RU2529614C2 - Spherical rotary-wave engine with controlled parameters - Google Patents
Spherical rotary-wave engine with controlled parameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529614C2 RU2529614C2 RU2012121003/06A RU2012121003A RU2529614C2 RU 2529614 C2 RU2529614 C2 RU 2529614C2 RU 2012121003/06 A RU2012121003/06 A RU 2012121003/06A RU 2012121003 A RU2012121003 A RU 2012121003A RU 2529614 C2 RU2529614 C2 RU 2529614C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- cavity
- housing
- rotor
- chamber
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в автомобильном, газопроводном и нефтепроводном транспорте.The invention relates to the field of engineering, in particular to engine building, and can be used in automobile, gas and oil transportation.
Известны роторно-волновые двигатели внутреннего сгорания, например роторно-волновой двигатель (патент России № 2155272) - объемная прямоточная машина, в которой установленный с минимальным зазором ротор совершает угловые колебания, образуя волны, перекатывающиеся по поверхности корпуса в компрессорном и расширительном отсеках. Однако потребность минимальных зазоров ограничивают его применение.Rotary-wave internal combustion engines are known, for example, a rotary-wave engine (Russian patent No. 2155272) is a volumetric direct-flow machine in which a rotor installed with a minimum gap performs angular oscillations, forming waves rolling over the housing surface in the compressor and expansion compartments. However, the need for minimum clearances limit its use.
Наиболее близким аналогом является роторно-волновой двигатель внутреннего сгорания (патент России № 2304225), содержащий секции со спиралеобразными полостями и размещенными в них качающимися спиральными лопатками. Однако отсутствие возможности управления параметрами снижает его энергоэффективность.The closest analogue is the rotary wave internal combustion engine (Russian patent No. 2304225), containing sections with spiral cavities and swinging spiral blades placed in them. However, the inability to control parameters reduces its energy efficiency.
Целью изобретения является повышение энергоэффективности.The aim of the invention is to increase energy efficiency.
Сущность изобретения достигается тем, что двигатель, содержащий компрессорный и расширительный отсеки, каждый из которых оснащен качающимся в корпусе ротором, установленным шарнирно на пальце кривошипа, закрепленном на вращающемся в опорах корпуса валу, который в расширительном отсеке соединен с потребителем механической энергии, полостью, выполненной в корпусе, лопаткой, качающейся в ней, размещенной на роторе, отсекающей точками контакта своих поверхностей с поверхностями полости смещающиеся вдоль нее волнообразные объемы газа, топливную систему с встроенными в камеру сгорания форсунками и свечу зажигания. Поверхности, ограничивающие полость, а также лопатку, выполнены в радиальном направлении сферическими, а в осевом направлении коническими, кривошип на валу установлен под углом, а с точкой пересечения осей кривошипа и вала совпадают центры сферических и вершины конических поверхностей, вал компрессорного отсека соединен с валом привода, снабженного регулятором частоты вращения, топливная система снабжена регулятором подачи топлива в камеру сгорания.The invention is achieved in that the engine containing the compressor and expansion compartments, each of which is equipped with a rotor swinging in the housing, mounted pivotally on the crank pin, mounted on a shaft rotating in the bearings of the housing, which in the expansion compartment is connected to a consumer of mechanical energy, a cavity made in the body, with a blade swinging in it, placed on the rotor, cutting off the points of contact of its surfaces with the surfaces of the cavity, wave-like volumes of gas moving along it, top a drain system with nozzles built into the combustion chamber and a spark plug. The surfaces bounding the cavity, as well as the blade, are made spherical in the radial direction and conical in the axial direction, the crank on the shaft is set at an angle, and the centers of the spherical and the top of the conical surfaces coincide with the intersection point of the crank and shaft axes, the compressor compartment shaft is connected to the shaft drive equipped with a speed controller, the fuel system is equipped with a controller for supplying fuel to the combustion chamber.
По второму варианту в двигателе установлена секция потребителя механической энергии, например нагнетателя газа, оснащенная выполненной в корпусе полостью, заполненной нагнетаемым материалом, и лопаткой, качающейся в ней, размещенной на роторе расширительного отсека, отсекающей точками контакта сферических и винтовых конических поверхностей волнообразные объемы материала, смещающиеся в полости от окна, связывающего полость с магистралью низкого давления, к окну, связывающему полость с магистралью высокого давления.According to the second option, a section of a consumer of mechanical energy is installed in the engine, for example, a gas blower, equipped with a cavity filled in the housing filled with injection material, and a blade swinging in it, placed on the rotor of the expansion compartment, cutting off the contact points of spherical and helical conical surfaces with undulating volumes of material, displaced in the cavity from the window connecting the cavity to the low pressure line to the window connecting the cavity to the high pressure line.
На фиг.1 представлен двигатель в разрезе, на фиг.2 - двигатель в разрезе по второму варианту, на фиг.3 - коническое зубчатое зацепление, на фиг.4 - схема формирования конической поверхности, на фиг.5 - коническая поверхность, на фиг.6 - схема контактирования двух конических поверхностей.In Fig. 1, a cross-sectional engine is shown, in Fig. 2 is a cross-sectional engine in a second embodiment, in Fig. 3 is a bevel gearing, in Fig. 4 is a diagram for forming a conical surface, in Fig. 5 is a conical surface, in Fig. .6 is a diagram of the contacting of two conical surfaces.
Двигатель включает в себя компрессорный и расширительный отсеки. В компрессорном отсеке в корпусе 1 выполнена винтовая полость 2. На роторе 3 закреплена винтовая лопатка 4, качающаяся в полости 2 посредством кривошипа 5. В расширительном отсеке в корпусе 1 выполнена винтовая полость 6. На роторе 7 закреплена винтовая лопатка 8, качающаяся в полости 6 посредством кривошипа 9. Роторы 3 и 7 размещены шарнирно на кривошипах 5 и 9, установленных под углом на вращающихся в опорах корпуса валах. С помощью конических зубчатых зацеплений с одинаковым числом зубьев колес роторы 3 и 7, а также лопатки 4 и 8 качаются в корпусе относительно точек Ок и Ор пересечения кривошипов 5 и 9 с их валами. Полости 2 и 6, а также лопатки 4 и 8 ограничены в радиальном направлении сферическими поверхностями М, а в осевом направлении коническими поверхностями G. Вершины конических поверхностей и центры сферических поверхностей совпадают с соответствующими точками пересечения осей Ок и Ор. Полости 2 и 6 соединены с камерой сгорания 10, оснащенной топливными форсунками и свечой зажигания. Топливная система оснащена регулятором 11 подачи топлива в камеру сгорания. Полость 2 снабжена впускным окном 12, а полость 6 снабжена выпускным окном 13. Двигатель снабжен приводом 14 с регулятором частоты вращения, вал которого соединен с валом компрессорного отсека. Сопряженные сферические М и конические G поверхности полостей 2 и 6 и лопаток 4 и 8 замыкают волнообразные объемы воздуха в компрессорном отсеке и волнообразные объемы газа в расширительном отсеке, которые сдвигаются по винтовым полостям. Конические поверхности, ограничивающие замкнутые объемы, являются активными, передающими распределенное давление газов на вал расширительного отсека потребителю механической энергии. С целью продолженного горения в расширительном отсеке может быть установлено в корпусе несколько секций с подобными полостями, соединенными промежуточными каналами, и качающимися в них лопатками, объединенными общим ротором.The engine includes compressor and expansion compartments. A
Начальные условия получения конической поверхности. Шар с центром в точке О установлен в системе XYZ. Режущая кромка резца размещена в локальной системе координат xyz, начало координат которой совпадает с центром шара О, а режущая кромка совпадает с осью Oz. Плоскость xOz равномерно вращается со скоростью ω относительно оси Ох (Оx1, Оx2, Ох3...) и с ускорением е вращается относительно оси Oz (Ozl, Oz2, Oz3...). Режущая кромка, оставаясь привязанной своим концом к центру О, формирует на шаре коническую поверхность G с вершиной в точке О и очерчивает на сферической поверхности М направляющую линию (1-2-3). По таким же условиям выполняется коническая поверхность на роторе. Направляющая линия (1е-2е-3е) на роторе эквидистантна линии, с точками (1-2-3) на корпусе. Построенные на основе таких винтовых направляющих конусы касаются по их общей образующей и контактируют без зазора и проскальзывания.Initial conditions for obtaining a conical surface. A ball centered at point O is installed in the XYZ system. The cutting edge of the cutter is located in the local coordinate system xyz, the origin of which coincides with the center of the ball O, and the cutting edge coincides with the axis Oz. The xOz plane uniformly rotates with speed ω relative to the Ox axis (Ox1, Ox2, Ox3 ...) and with acceleration e rotates relative to the Oz axis (Ozl, Oz2, Oz3 ...). The cutting edge, remaining tied with its end to the center O, forms a conical surface G with a vertex at the point O on the ball and outlines a guide line (1-2-3) on the spherical surface M. Under the same conditions, a conical surface on the rotor is satisfied. The guide line (1e-2e-3e) on the rotor is equidistant to the line, with dots (1-2-3) on the body. Cones built on the basis of such helical guides touch their common generatrix and contact without gap or slipping.
По второму варианту в двигателе установлена секция потребителя механической энергии, например нагнетателя газа или жидкости, которая связана с секцией расширительного отсека. В корпусе 1 выполнена винтовая полость 15, ограниченная в радиальном направлении сферическими поверхностями М, а в осевом направлении коническими поверхностями G. В полости 15 выполнена винтовая лопатка 16, ограниченная в радиальном направлении сферическими поверхностями М, а в осевом направлении коническими поверхностями G. Вершины конических поверхностей и центры сферических поверхностей совпадают с точкой пересечения осей вращающегося в опорах корпуса вала, и кривошипа 9, установленного на нем под углом. Лопатка 16 потребителя мощности жестко связана с ротором 7 расширительного отсека посредством поводка 17. Сопряженные конические и сферические поверхности полости 15 и лопатки 16 замыкают волнообразные объемы нагнетаемого продукта, например газообразного или жидкого, и сдвигают их по полости 15 от окна 18 магистрали низкого давления к окну 19 магистрали высокого давления.According to the second embodiment, a section of a consumer of mechanical energy is installed in the engine, for example, a gas or liquid supercharger, which is connected to the section of the expansion compartment. In the
Работает двигатель следующим образом. Включается привод 14. Связанный с ним вал компрессорного отсека вращается в опорах корпуса 1 с установленной регулятором скоростью. Ротор 3 с помощью зубчатого зацепления качается на кривошипе 5 вала относительно центра Ок. Размещенная на роторе лопатка 4 качается в полости 2. В полости 2 лопаткой 4 отсекаются волнообразные объемы воздуха, которые при колебании лопатки сдвигаются от окна 12 в сторону камеры сгорания 10. Несколько оборотов вала приводит к наполнению камеры сгорания воздухом и созданию в ней достаточного давления. В камеру сгорания через форсунки подается поток топлива, скорость которого и количество устанавливается регулятором подачи 11. Путем изменения частоты вращения привода 14 и скорости подачи количества топлива регулятором 11 добиваются обеднения или обогащения смеси. Полученная смесь топлива и воздуха поджигается свечой зажигания. Газы от сгорающей смеси создают на активных поверхностях полости 6 и лопатки 8 суммарную составляющую силы и подобно турбине на валу 9 крутящий момент. Давление газов, при сгорании смеси, в камере сгорания возрастает, возрастает и степень сжатия вновь поступающей смеси. Высокое давление газов и высокие температуры горения создают условия для воспламенения вновь поступающих порций смеси. Горение смеси становится устойчивым и прекращается с прекращением подачи топлива. Свеча зажигания необходима для начального воспламенения. Ввиду небольших размеров полости 2 компрессорного отсека противодействие расширяющихся газов поступлению воздуха незначительно.The engine operates as follows. The
По второму варианту двигатель позволяет передать потребителю потенциальную энергию давления сгорающего топлива без промежуточных механических устройств. Так же, как в первом варианте работают компрессорный и расширительный отсеки и создается давление в полости 6 расширительного отсека. Нагнетаемый материал в виде волновых объемов заключен между коническими G и сферическими М стенками полостей 15 и лопаток 16. Давление газов через активные конические поверхности жестко соединенных с помощью поводка 17 лопаток 8 и 16 направлено на материал, размещенный в волновых объемах полости 15 потребителя энергии. По сути, давление газов без промежуточных механических передач создает давление на материал, заполняющий полость 15, и направлено на нагнетание материала из магистрали низкого давления и окна 18 в магистраль высокого давления через окно 19. Все остальные узлы и механизмы, при такой передаче потенциальной энергии давления, не подвержены большим нагрузкам и несут в себе потери мощности для собственных нужд управления. Возможно одновременное использование двух путей передачи энергии: по первому и второму вариантам.According to the second option, the engine allows the consumer to transfer the potential pressure energy of the combusting fuel without intermediate mechanical devices. As in the first embodiment, the compressor and expansion compartments work and pressure is created in the
В изобретении устранены зазоры между контактирующими активными поверхностями. Площадь активных поверхностей значительно превосходит площадь пассивных поверхностей, тем самым создаются условия для повышения энергоэффективности. Устранено проскальзывание активных винтовых конических поверхностей. Возможно управление начальными параметрами рабочего тела, такими как степенью сжатия, обеднением или обогащением, скоростью формирования топливной смеси. Сгорание смеси происходит при высоком начальном давлении. Путем изменения входных параметров появилась возможность управления выходными параметрами - скоростью, мощностью. Возможно выполнение условия продолженного горения. Предложена передача потенциальной энергии давления газов на материал потребителя, без промежуточных механических преобразователей, например при нагнетании или перекачке жидкости или газа.The invention eliminated the gaps between the contacting active surfaces. The area of active surfaces significantly exceeds the area of passive surfaces, thereby creating conditions for increasing energy efficiency. Fixed slippage of active helical conical surfaces. It is possible to control the initial parameters of the working fluid, such as the degree of compression, depletion or enrichment, the rate of formation of the fuel mixture. The combustion of the mixture occurs at high initial pressure. By changing the input parameters, it became possible to control the output parameters - speed, power. It is possible to fulfill the conditions of continued combustion. The transfer of the potential energy of gas pressure to the consumer’s material is proposed, without intermediate mechanical transducers, for example, during injection or pumping of a liquid or gas.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121003/06A RU2529614C2 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Spherical rotary-wave engine with controlled parameters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121003/06A RU2529614C2 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Spherical rotary-wave engine with controlled parameters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012121003A RU2012121003A (en) | 2013-11-27 |
RU2529614C2 true RU2529614C2 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=49624979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012121003/06A RU2529614C2 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Spherical rotary-wave engine with controlled parameters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2529614C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB191108227A (en) * | 1911-04-01 | 1912-05-01 | Wazlaw Glasgow | Improvements in and relating to Rotary Engines. |
RU2155272C1 (en) * | 1999-07-13 | 2000-08-27 | Седунов Игорь Петрович | Rotary-wave engine |
RU2304225C2 (en) * | 2005-07-08 | 2007-08-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Псковский Государственный Политехнический Институт" | Rotary wave engine |
RU2373400C2 (en) * | 2007-12-10 | 2009-11-20 | Дмитрий Александрович Рубанов | Double-auger unit of movable working chambers of mechanical compression or using pressure of liquid and/or gaseous working body, method of producing spherical helical wall of spherical auger of double-auger unit |
-
2012
- 2012-05-22 RU RU2012121003/06A patent/RU2529614C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB191108227A (en) * | 1911-04-01 | 1912-05-01 | Wazlaw Glasgow | Improvements in and relating to Rotary Engines. |
RU2155272C1 (en) * | 1999-07-13 | 2000-08-27 | Седунов Игорь Петрович | Rotary-wave engine |
RU2304225C2 (en) * | 2005-07-08 | 2007-08-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Псковский Государственный Политехнический Институт" | Rotary wave engine |
RU2373400C2 (en) * | 2007-12-10 | 2009-11-20 | Дмитрий Александрович Рубанов | Double-auger unit of movable working chambers of mechanical compression or using pressure of liquid and/or gaseous working body, method of producing spherical helical wall of spherical auger of double-auger unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012121003A (en) | 2013-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10920662B2 (en) | Compound cycle engine | |
US9926843B2 (en) | Compound cycle engine | |
US8950377B2 (en) | Hybrid internal combustion engine (variants thereof) | |
JP2009504970A (en) | Wankel rotary engine and similar rotary engine improvements | |
US9896990B2 (en) | Internal combustion engine with port communication | |
JP2008025582A (en) | Boosting system and its device | |
JP2013527355A (en) | Rotating piston steam engine with balanced rotary variable intake cutoff valve and second expansion with no back pressure in the first expansion | |
CA2933112C (en) | Compound cycle engine | |
RU2529614C2 (en) | Spherical rotary-wave engine with controlled parameters | |
US10393014B2 (en) | Engine assembly with exhaust pipe nozzle | |
RU2643274C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
CN105443242A (en) | Pressure injection rotor engine | |
US7621254B2 (en) | Internal combustion engine with toroidal cylinders | |
US8511277B2 (en) | “Turbomotor” rotary machine with volumetric expansion and variants thereof | |
JP2009517600A (en) | Rotary motor using intermittent rotor motion | |
CN101526012A (en) | Radial power rotor engine | |
RU2482299C2 (en) | Rotary wave engine | |
CN110546359A (en) | mechanism with rotating vanes | |
EP2762675A1 (en) | Internal combustion rotary engine | |
JP2017002897A (en) | Even number roller rotary engine | |
US9708975B2 (en) | Oscillating rotary engine | |
RO129731B1 (en) | Method for producing mechanical work and rotary heat engine for applying said method | |
SE2000002A1 (en) | Pipe piston (for internal combustion engines) | |
RU2597351C2 (en) | Internal combustion engine | |
CN101691848B (en) | Radial work rotor engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150523 |