RU2643280C2 - Роторный двигатель с зубчатой передачей, работающей на сжимаемой среде - Google Patents

Роторный двигатель с зубчатой передачей, работающей на сжимаемой среде Download PDF

Info

Publication number
RU2643280C2
RU2643280C2 RU2016112573A RU2016112573A RU2643280C2 RU 2643280 C2 RU2643280 C2 RU 2643280C2 RU 2016112573 A RU2016112573 A RU 2016112573A RU 2016112573 A RU2016112573 A RU 2016112573A RU 2643280 C2 RU2643280 C2 RU 2643280C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotating
axis
cavity
piston
stator
Prior art date
Application number
RU2016112573A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016112573A (ru
Inventor
Иржи ДВОРЖАК
Original Assignee
Иржи ДВОРЖАК
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иржи ДВОРЖАК filed Critical Иржи ДВОРЖАК
Publication of RU2016112573A publication Critical patent/RU2016112573A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2643280C2 publication Critical patent/RU2643280C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/008Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for rotary or oscillating-piston machines or engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/063Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
    • F01C1/077Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having toothed-gearing type drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/10Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F01C1/104Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/02Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing of toothed-gearing type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08Rotary pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/106Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with a radial surface, e.g. cam rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к конструкции роторного двигателя с зубчатой передачей для использования привода сжимаемой среды. Двигатель содержит статор (1), содержащий по меньшей мере две треугольные полости (12), уплотненные относительно окружающей среды и содержащие закругленные вершины, из которых в каждую проведен по меньшей мере один канал (41) для входа и выхода сжимаемой среды. В каждую полость (12) вставлен вращающийся поршень (2) с эллиптическим поперечным сечением так, что его продольная ось (Op) параллельна оси (Oc) вращающегося элемента (7), смещена относительно продольной оси (Os) полости (12) на величину эксцентриситета для обеспечения планетарного движения поршня (2), то есть во время перемещения оси (Op) поршня (2) вдоль окружности с радиусом, равным эксцентриситету. Взаимное соединение поршней (2) с приводимым в движение механизмом осуществляется посредством вывода следящих штырей (21) поршней (2) за пределы полостей (12), где они снабжены вращающимися шестернями (6), которые взаимно соединены с элементом (7), соединенным с приводимым в движение механизмом. Изобретение направлено на создание простого роторного двигателя с минимальным количеством деталей с высокой эксплуатационной эффективностью и надежностью. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к конструкции роторного двигателя с зубчатой передачей для использования привода сжимаемой среды, в частности к двигателю, приводимому в действие посредством сжимаемого газа или пара.
Уровень техники
В настоящее время общеизвестны конструкции классических воздушных или паровых двигателей, содержащих кривошипно-шатунный механизм и поршень, совершающий возвратно-поступательное движение, недостатком которых являются потери энергии при изменении направления движения поршня. Подобными решениями являются также двигатели, в которых кривошипная система заменена скошенной пластиной. Другие известные решения роторных пневматических двигателей используют эксцентрическую установку ротора и использование подвижных уплотнительных пластинок, как это описано, например, в документах US 5174742, JP 11173101 или JP 7247949. В данных решениях для передачи энергии используется не вся траектория вращения, что приводит к уменьшению общего КПД. Такие двигатели работают в области высокой частоты вращения при большем расходе сжимаемых сред, малом гироскопическом моменте и сроке службы уплотнительных пластин.
Другими известными решениями являются системы роторных пневматических двигателей с двумя или более профилированными роторами, которые при вращении образуют переменные гибкие рабочие пространства, как, например, в конструкциях в соответствии с документами JP 6017601, CS 173441, CZ 296486 или US 4797077. При таких решениях также невозможно использовать всю траекторию вращения для передачи энергии. Недостатками являются также большие площади, которые необходимо уплотнять, а также больший общий вес двигателей при большой трудоемкости.
Наконец, существуют известные решения систем с вращающимися поршнями, которые соединены с двумя или более эксцентриковыми втулками, управление перемещением которых осуществляется при помощи шестерен, как это описано, например, в документах US 3221664, US 1700038 или WO 91/14081. Данные системы используют всю траекторию вращения, но за счет большей сложности конструкции и трудоемкости. Существует также известное решение в соответствии с документом WO 2010012245, который происходит из патента CZ 302294 и который описывает роторный двигатель для сжимаемых сред, который содержит ротор и статор, установленные между двумя взаимосвязанными и параллельно расположенными опорными плитами, которые приспособлены для установки двухстороннего кривошипа ротора, на котором установлен вращающийся поршень, который установлен в камере статора, которая снабжена уплотнительными крышками. Вращающийся поршень данного двигателя имеет эллиптическое поперечное сечение и установлен в симметрично профилированной треугольной камере, которая содержит закругленные вершины, каждая из которых содержит по меньшей мере один канал для входа и выхода сжимаемой среды, при этом к одной из упомянутых опорных плит на приводном валу установлена центральная шестерня, по периметру которой равномерно распределены три сателлитные шестерни, которые прочно установлены на упомянутых втулках, поворотно закрепленных в опорных плитах и соединенных со статором при помощи следящих штырей, прикрепленных к статору с эксцентриситетом относительно осей втулок. Недостатком данного решения является довольно сложная конструкция двигателя, которая содержит много конструктивных деталей и опорных элементов, включая подшипники и сателлитные шестерни с эксцентрическими следящими штырями, и при этом повышенная сложность изготовления при высоких требованиях к точности исполнения взаимно зацепляющихся деталей.
Задачей настоящего изобретения является создание совершенно новой и простой конструкции роторного двигателя с минимальным количеством движущихся трудоемких деталей с высокой эксплуатационной эффективностью и надежностью, который усовершенствует решение двигателя в соответствии с документом CZ 302294 и в основном устраняет все недостатки, обнаруженные во время эксплуатационных испытаний.
Сущность изобретения
Упомянутая задача достигается посредством изобретения, которое представляет собой роторный двигатель с зубчатой передачей для использования сжимаемых сред, который содержит статор, который содержит по меньшей мере одну, предпочтительно две треугольные полости, которые уплотнены относительно окружающей среды и которые содержат закругленные вершины, из которых в каждую из них проведен по меньшей мере один канал для входа и выхода сжимаемой среды, причем в каждую полость вставлен вращающийся поршень с эллиптическим поперечным сечением таким образом, что его продольная ось, которая параллельна оси вращающегося элемента, смещена относительно продольной оси внутренней полости статора на величину эксцентриситета, чтобы обеспечить планетарное движение вращающегося поршня, то есть во время перемещения продольной оси вращающегося поршня вдоль окружности с радиусом эксцентриситета. Сущность изобретения состоит в том, что взаимосвязь вращающихся поршней с приводимым в движение механизмом достигается посредством выведения следящих штырей вращающихся поршней из полостей статора, где они взаимосвязаны с зубчатым эллиптическим вращающимся элементом, который соединен с приводимым в движение механизмом.
В предпочтительном решении форма полости статора образована таким образом, что она состоит из трех симметричных частей, закругленные вершины которых разнесены на 120° и образованы на радиусе (Rv) описанной окружности, который имеет величину
Rv=a+e,
где а - длина большой полуоси эллипса вращающегося поршня, а е - эксцентриситет, который определяется смещением оси полости статора и оси вращения вращающегося поршня, при этом не только закругление вершин полости соответствует закруглению вращающегося поршня, но также стенки полости, которые расположены напротив упомянутых вершин, образованы на радиусе Rs вписанной окружности, который имеет величину
Rs=b+e,
где b - длина малой полуоси эллипса вращающегося поршня, а е - эксцентриситет, а также переходные участки поверхности полости между вершинами и стенками образованы огибающей кривой движущегося вращающегося поршня.
Предпочтительно также, когда вращающаяся шестерня и эллиптический вращающийся элемент по размерам выполнены так, что радиус (kr) промежуточной окружности шестерни имеет величину, которая соответствует величине (Rs), измененной для выбранного модуля зубчатой передачи с четным количеством зубьев, при этом эллиптический вращающийся элемент имеет такое же количество зубьев, как и шестерня, и он образован так, что между большой полуосью (ar) промежуточного эллипса, малой полуосью (br) промежуточного эллипса и эксцентриситетом (е) существует зависимость
ar=br+2e,
при том, что величина большой оси (ar) промежуточного эллипса определяется выбранным радиусом (kr) промежуточной окружности и эксцентриситетом (е) в соответствии с уравнением
ar=kr+e,
и расстояние (t) оси вращения вращающегося элемента от продольной оси полости статора имеет величину
t=kr+ar-e.
Наконец, предпочтительно, когда положение зубчатого зацепления на вращающихся шестернях и эллиптическом вращающемся элементе осуществляется таким образом, что когда большая полуось (ar) и также малая полуось (br) находящегося в зацеплении вращающегося элемента приходят в положение, параллельное соединению (So) осей полостей, большие полуоси (а) вращающихся поршней взаимно повернуты на 45°.
При данном новом решении двигателя обеспечивается максимальное использование перемещения двух взаимно повернутых вращающихся поршней, и при их соединении с приводным зубчатым эллиптическим вращающимся элементом для прямой передачи гироскопического момента за один оборот вращающегося поршня получается шесть входящих импульсов сжимаемой среды, которые к тому же взаимно перекрываются. При этом также обеспечивается динамическая балансировка движения вращающихся поршней и также полное перекрытие отдельных входных импульсов сжимаемой среды, когда за один оборот приводного зубчатого вращающегося элемента получается 12 таких импульсов. При этом рабочий ход вращающегося поршня используется идеально и полностью устраняются реверсивные или мертвые ходы.
Преимуществом является прямой гироскопический момент уже при входе рабочей среды без необходимости стартера или муфты сцепления. Максимальный гироскопический момент достигается уже при малых частотах вращения, и при этом получается малый расход рабочей среды и большой срок службы механических деталей при минимальном количестве фрикционных пар.
Дополнительными преимуществами данного решения является возможность использования перемещения вала вращающихся поршней для управления механическими или электромагнитными клапанами для впуска и выпуска сжимаемой среды с возможностью изменения их синхронизации для оптимизации эксплуатационных характеристик двигателя или изменения направления оборотов. В частности, преимуществом для парового привода является также размещение шестерен и подшипника полностью за пределами рабочего пространства. Общее решение двигателя является очень простым и удобным для изготовления с возможностью использования современных технологий и материалов для изготовления отдельных элементов данного двигателя.
Предлагаемое решение может функционировать даже как компрессор для сжатия газообразных веществ, а с точки зрения защиты окружающей среды другим преимуществом данного решения является относительно малая шумность работы двигателя и отсутствие вредных загрязнений воздуха во время его работы. При использовании соответствующих материалов смазка вообще не требуется.
Описание прилагаемых чертежей
Конкретные примеры конструкции двигателя в соответствии с изобретением схематично показаны на прилагаемых чертежах, из которых:
фиг.1 представляет собой вид спереди основной конструкции двигателя со стороны зубчатых передач,
фиг.2 представляет собой аксонометрическое изображение двигателя в соответствии с фиг.1, вид с пространственным разделением элементов,
фиг.3 и фиг.4 представляют собой геометрические схемы двигателя с изображением установления конечных положений эллипсов вращающихся поршней и вращающегося элемента при повороте главных полуосей на 45°,
фиг.5 представляет собой деталь геометрической схемы одной полости статора с изображением основных функциональных элементов,
фиг.6 и фиг.7 представляют собой схематичные виды спереди двигателя с изображением отдельных этапов работы двигателя с альтернативным решением пар каналов в вершинах полости,
фиг.8 представляет собой аксонометрическое изображение альтернативной конструкции двигателя, вид с пространственным разделением элементов, при этом его статор образован с двумя независимыми корпусами,
фиг.9 представляет собой аксонометрическое изображение двигателя в соответствии с фиг.8 со стороны вращающегося элемента с изображением альтернативного решения размещения опорной втулки нижней плиты статоров и
фиг.10 представляет собой аксонометрическое изображение альтернативного решения двигателя с размещением вращающегося элемента на валу приводимого в движение механизма.
Примеры осуществления изобретения
В основной конструкции в соответствии с фиг.1 и 2 двигатель состоит из статора 1, который образован с профилированным корпусом 11, который содержит две треугольные полости 12, в каждую из них вставлен вращающийся поршень 2 с эллиптическим поперечным сечением, который содержит на своей оси Op вращения следящий штырь 21. Посередине расстояния между центральными осями Os полостей 12 корпус 11 содержит цапфу 3 подшипника, которая расположена параллельно следящим штырям 21 вращающихся поршней 2. Полости 12 статора 1 закрыты и уплотнены с двух сторон задней крышкой 4 и передней крышкой 5, которые прикреплены к поверхностям корпуса 11 с возможностью съема, предпочтительно привинчены. Задняя крышка 4 содержит шесть каналов 41 для перемещения рабочей среды, которые проведены до вершин полостей 12. Передняя крышка 5 содержит не только два центральных отверстия 51 для возможности свободного прохода следящих штырей 21, но также одно центральное отверстие 52 для проницаемости цапфы 3 подшипника.
За передней крышкой 5 на следящих штырях 21 установлены, например запрессованы, вращающиеся шестерни 6, которые взаимно соединены с зубчатым эллиптическим вращающимся элементом 7, установленным на подшипнике 8, который расположен на цапфе 3 подшипника. Форма полости 12 статора 1, схематично показанная на фиг.5, образована так, что она состоит из трех симметричных частей, закругленные вершины 121 которых, взаимно повернутые на 120°, образованы на радиусе Rv описанной окружности, который имеет величину
Rv=a+e,
где а - длина большой полуоси эллипса вращающегося поршня 2, а e - эксцентриситет, определяемый смещением оси Os полости 12 статора 1 и оси Op вращения вращающегося поршня 2. При этом закругление вершин 121 полости 12 соответствует закруглению вращающегося поршня 2. Стенки 122 полости 12, расположенные напротив вершин 121, образованы на радиусе Rs вписанной окружности, который имеет величину
Rs=b+e,
где b - длина малой полуоси эллипса вращающегося поршня 2, а е - вышеописанный эксцентриситет. Переходные части 123 поверхности полости 12 между вершинами 121 и стенками 122 образованы огибающей кривой движущегося вращающегося поршня 2. Из вышеуказанного следует, что треугольная полость 12 статора 1 образована посредством огибающей кривой вершины эллипса вращающегося поршня 2, которая осуществляет планетарное движение, во время которого центр эллипса, то есть ось Op, перемещается по окружности с радиусом, равным эксцентриситету е, в частности, на угол α, и одновременно ось а эллипса, то есть вращающегося поршня 2, поворачивается в противоположном направлении на угол α/2, как очевидно из фиг.3-5.
Во время образования эллиптической формы вращающегося поршня 2 и формы треугольной полости 12 статора 1 основным параметром для определения размера роторного двигателя является выбранная величина эксцентриситета е, то есть смещения оси Os треугольной полости 12 статора 1 относительно оси Op вращающегося поршня 2. При оптимальном выборе поперечного сечения вращающегося поршня 2 длина а большой полуоси эллипса в шесть раз больше величины е эксцентриситета, в этом случае малая полуось b при повороте вращающегося поршня 2 на 90° должна касаться стенок треугольной полости 12 статора 1, и поэтому она уменьшается на удвоенную величину эксцентриситета е, как очевидно из фиг.5. При этом также определяется радиус Rv описанной окружности полости 12 статора 1, как описано выше.
Неотмеченная ширина вращающегося поршня 2 и соответственно также глубина треугольной полости 12 статора 1 представляет собой величину, выбираемую в соответствии с максимальной требуемой емкостью рабочего пространства 124. Оптимальная величина должна соответствовать величине большой полуоси а эллипса.
Вращающиеся шестерни 6 и эллиптический вращающийся элемент 7 по размерам образованы таким образом, что радиус kr разнесения окружности шестерни 6 имеет величину, которая соответствует величине Rs, которая скорректирована для выбранного модуля зубчатой передачи с четным количеством зубьев. Эллиптический вращающийся элемент 7 содержит такое же количество зубьев, как шестерня 6, и он образован так, что между большой полуосью аr промежуточного эллипса, малой полуосью br промежуточного эллипса и эксцентриситетом е существует зависимость
ar=br+2e,
при этом величина большой полуоси ar промежуточного эллипса определяется выбранным радиусом kr промежуточной окружности и эксцентриситетом е в соответствии с зависимостью
ar=kr+e.
Расстояние t оси Oc вращения вращающегося элемента 7, которая совпадает с осью Oc цапфы 8 подшипника, от продольной оси Os полости 12 статора 1 имеет величину
t=kr+ar-e,
как это очевидно из фиг.3 и 4.
Работу двигателя в соответствии с фиг.6 и 7 можно определять от исходного положения вращающегося поршня 2, который находится своим одним закруглением в одной из вершин 121 полости 12 статора 1, где уплотняет соответствующий канал 41 задней крышки 4 для входа сжимаемой среды, при этом его торцевые поверхности с двух сторон симметрично касаются обеих стенок обеих крышек 4, 5. После поворота вращающегося поршня 2, показанного на фиг.6, его точки контакта с обеими стенками полости 12 начинают расходиться, и в полости 12 увеличивается рабочее пространство 124, в которое через ближайший канал 41 через не показанный клапан начинает затекать рабочая среда, которая при своем расширении поворачивает вращающийся поршень 2 вправо вплоть до максимальной возможной емкости, которая получается в результате поворота вращающегося поршня 2 на 90°. Одновременно на противоположной стороне вращающегося поршня 2 завершается предыдущий рабочий цикл в рабочем пространстве 124 около второй вершины 121, которое опорожняется через соответствующий канал 41 и не показанный клапан. После опорожнения вращающийся поршень 2 проходит мимо данной вершины 121 в исходное положение, и процесс повторяется там вышеописанным способом. Учитывая треугольную форму полости 12 статора 1, соответственно осуществляется вход сжимаемой среды против направления поворота вращающегося поршня 2, то есть всегда после его поворота на 60°, получается шесть раз за один оборот. Очевидно, что отдельные рабочие циклы, которые происходят в рабочих пространствах 124 соответствующих вершин 121, взаимно перекрываются, поскольку максимальное рабочее пространство 124 получается после поворота рабочего поршня на 90°, но уже после его поворота на 60° начинается следующий рабочий цикл около соседней вершины 121.
Во время передачи планетарного движения вращающегося поршня 2 при вращении эллиптического вращающегося элемента 7 преимущество получается за счет того, что при взаимном повороте больших полуосей а вращающихся поршней 2 на 90° и их перемещении в одном и том же направлении, на соединении So центральных осей Os полостей 12, получается симметричная аппроксимация и отвод периметров вращающихся шестерен 6 на величину удвоенного эксцентриситета е. Передача планетарного движения шестерен 6 при вращательном движении получается за счет эллиптического поперечного сечения эллиптического вращающегося элемента 7, который расположен посередине соединения So центральных осей Os полостей 12.
Расположение зубчатого зацепления на вращающихся шестернях 6 и эллиптическом вращающемся элементе 7 должно осуществляться таким образом, чтобы большие полуоси а вращающихся поршней 2 были взаимно повернутыми на 45° после поворота большой полуоси ar и также малой оси br зубчатого вращающегося элемента 7 в положение, которое параллельно соединению So центральных осей Os, как это очевидно из фиг.3 и 4.
При этом обеспечивается не только передача планетарного движения шестерен 6 при вращении вращающегося элемента 7, но также динамическая балансировка планетарного движения вращающихся поршней 2 и шестерен 6 и при этом также полное наложение отдельных импульсов рабочей среды.
Описанный вариант конструкции является не единственным возможным исполнением роторного двигателя в соответствии с изобретением, когда в зависимости от его размера и требуемых эксплуатационных характеристик статор 1 двигателя может быть образован с двумя независимыми корпусами 11, которые установлены на одной нижней плите 13, как это показано на фиг.9 и 10, или задняя крышка 4 может быть выполнена за одно целое с задней стенкой корпуса 11 статора 1. Цапфа 3 подшипника необязательно закреплена в корпусе 11 статора 1, и она может быть расположена в передней крышке 5, как это показано на фиг.8, и в каждую вершину полости 12 статора 1 может быть выведено несколько, предпочтительно два, каналов 41, которые необязательно направлены через заднюю крышку 4 параллельно осям Op вращения вращающихся поршней 2, а через боковые стенки корпуса 11 статора 1 перпендикулярно направлению данных осей Op вращения, как это очевидно из фиг.6 и 7. Следящие штыри 21 вращающихся поршней 2 могут быть также выполнены в виде сквозных валов через центр вращающегося поршня 2 с выводом через заднюю крышку 4 при использовании для управления клапанами двигателя. В результате эллиптический вращающийся элемент 7 может быть установлен вместо цапфы 3 подшипника на неотмеченном валу приводимого в движение механизма 9, например на генераторе переменного тока, трансмиссии и др., расположенной на общей нижней плите 13, как показано на фиг.10. Цапфа 3 подшипника необязательно должна быть образована на корпусе 11 статора 1 в соответствии с фиг.2, а может быть образована на передней крышке 5, как это видно из фиг.8, или может быть закреплена на нижней плите 13, как показано на фиг.9. С точки зрения функционирования двигателя также не имеет особого значения, когда в решении в соответствии с фиг.2 корпус 11 содержит подшипник 8, а эллиптический вращающийся элемент 7 - цапфу 3 подшипника. Очевидно, что без отхода от сущности решения можно изменять, в соответствии с использованием двигателя, описанное конструктивное исполнение статора 1 в зависимости от размера монтажного участка, на котором должен быть установлен двигатель.
Из вышеупомянутого очевидно, что общее описание роторного двигателя приведено только в обобщенном виде и не решает других связанных и не показанных конструктивных проблем, какими являются, например, клапаны, включая их управление и питание, смазку, охлаждение, маховое колесо, конкретизацию профиля зубчатого зацепления и др., которые не влияют на сущность представленного решения.
Промышленная эффективность
Роторный двигатель в соответствии с изобретением можно использовать в разных отраслях промышленности и транспорта в качестве экологически чистого устройства для привода машин, транспортных средств и других устройств.
Перечень ссылочных позиций
1 Статор
11 Корпус
12 Полость
121 Вершина
122 Стенка
123 Переходный участок поверхности
124 Рабочее пространство
2 Вращающийся поршень
21 Следящий штырь
3 Цапфа подшипника
4 Задняя крышка
41 Канал
5 Передняя крышка
51 Центральное отверстие
52 Центральное отверстие
6 Вращающаяся шестерня
7 Эллиптический вращающийся элемент
8 Подшипник
9 Приводимый в движение механизм
Rv Радиус описанной окружности
Rs Радиус вписанной окружности
a Большая полуось вращающегося поршня
b Малая полуось вращающегося поршня
e Эксцентриситет
Op Ось вращения вращающегося поршня
Os Ось полости
kr Радиус промежуточной окружности
ar Большая полуось промежуточного эллипса
br Малая полуось промежуточного эллипса
Oc Ось вращения промежуточного элемента
So Соединение осей полостей

Claims (14)

1. Роторный двигатель с зубчатой передачей для использования привода сжимаемой среды, причем двигатель содержит статор (1), который содержит по меньшей мере две треугольные полости (12), которые уплотнены относительно окружающей среды и которые содержат закругленные вершины (121), из которых в каждую проведен по меньшей мере один канал (41) для входа и выхода сжимаемой среды, причем в каждую полость (12) вставлен вращающийся поршень (2) с эллиптическим поперечным сечением таким образом, что его продольная ось (Op), которая параллельна оси (Oc) вращающегося элемента (7), смещена относительно продольной оси (Os) внутренней полости (12) статора (1) на величину эксцентриситета (е), чтобы обеспечить планетарное движение вращающегося поршня (2), то есть во время смещения продольной оси (Op) вращающегося поршня (2) по окружности с радиусом, равным эксцентриситету (е), причем взаимное соединение вращающихся поршней (2) с приводимым в действие механизмом (9) достигается посредством выведения следящих штырей (21) вращающихся поршней (2) из полостей (12) статора (1), где они снабжены вращающимися шестернями (6), которые взаимно соединены с зубчатым эллиптическим вращающимся элементом (7), который соединен с приводимым в действие механизмом (9).
2. Роторный двигатель по п.1, в котором форма полости (12) статора (1) образована таким образом, что она состоит из трех симметричных частей, закругленные вершины (121) которых взаимно повернуты на 120° и образованы на радиусе (Rv) описанной окружности, который имеет величину
Rv=a+e,
где а - длина большой полуоси эллипса вращающегося поршня (2), а е - эксцентриситет, определяемый смещением оси (Os) полости (12) статора (1) и оси (Op) вращения вращающегося поршня (2), при этом не только закругление вершин (121) полости (12) соответствует закруглению вращающегося поршня (2), а также стенки (122) полости (12), которые расположены напротив вершин (12), образованы на радиусе (Rs) вписанной окружности, который имеет величину
Rs=b+e,
где b - длина малой полуоси эллипса вращающегося поршня (2), а е - эксцентриситет, а также переходные участки (123) поверхности полости (12) между вершинами (121) и стенки (122) образованы огибающей кривой перемещающегося вращающегося поршня (2).
3. Роторный двигатель по п.1 или 2, в котором вращающиеся шестерни (6) и эллиптический вращающийся элемент (7) по размеру выполнены так, что радиус (kr) промежуточной окружности шестерни (6) имеет величину, которая соответствует величине (Rs), скорректированной для выбранного модуля зубчатой передачи с четным количеством зубьев, при этом эллиптический вращающийся элемент (7) имеет такое же количество зубьев, как и шестерня (6), и он образован таким образом, что между большой полуосью (аr) промежуточного эллипса, малой полуосью (br) промежуточного эллипса и эксцентриситетом (е) существует зависимость
ar=br+2e,
при этом размер большой полуоси (ar) промежуточного эллипса определяется выбранным радиусом (kr) промежуточной окружности с эксцентриситетом (е) в соответствии с зависимостью
ar=kr+e
и расстояние (t) оси (Oc) вращения вращающегося элемента (7) от продольной оси (Os) полости (12) статора (1) имеет величину
t=kr+ar-e.
4. Роторный двигатель по п.1 или 2, в котором расположение зубчатого зацепления на вращающихся шестернях (6) и эллиптическом вращающемся элементе (7) осуществляется таким образом, что после расположения большой полуоси (ar) и также малой полуоси (br) зубчатого вращающегося элемента (7) в положение, которое параллельно соединению (So) осей полостей (12), большие полуоси (а) вращающихся поршней (2) взаимно повернуты на 45°.
5. Роторный двигатель по п.3, в котором расположение зубчатого зацепления на вращающихся шестернях (6) и эллиптическом вращающемся элементе (7) осуществляется таким образом, что после расположения большой полуоси (ar) и также малой полуоси (br) зубчатого вращающегося элемента (7) в положение, которое параллельно соединению (So) осей полостей (12), большие полуоси (а) вращающихся поршней (2) взаимно повернуты на 45°.
RU2016112573A 2014-05-22 2015-05-11 Роторный двигатель с зубчатой передачей, работающей на сжимаемой среде RU2643280C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-352A CZ306225B6 (cs) 2014-05-22 2014-05-22 Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem
CZPV2014-352 2014-05-22
PCT/CZ2015/000041 WO2015176692A1 (en) 2014-05-22 2015-05-11 Rotary motor with geared transmission for use of compressible media drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016112573A RU2016112573A (ru) 2017-10-09
RU2643280C2 true RU2643280C2 (ru) 2018-01-31

Family

ID=53385411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016112573A RU2643280C2 (ru) 2014-05-22 2015-05-11 Роторный двигатель с зубчатой передачей, работающей на сжимаемой среде

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9771800B2 (ru)
EP (1) EP3074595B1 (ru)
JP (1) JP6166483B2 (ru)
KR (1) KR101703483B1 (ru)
CN (1) CN105556063B (ru)
CZ (1) CZ306225B6 (ru)
ES (1) ES2654243T3 (ru)
RU (1) RU2643280C2 (ru)
WO (1) WO2015176692A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787442C1 (ru) * 2022-10-06 2023-01-09 Александр Фроимович Равич Ротационное роторно-поршневое устройство

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106988867A (zh) * 2016-01-20 2017-07-28 庞乐钧 活塞旋转式内燃机
RU192348U1 (ru) * 2019-05-24 2019-09-13 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные механические системы" Эллипсно-циклоидальное зубчатое зацепление
KR20210156994A (ko) 2020-06-19 2021-12-28 한국과학기술연구원 로터리 모터

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003014527A1 (de) * 2001-08-09 2003-02-20 Boris Schapiro Rotationskolbenmaschine
US20060193739A1 (en) * 2002-05-17 2006-08-31 Normand Beaudoin Retro mechanical post mechanical and bi-mechanical traction engines
WO2010012245A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Jiri Dvorak Rotary motor for compressible media
US20120080006A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-05 Chun-Chiang Yeh Rotary modulation engine
RU2011140524A (ru) * 2010-10-06 2013-04-10 Агустауэстлэнд С.П.А. Насосная установка, в частности для смазки вертолета

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1700038A (en) 1927-03-12 1929-01-22 James Aratoon Malcolm Rotary engine, pump, meter, and the like
US3221664A (en) 1963-11-01 1965-12-07 Jernaes Finn Joachim Jorgen Rotating piston machine arrangement
CS173441B1 (ru) 1975-04-15 1977-02-28
JPS58138201A (ja) * 1982-02-11 1983-08-17 Koichi Shimura 三角形シリンダ−による、楕円形弁回転エンジン
DE3317156A1 (de) * 1982-05-12 1983-11-17 Walter 5411 Oberalm Salzburg Schwab Rotationspumpe zur foerderung gasfoermiger und fluessiger stoffe, insbesonders zur verwendung als blut- und herzpumpe sowie kuenstliches herz
US4797077A (en) * 1984-09-27 1989-01-10 Anderson Dean R G Rotary expansible chamber device
WO1991014081A1 (en) 1990-03-14 1991-09-19 Scalzo Automotive Research Ltd. Engine stabiliser mechanism
US5147191A (en) * 1991-02-08 1992-09-15 Schadeck Mathew A Pressurized vapor driven rotary engine
JPH0819856B2 (ja) * 1991-02-21 1996-02-28 保夫 倉増 遊星運動型エンジン
US5174742A (en) 1992-02-03 1992-12-29 Snap-On Tools Corporation Rotary air motor with curved tangential vanes
JPH0617601A (ja) 1992-07-01 1994-01-25 Chiyoda Kizai Kk ロータリーエアモータ
JPH07247949A (ja) 1994-03-14 1995-09-26 Hiroshi Imamura ロータリベーン形エアモータ
JPH08226334A (ja) * 1995-02-21 1996-09-03 Yasuo Hisamura ロータリーエンジン
JPH11173101A (ja) 1997-12-05 1999-06-29 Max Co Ltd ロータリーベーン型エアモータ
CA2302870A1 (fr) * 2000-03-15 2001-09-15 Normand Beaudoin Moteur energetique a poly induction
SK285000B6 (sk) * 2000-12-22 2006-04-06 Svetozár Hruškovič Spôsob energetickej premeny v točivom piestovom motore alebo stroji a točivý piestový motor alebo stroj
CZ296486B6 (cs) 2002-10-23 2006-03-15 Zarízení k premene tepelné energie v energii mechanickou nebo ke stlacování plynných a kapalných médií, zejména spalovací motor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003014527A1 (de) * 2001-08-09 2003-02-20 Boris Schapiro Rotationskolbenmaschine
US20060193739A1 (en) * 2002-05-17 2006-08-31 Normand Beaudoin Retro mechanical post mechanical and bi-mechanical traction engines
WO2010012245A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Jiri Dvorak Rotary motor for compressible media
US20120080006A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-05 Chun-Chiang Yeh Rotary modulation engine
RU2011140524A (ru) * 2010-10-06 2013-04-10 Агустауэстлэнд С.П.А. Насосная установка, в частности для смазки вертолета

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787442C1 (ru) * 2022-10-06 2023-01-09 Александр Фроимович Равич Ротационное роторно-поршневое устройство

Also Published As

Publication number Publication date
KR101703483B1 (ko) 2017-02-06
EP3074595B1 (en) 2017-11-15
KR20160033226A (ko) 2016-03-25
ES2654243T3 (es) 2018-02-12
WO2015176692A1 (en) 2015-11-26
US9771800B2 (en) 2017-09-26
CN105556063B (zh) 2018-06-29
CZ306225B6 (cs) 2016-10-12
CN105556063A (zh) 2016-05-04
RU2016112573A (ru) 2017-10-09
JP6166483B2 (ja) 2017-07-19
US20160194960A1 (en) 2016-07-07
EP3074595A1 (en) 2016-10-05
CZ2014352A3 (cs) 2015-12-02
JP2016535199A (ja) 2016-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6659744B1 (en) Rotary two axis expansible chamber pump with pivotal link
US3396632A (en) Volumetric maching suitable for operation as pump, engine, or motor pump
RU2643280C2 (ru) Роторный двигатель с зубчатой передачей, работающей на сжимаемой среде
CN103423150A (zh) 转子流体机械变容机构
US5375987A (en) Rotary vane mechanical power system utilizing positive displacement
US6357397B1 (en) Axially controlled rotary energy converters for engines and pumps
RU2468209C2 (ru) Ротационный двигатель, работающий на сжимаемой среде
CN104314675B (zh) 一种摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置
RU2513057C2 (ru) Роторная гидромашина
CA2496051C (en) Positive displacement rotary device and method of use
RU154633U1 (ru) Роторное устройство
US4173439A (en) Apparatus having expanding and contracting chamber
US4139336A (en) Expansible chamber apparatus with pairs of cylindrical rollers
CN202597086U (zh) 转子流体机械变容机构
RU2190106C2 (ru) Роторный двигатель (варианты)
RU135021U1 (ru) Роторная гидромашина
RU104628U1 (ru) Роторно-поршневой насос мотор - универсальный рпнму
RU60630U1 (ru) Гидродвигатель
EP0012781B1 (en) Expansible chamber apparatus with pairs of cylindrical rollers
RU118382U1 (ru) Устройство для преобразования движения
RU2386815C2 (ru) Роторный двигатель
SK6803Y1 (sk) Pracovný priestor s rotačne sa pohybujúcim piestom
RU2026499C1 (ru) Реактивная тепловая машина
CZ18877U1 (cs) Rotační motor na stlačitelná média
SK51102008A3 (sk) Satelitné uloženie záberových členov v radiálnych alebo lineárnych objemových strojoch, motoroch a čerpadlách