей наружной поверхностью соответственно контактирует с внутренней поверхностью секций цилиндра, при этом первая часть поршня одновременно выполняет функции поршней в двигателе и механизма передачи момента вращения от цилиндра к ротору или наоборот в зависимости1. A cylindrical rotary engine containing a housing with two cylindrical bores, in which two oval-shaped rotors and two spring-loaded vane pistons are located, between which a gas distribution, cooling and lubrication engine is located, an opening for the spark plug, characterized in that the engine housing is installed the cylinder is rotatably rigidly connected to the drive shaft, two or more bores of one or different diameters in size are made in the inner part of the cylinder, in which on the axis of the parallel the cylinder axis is installed, with the possibility of rotation of a cylindrical or step-cylindrical shape, a rotor with a diameter less than the corresponding bores in the cylinder and contacting its surface with the inner surface of the cylinder bores and forms two or more sections of the inlet - compression of the combustible mixture and the exhaust stroke gases, and the inner surface of the cylinder section is pivotally connected to the upper part of the slide pistons installed in two or more rectangular grooves of the rotor made along the p axis of a perpendicular section of the rotor, in which there are two-part sliding pistons, between which spacer springs are located, moreover, in one part of the piston, the rotary head is pivotally connected to the inner part of the cylinder sections, and the other rotary head is in contact with the inner surface of the cylinder sections with its outer surface while the first part of the piston simultaneously performs the functions of the pistons in the engine and the transmission mechanism of the torque from the cylinder to the rotor or vice versa, depending

Description

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РОТОРНЫЙ CYLINDER ROTARY

Полезная модель относится к двигателестроению - к конструкциям роторных двигателей малой и большой мощности. Известен роторный двигатель патент № 3690791 ФРГ 1972г. (I) содержащий корпус с проточкой в виде цилиндра, верхняя часть которого выполнена неправильной кривой, образующей камеру сгорания, ротор эллипсовидной формы по большой оси которого концом установлены пластинчатые уплотнения, в средней части ротора по большой оси выполнен продолговатый прямоугольный паз, в котором размещен прямоугольный вал двигателя (скользящая посадка). В крышке корпуса выполнен клапан подачи топливной смеси и выхлопной клапан, механизм газораспределения и система зажигания. Недостатками этого роторного двигателя являются: свободная скользящая посадка по прямоугольному пазу ротора вала двигателя в двух направлениях конструктивно неработоспособна, большие потери мощности и КПД, вследствие малого угла 40 градусов, использования действия полезной мощности расширения газов сгоревшего топлива, сложная система газораспределения.The utility model relates to engine building - to designs of rotary engines of small and high power. Known rotary engine patent No. 3690791 Germany 1972 (I) comprising a housing with a groove in the form of a cylinder, the upper part of which is formed by an irregular curve forming a combustion chamber, an elliptical rotor along the major axis of which plate seals are installed at the end, an elongated rectangular groove in which the rectangular is placed in the middle part of the rotor motor shaft (sliding landing). In the housing cover, a fuel mixture supply valve and an exhaust valve, a gas distribution mechanism and an ignition system are made. The disadvantages of this rotary engine are: a free sliding fit along the rectangular groove of the rotor of the engine shaft in two directions is structurally inoperative, large losses of power and efficiency, due to the small angle of 40 degrees, the use of the effective gas expansion power of the burned fuel, a complex gas distribution system.

Наиболее близким к предполагаемому решению является роторный двигатель патент № 1574549 Англия 1978г. (2), содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, расположенными симметрично по горизонтальной оси. Внутри корпуса размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми расположен механизм газораспределения, приводимой во вращение роликовой цепью и двумя зубчатыми звездочками, закрепленными на каждом из валов. Недостатками этого двигателя являются: трудоемкость изготовления двигателя, ненадежная конструкция механизма газораспределения, недостаточное время для поступления горючей смеси в камеру сгорания и воздействия сгоревших газов на поршень ротора, цепной привод на распределительный барабан механизма газораспределения, не обеспечивает точность соединения распределительных каналов, удаленность камеры сгорания от поршней ротора, низкий КПД.Closest to the proposed solution is Англия England 1978. (2) comprising a housing with two cylindrical bores located symmetrically on the horizontal axis. Inside the housing are two oval-shaped rotors and two spring-loaded slide pistons, between which there is a gas distribution mechanism driven by a roller chain and two gear sprockets mounted on each of the shafts. The disadvantages of this engine are: the complexity of manufacturing the engine, the unreliable design of the gas distribution mechanism, insufficient time for the combustible mixture to enter the combustion chamber and the effects of the burnt gases on the rotor piston, the chain drive on the distribution drum of the gas distribution mechanism, does not ensure the accuracy of the connection of the distribution channels, the remoteness of the combustion chamber from rotor pistons, low efficiency.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение конструктивной герметичности и КПД двигателя.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase structural integrity and engine efficiency.

Технический результат, достигаемый при этом - низкая удельная масса, увеличение крутящего момента, высокая экономичность и потенциальная возможность работы на любом углеводородном топливе, низкая трудоемкость изготовления, конструктивное модульное наращивание мощности, возможность использования конструкции двигателя в качестве компрессора, насоса, гидравлического или пневматического мотора.The technical result achieved in this case is low specific gravity, increased torque, high efficiency and the potential for working with any hydrocarbon fuel, low manufacturing complexity, constructive modular capacity increase, the possibility of using the engine design as a compressor, pump, hydraulic or pneumatic motor.

Цилиндрический роторный двигатель, содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, в котором размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми размещен механизм газораспределения, охлаждения и смазки двигателя, отверстие для свечи зажигания, отличается в следующих существенных признаках: корпус двигателя выполнен с цилиндрической расточкой, в которой установлен цилиндр с возможностью вращения, жестко соединенный с ведущим валом, во внутренней части цилиндра выполнены две или более расточки одного или различных по размеру диаметров, образующие две и более секции впуска-сжатия горючей смеси и секции рабочего хода-выпуска отработанных газов. Во внутренней части цилиндра размещен цилиндрический ротор, имеющий по сравнению с цилиндром меньший диаметр или ротор ступенчатой цилиндрической формы, имеющий диаметр ступеней, соответствующие диамертрам секций в цилиндре. Оси вращения цилиндра и ротора расположены параллельно между собой на расчетном расстоянии, причем внутренние поверхности секций цилиндра вплотную 2002t03000 шшши э я Fu2 ВЪЗ/ОО ДВИГАТЕЛЬ.A cylindrical rotary engine containing a housing with two cylindrical bores, in which two oval-shaped rotors and two spring-loaded vane pistons are located, between which there is a gas distribution, cooling and lubrication engine, an opening for the spark plug differs in the following essential features: the engine housing is made with a cylindrical bore in which the cylinder is mounted rotatably rigidly connected to the drive shaft, two or more boring are made in the inside of the cylinder and one or diameters of different sizes, which form two or more sections of the inlet-compression section of the combustible mixture and the stroke-outlet exhaust gases. In the inner part of the cylinder there is a cylindrical rotor having a smaller diameter compared to the cylinder or a stepped cylindrical rotor having the diameter of the steps corresponding to the diameters of the sections in the cylinder. The axis of rotation of the cylinder and rotor are parallel to each other at a calculated distance, and the inner surfaces of the sections of the cylinder are close to 2002t03000 which are Fu2 V3 / OO ENGINE.

Внутренняя поверхность секций цилиндра шарнирами соединена с верхней цилиндрической частью шиберных поршней, установленных в прямоугольных пазах ротора, расположенных по оси перпендикулярно сечению ротора, в которых выполнены два и более прямоугольных паза, в них размещены шиберные поршни, состоящие из двух частей, между которыми расположены распорные пружины. Одна часть поршня соединена шарниром с внутренней частью секций цилиндра, а другая снабжена поворотной головкой с уплотнениями, а ее наружная поверхность соответствует внутреннему диаметру секций цилиндра. В случае необходимости увеличения момента вращения и мощности двигателя, одна часть поршня, снабженная цилиндрической головкой, соединена с цилиндрическим пазом, расположенным на соответствующей внутренней поверхностью секций цилиндра, позволяют одновременно выполнять функции поршней в двигателе и механизма передачи момента вращения от цилиндра к ротору, или наоборот, от ротора к цилиндру, в зависимости от конструкции и назначения двигателя.The inner surface of the cylinder sections is connected by hinges to the upper cylindrical part of the vane pistons installed in rectangular grooves of the rotor located along an axis perpendicular to the cross section of the rotor, in which two or more rectangular grooves are made, in them there are vane pistons consisting of two parts, between which spacers are located springs. One part of the piston is hinged to the inside of the sections of the cylinder, and the other is equipped with a rotary head with seals, and its outer surface corresponds to the inner diameter of the sections of the cylinder. If it is necessary to increase the torque and engine power, one part of the piston equipped with a cylindrical head is connected to a cylindrical groove located on the corresponding inner surface of the sections of the cylinder, and simultaneously perform the functions of the pistons in the engine and the transmission mechanism of the torque from the cylinder to the rotor, or vice versa , from rotor to cylinder, depending on the design and purpose of the engine.

При жестком соединении цилиндра с ведущим валом двигателя, цилиндр вращается в корпусе, а так как цилиндр цилиндрическим пазом соединен с цилиндрической головкой шиберного поршня, то совместно с ним вращается вокруг своей оси ротор.When the cylinder is rigidly connected to the drive shaft of the engine, the cylinder rotates in the housing, and since the cylinder is connected to the cylindrical head of the slide piston by a cylindrical groove, the rotor rotates with it along its axis.

При жестком соединении ротора с ведущим валом и его шиберного поршня с цилиндрической головкой, соединенной с ограниченной подвижностью с цилиндрическим пазом цилиндра, момент вращения от вала ротора передается через цилиндрическую головку шиберного поршня, непосредственно цилиндру, который установлен в корпусе двигателя с возможностью одновременного вращения с ротором, с равной угловой скоростью вокруг двух параллельных осей ротора и цилиндра.When the rotor is rigidly connected to the drive shaft and its vane piston with a cylindrical head connected with limited mobility to the cylindrical groove of the cylinder, the moment of rotation from the rotor shaft is transmitted through the cylindrical head of the vane piston directly to the cylinder, which is installed in the motor housing with simultaneous rotation with the rotor , with equal angular velocity around two parallel axes of the rotor and cylinder.

Конструкция цилиндрического роторного двигателя позволяет ему работать без клапанного механизма газораспределения и механизма управления клапанами. Их функции выполняют каналы в корпусе двигателя, цилиндре и торцевых крышках: конструкция цилиндрического роторного двигателя позволяет использовать его в качестве компрессора, гидравлического или пневматического мотора или насоса.The design of a cylindrical rotary engine allows it to operate without a valve timing and valve control mechanism. Their functions are performed by channels in the engine housing, cylinder and end caps: the design of a cylindrical rotary engine allows it to be used as a compressor, hydraulic or pneumatic motor or pump.

На фигуре 1 изображен роторный двигатель по оси В-В на фигуре 3, на фигуре 2 - разрез по оси А-А на фигуре 1, на фигуре 3- разрез по оси Г-Г на фигуре 1, на фигуре 4 изображен роторный двигатель с приводным валом ротора, на фигуре 5 изображен роторный двигатель с цилиндрической головкой шиберного поршня.Figure 1 shows a rotary engine along the axis B-B in figure 3, figure 2 shows a section along the axis AA in figure 1, figure 3 shows a section along the axis G-G in figure 1, figure 4 shows a rotary engine with the drive shaft of the rotor, figure 5 shows a rotary engine with a cylindrical head of the vane piston.

Роторный двигатель содержит: корпус 1 в торцевых крышках 2,3 которого в подшипниках 4, уплотнениях 5 установлены цапфы 6,7, которые жестко соединены с ведущим валом и цилиндром 8, в котором выполненв две расточки 9,10 меньшего и большего диаметра, образующие две камеры, камеру впуска-сжатия 9 горючей смеси и камеру рабочего хода-выпуска отработанных газов 10, во внутренней части которых установлен двухступенчатый ротор 11, в котором установлены шиберные поршни контактирующие с внутренней поверхностью цилиндра, а ось ротора 11 расположена параллельно оси цилиндра 8, цапфы 12,13 установлены в подшипниках 14,15 в крышке 16, 17, ось 18 расположена на расчетном расстоянии от оси цапф 6,7 ротора. В секции впуска-сжатия горючей смеси 9 в левой стороне по ходу вращения установлен поршень 19 с поворотной головкой 20, пружиной 21, шатуном 22, цилиндрический паз 23 в корпусе цилиндра 8, каналы 24, 25 нагнетания топливной смеси, впускное окно 26, впускное окно 27 каналы 28, 29 подачи расширяющихся газов в рабочие полости, камера сгорания 30, расположена в корпусе 1, отверстие с резьбой 31 для свечи зажигания. Конструкция шиберного поршня 19 изображена на фигуре 5, позволяет произвести изготовление двигателя без поворотной головки 20 и шатуна 22, что улучшает герметичность секции впускасжатия горючей смеси и секции рабочего хода-выпуска отработанных газов, а также повышает надежность и конструктивность изготовления двигателя. п Роторный двигатель работает следующим образом: при вращении цапф 6,7, жестко соединенных с ведущим валом и цилиндром 8, шарнирный поршень 19 с головкой 20 приводит во вращение ротор 11, при их совместном вращении между внутренней поверхностью цилиндра 8, поверхностью ротора 11 поршня 19 и корпуса 1 образуется частичный вакуум, в который чепез впуск и каналы 24 горючая смесь всасывается в эту полость и при дальнейшем вращении нагнетается в камеру сгорания 30, где сжимается до степени сжатия 10 и более (конструкция двигателя допускает увеличение степени сжатия до 40, что обеспечивает его работу в качестве дизеля, компрессора, гидравлического или пневматического мотора или насоса) в этот момент свеча зажигания воспламеняет горючую смесь и газы расширяясь через канал 29 поступают в рабочую полость, воздействуют на поршень 19 с головкой 20, который одновременно воздействует на цилиндр 8 и поворачивает его и ротор почти на 180 градусов, и через выпускное окно 27 отработанные газы выбрасываются в атмосферу, далее цикл повторяется. спользование роторного двигателя в сравнении с известными имеет следующие имущества: высокий КПД двигателя за счет высокой конструктивной герметичности, предельной компактности, самоуравновешенности кинематического механизма, уникальной системы смазки, охлаждения, высокого крутящего момента, низкой удельной массы, высокой экономичности и малой токсичности, потенциальной возможности работы на любом углеводородном топливе, низкая трудоемкость изготовления и себестоимость, конструктивное модульное наращивание мощности путем параллельного или последовательного соединения нескольких таких двигателей, или при увеличении диаметра, длины цилиндра двигателя, причем конструкция двигателя позволяет исполдьзовать его в качестве компрессора, гидравлического или мпевматического мотора или насоса. Простая конструкция двигателя позволяет изготовить его в небольших мастерских, что дает возможность изготовить очень дешевый и неприхотливый к топливу двигатель для транспортных средств и других машин. f. c//..:i Л/4. ., .5т /г, в. fl,, ,/П. §г The rotary engine contains: a housing 1 in the end caps 2,3 of which are in bearings 4, seals 5 are mounted with trunnions 6,7, which are rigidly connected to the drive shaft and cylinder 8, in which two bores 9,10 of a smaller and a larger diameter are made, forming two chambers, the inlet-compression chamber 9 of the combustible mixture and the exhaust gas working-exhaust chamber 10, in the inner part of which a two-stage rotor 11 is installed, in which there are mounted gate pistons in contact with the inner surface of the cylinder, and the axis of the rotor 11 is parallel 8 about the cylinder axis, pins 12,13 mounted in bearings 14,15 in the cover 16, 17, axis 18 is located on the calculated distance from the axis rotor pins 6,7. In the inlet-compression section of the combustible mixture 9 on the left side, a piston 19 with a rotary head 20, a spring 21, a connecting rod 22, a cylindrical groove 23 in the cylinder body 8, channels 24, 25 for injecting the fuel mixture, an inlet window 26, an inlet window is installed 27 channels 28, 29 for supplying expanding gases to the working cavities, the combustion chamber 30, is located in the housing 1, a threaded hole 31 for the spark plug. The design of the slide piston 19 is shown in FIG. 5, which makes it possible to manufacture an engine without a rotary head 20 and a connecting rod 22, which improves the tightness of the inlet section of the combustible mixture and the section of the exhaust gas exhaust stroke, and also increases the reliability and constructiveness of the engine. n The rotary engine operates as follows: when the pins 6,7 rotate rigidly connected to the drive shaft and cylinder 8, the hinged piston 19 with the head 20 rotates the rotor 11, when they rotate together between the inner surface of the cylinder 8, the surface of the rotor 11 of the piston 19 and housing 1, a partial vacuum is formed in which, through the inlet and channels 24, the combustible mixture is sucked into this cavity and, with further rotation, is pumped into the combustion chamber 30, where it is compressed to a compression ratio of 10 or more (the engine design allows an increase in no compression up to 40, which ensures its operation as a diesel engine, compressor, hydraulic or pneumatic motor or pump) at this moment the spark plug ignites the combustible mixture and the gases expanding through the channel 29 enter the working cavity, act on the piston 19 with the head 20, which at the same time acts on the cylinder 8 and rotates it and the rotor by almost 180 degrees, and through the exhaust window 27, the exhaust gases are released into the atmosphere, then the cycle repeats. The use of a rotary engine in comparison with the known ones has the following properties: high engine efficiency due to high structural tightness, extreme compactness, self-balancing of the kinematic mechanism, a unique lubrication system, cooling, high torque, low specific gravity, high economy and low toxicity, potential operation on any hydrocarbon fuel, low manufacturing complexity and cost, constructive modular capacity increase by parallel integral or series connection of several of these engines, or with increasing diameter, length of the cylinder of the engine, and the design of the engine allows you to use it as a compressor, hydraulic or mpevmaticheskogo motor or pump. The simple design of the engine allows it to be manufactured in small workshops, which makes it possible to produce a very cheap and low-fuel engine for vehicles and other cars. f. c // ..: i L / 4. ., .5t / g, c. fl ,,, / P. § g

Claims

1. A cylindrical rotary engine containing a housing with two cylindrical bores, in which two oval-shaped rotors and two spring-loaded vane pistons are located, between which a gas distribution, cooling and lubrication engine is located, an opening for the spark plug, characterized in that the engine housing is installed the cylinder is rotatably rigidly connected to the drive shaft, two or more bores of one or different diameters in size are made in the inner part of the cylinder, in which on the axis of the parallel the cylinder axis is installed, with the possibility of rotation of a cylindrical or step-cylindrical shape, a rotor with a diameter less than the corresponding bores in the cylinder and contacting its surface with the inner surface of the cylinder bores and forms two or more sections of the inlet - compression of the combustible mixture and the exhaust stroke gases, and the inner surface of the cylinder section is pivotally connected to the upper part of the slide pistons installed in two or more rectangular grooves of the rotor made along the p axis of a perpendicular section of the rotor, in which there are two-part sliding pistons, between which spacer springs are located, moreover, in one part of the piston, the rotary head is pivotally connected to the inner part of the cylinder sections, and the other rotary head is in contact with the inner surface of the cylinder sections with its outer surface while the first part of the piston simultaneously performs the functions of the pistons in the engine and the transmission mechanism of the torque from the cylinder to the rotor or vice versa, depending from the purpose of the engine and its design, in the design of a cylindrical rotary engine, the functions of the gas distribution mechanism and valve control are performed by the windows and channels made in the body and cylinder of the engine.

2. The cylindrical rotary engine according to claim 1, characterized in that it is equipped with vane pistons with cylindrical heads connected with limited mobility to cylindrical grooves of the cylinder that transmit the torque from the rotor shaft through the cylindrical heads of the vane pistons to a cylinder mounted in the engine casing, with the possibility of simultaneous rotation together with the rotor and equal angular velocity around two parallel axes of the cylinder and rotor.