RU25549U1

RU25549U1 - GEAR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU25549U1
Application number: RU2001121236/20U
Authority: RU
Inventors: А.А. Рахманов; П.В. Кравчук; Алексей Викторович Коничев; Валентина Михайловна Коничева; Вячеслав Иванович Толмачев; Л.М. Каплярчук
Original assignee: 46 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации; Алексей Викторович Коничев; Вячеслав Иванович Толмачев
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2002-10-10

Abstract

Шестеренчатый двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены ведущая шестерня, находящаяся во внешнем зацеплении с ведомой шестерней, которые жестко закреплены ведущим и ведомым валами, отличающийся тем, что выполнен двумя или более секциями, снабженными общим приводным валом, на котором жестко закреплены приводные шестерни, причем ведущая шестерня секции впуска-сжатия горючей смеси соединена с ведомой шестерней секции рабочего хода-выпуска отработанных газов и жестко закреплена на ведущем валу, и выполняет функции ведущей шестерни, а ведомые шестерни этих секций установлены по отношению осей ведущих шестерен и приводного вала под углом 115, причем корпуса секций жестко соединены между собой, так же под углом 115, при установке на приводном валу большего количества секций порядок их установки повторяется, причем секции установлены так, чтобы выпускное окно секции впуска-сжатия было жестко и герметично соединено с впускным окном секции рабочего хода-выпуска, пространство, заключенное между этими окнами и секциями выполняет функции камеры сгорания; шестерни, изготовлены с увеличенной шириной и высотой зубьев, в которых по длине и боковых частей зубьев выполнены пазы в которые установлены Г-образные подпружиненные уплотнения, расположенные Г-образными сторонами в противоположные стороны и установлены через один или несколько зубьев, а два или более зуба, расположенные противоположно в каждой шестерне, установлены в пазах, выполненных в шестернях на всю длину зубьев и снабжены подпружиненными элементами и отверстиями в центральной части зубьев, служащимA gear internal combustion engine comprising a housing, in the cylindrical bores of which are placed the drive gear, which is in external engagement with the driven gear, which are rigidly fixed by the drive and driven shafts, characterized in that it is made of two or more sections equipped with a common drive shaft, which is rigidly drive gears are fixed, and the drive gear of the inlet-compression section of the combustible mixture is connected to the driven gear of the exhaust gas working-exhaust section and is rigidly fixed to driving the shaft, and performs the functions of the driving gear, and the driven gears of these sections are set in relation to the axes of the driving gears and the drive shaft at an angle of 115, and the section housings are rigidly interconnected, also at an angle of 115, when installing on the drive shaft more sections their installation is repeated, and the sections are installed so that the outlet window of the inlet-compression section is rigidly and tightly connected to the inlet window of the working-exhaust section, the space enclosed between these windows and sections is It has the functions of a combustion chamber; gears made with increased width and height of the teeth, in which along the length and lateral parts of the teeth grooves are made in which L-shaped spring-loaded seals are installed, located by L-shaped sides in opposite directions and installed through one or more teeth, and two or more teeth located opposite in each gear, are installed in grooves made in gears for the entire length of the teeth and equipped with spring-loaded elements and holes in the central part of the teeth serving

Description

200112t|36200112t | 36

in in

Шестеренчатый двигатель внутреннего сгорания.Gear internal combustion engine.

Полезная модель относится к двигателестроению к конструкциям роторных двигателей, гидродвигателей, пневмодвигателей, компрессоров и насосов. Известен роторный двигатель, патент № 1574549 Англия 1978г. (1), содержащий корпус с двумя цилиндрическими проточками, расположенными симметрично по горизонтальной оси. Внутри корпуса размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных щиберных поршня, между которыми расположен механизм газораспределения, приводимой при вращении 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 1тос1 пления 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.The invention relates to the construction of rotary engines, hydraulic motors, air motors, compressors and pumps. Known Англия England 1978. (1) comprising a housing with two cylindrical grooves located symmetrically on the horizontal axis. Inside the housing there are two oval-shaped rotors and two spring-loaded sliding pistons, between which there is a gas distribution mechanism driven by rotation of the roller chain and two gear sprockets mounted on each of the shafts. The disadvantages of this engine are: the laboriousness of the engine, the unreliable design of the gas distribution mechanism, insufficient time for the combustion gas to be mixed into 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 distance of the combustion chamber from rotor pistons, low efficiency.

Наиболее близким к предлагаемому решению является регулируемая гидромашина, авторское свидетельство СССР № 1195016 А 30.И.85г. бюл. № 44, которая содержит корпус, в цилиндрических расточках которого размещены подпружиненная ведущая шестерня, ведомый зубчатый элемент в виде шестерен разного диаметра, зубья ведущей шестерни сопряжены с зубчатым венцом внутреннего зацепления дополнительной ведущей шестерни, а ведомая шестерня меньшего диаметра сопряжена сдополнительной ведущей шестерней, конструкция гидромашины в режиме двигателя, аналогична шестеренчатому гидродвигателю.Closest to the proposed solution is an adjustable hydraulic machine, USSR copyright certificate No. 1195016 A 30.I.85g. bull. No. 44, which contains a housing, in the cylindrical bores of which a spring-loaded drive gear is placed, a driven gear element in the form of gears of different diameters, the teeth of the drive gear are mated with a gear ring of internal engagement of the additional drive gear, and the driven gear of a smaller diameter is coupled with an additional drive gear, the design of the hydraulic machine in engine mode, similar to a gear hydraulic motor.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение конструктивной герметичности и КПД двигателя, за счет выполнения двигателя шестеренчатым; 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 problem to which the claimed utility model is directed is to increase structural integrity and engine efficiency, due to the performance of the gear motor; the technical result achieved in this case is low specific gravity, increased torque, high economy and potential ability to work on 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.

Шестеренчатый двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены ведущая шестерня, находящаяся во внешнем зацеплении с ведомой шестерней, которые жестко закреплены с ведушим и ведомым валами, отличается в следующихA gear internal combustion engine comprising a housing, in the cylindrical bores of which are placed the driving gear, which is in external engagement with the driven gear, which are rigidly fixed to the driven and driven shafts, differs in the following

F 04 С 2/00F 04 C 2/00

существенных признаках: в основе шестеренчатого двигателя применен принцип шестеренчатого гидродвигателя. Новым в конструкции является то, что выполнен двигатель двумя или более секциями, снабженных одрим общим приводным валом, с которым жестко закреплены приводные шестерни, находящиеся в наружном зацеплении с ведомыми шестернями, аналогичной конструкции, каждая пара этих шестерен, установлена в цилиндрических расточках корпуса и образует обособленную секцию, одна из которых выполняет функции впуска-сжигания горючей смеси, а другая рабочего хода-выпуска расширяющихся газов, которые жестко соединены между собой под углом 115 градусов, причем ведущие щестерни секций жестко закреплены на общем приводном валу, а ведомые щестерни секции симметрично расположены от оси приводного вала в противоположные стороны и расположены оси ведомых шестерен к осям приводных шестерен под углом 115 градусов. Причем секции установлены так, чтобы выпускное окно секции впуска-сжатия жестко и герметично соединены с впускным окном секции рабочего хода-выпуска расщиряющихся газов, пространство выполненное между окнами секции выполняет функции камеры сгорания. При установке на приводном валу большего количества секций, порядок их установки повторяется. С целью увеличения степени сжатия горючей смеси и КПД двигателя, шестерни в двигателе изготовлены с увеличенной шириной и высотой зубьев, в корпусе которых по длине и ширине торцевой поверхности шестерен выполнены прямоугольные пазы с интервалом два или более зуба, в зубьях шестерен установлены Г-образные подпружиненные уплотнения, которые Г-образными сторонами установлены в противоположные стороны, в прямоугольные пазы шестерен установлены подпружиненные два или более зуба или в средней части подпружиненных зубьев выполнены отверстия, через них давление топливной смеси и расширяющихся газов, воздействует на подошву элементов зубьев и поджимает их к цилиндрическим расточкам секций. С целью увеличения герметичности, с обоих сторон шестерен установлены диски жестко закрепленные с ними.salient features: the principle of the gear hydraulic engine is applied at the heart of the gear motor. New in design is that the engine is made in two or more sections, equipped with a single common drive shaft, with which gears are rigidly fixed, which are in external engagement with driven gears of a similar design, each pair of these gears is mounted in cylindrical bores of the housing and forms a separate section, one of which serves as the intake-burning of the combustible mixture, and the other of the working stroke-release of expanding gases, which are rigidly interconnected at an angle of 115 degrees, and the driving gears of the sections are rigidly fixed to the common drive shaft, and the driven gears of the section are symmetrically located from the axis of the drive shaft in opposite directions and the axes of the driven gears to the axes of the driving gears are located at an angle of 115 degrees. Moreover, the sections are installed so that the outlet window of the inlet-compression section is rigidly and hermetically connected to the inlet window of the expanding gases working-exhaust section, the space made between the section windows acts as a combustion chamber. When installing a larger number of sections on the drive shaft, the installation procedure is repeated. In order to increase the compression ratio of the combustible mixture and the engine efficiency, the gears in the engine are made with increased width and height of the teeth, in the case of which rectangular grooves are made along the length and width of the end surface of the gears with an interval of two or more teeth, L-shaped spring-loaded gears are installed in the gear teeth seals, which are set in the opposite directions by the L-shaped sides, two or more spring-loaded teeth are installed in the rectangular grooves of the gears, or holes are made in the middle part of the spring-loaded teeth I, through them the pressure of the fuel mixture and the expanding gases acts on the flange and biases the teeth elements of a cylindrical bore sections. In order to increase the tightness, disks rigidly fixed with them are installed on both sides of the gears.

На фигуре 1 изображен общий вид щестеренчатого роторного двигателя, на фигуре 2 разрез по оси А-А на фигуре 1, на фигуре 3 разрез по оси В-В на фигуре 2, на фигуре 4 разрез по оси Г-Г на фигуре 1, на фигуре 5 шестерни 5 и 6 выполнены с подпружиненными зубьями 10.The figure 1 shows a General view of the gear rotary engine, in figure 2 a section along the axis AA in figure 1, in figure 3 a section along the axis BB in figure 2, in figure 4 a section along the axis G-G in figure 1, on figure 5 gears 5 and 6 are made with spring-loaded teeth 10.

Шестеренчатый роторный двигатель содержит: корпус 1 с рубашкой охлаждения, секцию 2 впуска-сжатия горючей смеси жестко соединенную с секцией 3 рабочего хода-выпуска газов, и расположены они под углом 115 градусов по отношению оси приводного вала 4 к осям ведомых шестерен секции, ведущие шестерни 5, жестко соединенные с приводным валом 4 и дисками, жестко соединенными с шестернями 5, ведомые шестерни 6, жестко соединенные с дисками и ведомым вапом, подшипники 7 с уплотнениями, ведомый вал 8, Г-образные уплотнения 9, подпружиненные зубья 10 шестерен 5 и 6, впускное окно 11 и выпускноеThe gear rotary engine contains: a housing 1 with a cooling jacket, a section 2 for the inlet-compression of the combustible mixture rigidly connected to the section 3 of the working stroke-exhaust gas, and they are located at an angle of 115 degrees with respect to the axis of the drive shaft 4 to the axes of the driven gears of the section, pinion gears 5, rigidly connected to the drive shaft 4 and the disks rigidly connected to the gears 5, driven gears 6, rigidly connected to the disks and driven vap, bearings 7 with seals, driven shaft 8, L-shaped seals 9, spring-loaded teeth 10 of gears 5 6, the inlet port 11 and an outlet

-5 -5

окно 12, обе секции герметично и жестко соединенные между собой образуют камеру сгорания, рубашка охлаждения 13, насос 14 для смазки узлов двигателя, генератор и электронное зажигание 15, крыльчатка 16 вентилятора охлаждения, кожух 17, диски 18 и 19, отверстия 20 в центральной части зубьев, камера сгорания 21.window 12, both sections hermetically and rigidly interconnected form a combustion chamber, a cooling jacket 13, a pump 14 for lubricating engine assemblies, a generator and electronic ignition 15, an impeller 16 of the cooling fan, a casing 17, disks 18 and 19, holes 20 in the central part teeth, combustion chamber 21.

Шестеренчатый роторный двигатель работает следующим образом: при вращении роторного вала 4 ведущая щестерня 5, жестко соединенная с валом 4 гфиводит во вращение ведомую щестерню 6 в секции 2 впускасжатия горючей смеси, горючая смесь через впускное окно 11 всасывается между зубьями щестерен 5 и 6 и корпусом 1 секции и через выпускное окно 12 нагнетается в камеру сгорания ( на чертеже не показано) сжатая смесь в камере воспламеняется, открывается впускной клапан и расщиряющиеся газы поступают в впускное окно 11 секции 3 рабочего хода-выпуска расширяющихся газов и проворачивают обе шестерни 5 и 6 на угол около 360 градусов, и через выпускное окно 12, глушитель и в атмосферу, а так как шестерни 5 жестко соединены с приводным валом 4, то вал поворачивается так же на угол около 360 градусов, далее цикл повторяется.The gear rotary engine operates as follows: when the rotor shaft 4 rotates, the driving gear 5, rigidly connected to the shaft 4, rotates the driven gear 6 in the intake section 2 of the combustible mixture, the combustible mixture is sucked through the inlet window 11 between the teeth of the gears 5 and 6 and the housing 1 section and through the exhaust window 12 is injected into the combustion chamber (not shown) the compressed mixture in the chamber ignites, the inlet valve opens and expanding gases enter the inlet window 11 of the expansion stroke section 3 3 gas and rotate both gears 5 and 6 through an angle of about 360 degrees, and through the exhaust window 12, the muffler and into the atmosphere, and since gears 5 are rigidly connected to the drive shaft 4, the shaft rotates also through an angle of about 360 degrees, then the cycle repeats.

Использование роторного двигателя в сравнении с известными, имеет следуюпще преимз дества: 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 увеличения диаметра или Длины цилиндра двигателя; причем конструкция двигателя позволяет использовать его в качестве компрессора, гидравлического или йневматического мотора или насоса. Простая конструкция двигателя позволяет изготовить его в небольших мастерских, что дает возможность изготовить очень дешевый и неприхотливый к топливу двигатель для народных автомобилей и других машин, в которых остро нуждается промышленность, сельское хозяйство и население Республики Беларусь.The use of a rotary engine in comparison with the known ones has the following advantages: 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 work on any hydrocarbon fuel; low labor input and cost; constructive modular capacity increase by parallel or series connection of several such engines, or by increasing the diameter or length of the engine cylinder; moreover, the design of the engine allows you to use it as a compressor, hydraulic or non-pneumatic motor or pump. The simple design of the engine allows it to be manufactured in small workshops, which makes it possible to manufacture a very cheap and unpretentious engine for fuel for folk cars and other cars, which are urgently needed by industry, agriculture and the population of the Republic of Belarus.

fi.&. „ fi. &. „

iOOf/ B бiOOf / B b

fl.ft. РалмлноЁ fl.ft. Ralmlnoe

Claims

A gear engine of internal combustion, comprising a housing, in the cylindrical bores of which a drive gear is located, which is in external engagement with the driven gear, which are rigidly fixed by the drive and driven shafts, characterized in that it is made of two or more sections equipped with a common drive shaft, on which is rigidly drive gears are fixed, and the drive gear of the inlet-compression section of the combustible mixture is connected to the driven gear of the exhaust gas working-exhaust section and is rigidly fixed to driving the shaft, and performs the functions of the drive gear, and the driven gears of these sections are set in relation to the axes of the drive gears and the drive shaft at an angle of 115 ^o , and the section housings are rigidly interconnected, also at an angle of 115 ^o , when installing a larger number on the drive shaft of sections, the order of their installation is repeated, and the sections are installed so that the outlet window of the inlet-compression section is rigidly and hermetically connected to the inlet window of the stroke-outlet section, the space enclosed between these windows and the sections fulfills the functions of a combustion chamber; gears made with increased width and height of the teeth, in which along the length and lateral parts of the teeth grooves are made in which L-shaped spring-loaded seals are installed, located by L-shaped sides in opposite directions and installed through one or more teeth, and two or more teeth located opposite in each gear, are installed in grooves made in gears for the entire length of the teeth and are equipped with spring-loaded elements and holes in the central part of the teeth, which serve to clamp these teeth to rpusu fuel mixture pressure force and expanding gases, on both sides gear wheels mounted fixedly attached to them.