RU2644644C1 - Steam-powered diesel - Google Patents

Steam-powered diesel Download PDF

Info

Publication number
RU2644644C1
RU2644644C1 RU2016135506A RU2016135506A RU2644644C1 RU 2644644 C1 RU2644644 C1 RU 2644644C1 RU 2016135506 A RU2016135506 A RU 2016135506A RU 2016135506 A RU2016135506 A RU 2016135506A RU 2644644 C1 RU2644644 C1 RU 2644644C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
opc
channel
pusher
hydrophore
shaft
Prior art date
Application number
RU2016135506A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Альбертович Пилюш
Original Assignee
Виктор Альбертович Пилюш
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 Виктор Альбертович Пилюш filed Critical Виктор Альбертович Пилюш
Priority to RU2016135506A priority Critical patent/RU2644644C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2644644C1 publication Critical patent/RU2644644C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/04—Charge admission or combustion-gas discharge
    • F02B53/08—Charging, e.g. by means of rotary-piston pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F02M25/03—Adding water into the cylinder or the pre-combustion chamber
    • 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

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: steam-powered diesel made in the form of a rotary internal combustion engine (ICE) comprises a cylindrical body 1 rigidly fixed to it by the side part of the body 2 with a cylindrical projection to form an annular chamber 3 in which the pistons 4 of the rotor 5 fixed to the shaft 6. The profiled disks 7 with negative cams 8 effecting the spring loaded pushers 9, with the heads 10 and the rollers 11 installed in the plug 12 are rigidly attached to the shaft. In the cylindrical body, an inlet channel 13 for the atmospheric air and an outlet channel 14 for removing the combustion products are installed. In the combustion chamber 15 there is a nozzle, as well as an inlet 16 and an exhaust 17 valves. In the exhaust valve stem 18 installed in the sleeve 19, there is an axial hole 20, as well as radial holes 21 with a groove 22 configured to intermittently connect the stem axial bore to the OPC feed channel 23. A sprayer 25 is installed in the exhaust valve plate 24. Before the OPC supply channel, there is a hydrophore, the outlet of the hydrophore contains the OPC supply cutoff, the operation of which is related to the position of the rail of the high pressure fuel pump (HP pump).
EFFECT: simplified unit for supplying the cooling medium to the engine.
16 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к двигателестроению.The invention relates to the field of power engineering, in particular to engine building.

Известно устройство роторного ДВС с впрыском ОРС (охлаждающей рабочей среды) в камеру сгорания двигателя [1].A device for a rotary ICE with injection of OPC (cooling medium) into the combustion chamber of the engine [1].

К недостаткам известного устройства следует отнести сравнительно сложный узел для подачи ОРС в камеру сгорания.The disadvantages of the known device include a relatively complex site for supplying the OPC to the combustion chamber.

Вторым существенным недостатком следует считать то обстоятельство, что большой объем ОРС поступает в камеру сгорания двигателя, что отрицательно сказывается на процессе сгорания.The second significant drawback should be considered the fact that a large amount of OPC enters the combustion chamber of the engine, which negatively affects the combustion process.

Целью изобретения является упрощение узла для подачи ОРС в ДВС, а также подачи ОРС непосредственно в камеру расширения.The aim of the invention is to simplify the site for supplying OPC to the internal combustion engine, as well as supplying the OPC directly to the expansion chamber.

Указанная цель достигается следующим образом.The specified goal is achieved as follows.

Согласно изобретению ОРС подается непосредственно в камеру расширения ДВС через осевой канал штока выпускного клапана, при этом в тарелке выпускного клапана содержится распылитель. При этом впрыск ОРС происходит при постоянном давлении, на участке поворота вала на угле от ϕ1 до ϕ2°, и регулируется устройством-отсекателем. Начало впрыска совпадает с моментом открытия выпускного клапана, а момент закрытия поступления ОРС зависит от режима работы (мощности) двигателя. Т.е. чем выше развиваемая мощность двигателя, тем больше угол подачи ОРС, тем больше количество поданного ОРС. С этой целью схема подачи ОРС в ДВС снабжена гидрофором, обеспечивающим постоянное давление ОРС, а также отсекателем - устройством, прекращающим подачу ОРС в камеру расширения, в зависимости от мощности ДВС. Т.е. от положения рейки привода ТНВД - топливного насоса высокого давления.According to the invention, the OPC is fed directly to the ICE expansion chamber through the axial channel of the exhaust valve stem, while the nozzle is contained in the plate of the exhaust valve. In this case, the OPC injection occurs at constant pressure, in the area of rotation of the shaft at an angle from ϕ1 to ϕ2 °, and is regulated by the cut-off device. The beginning of injection coincides with the moment of opening the exhaust valve, and the moment of closing the receipt of OPC depends on the operating mode (power) of the engine. Those. the higher the engine’s developed power, the greater the angle of supply of OPC, the greater the amount of OPC. For this purpose, the OCR supply circuit in the internal combustion engine is equipped with a hydrophore providing constant pressure of the OCR, as well as a shut-off device, which stops the supply of ODP to the expansion chamber, depending on the power of the internal combustion engine. Those. from the position of the rail of the high pressure fuel pump - high pressure fuel pump.

Давление в НСД - в насосе среднего давления, являющемся элементом гидрофора, обеспечивает постоянное давление ОРС на входе в ДВС и имеет значение, превышающее максимальное значение цикла Pz на 10-20 кг/см2.The pressure in the LSD - in the medium pressure pump, which is an element of the hydrophore, provides a constant pressure of the OCR at the inlet of the internal combustion engine and has a value that exceeds the maximum value of the Pz cycle by 10-20 kg / cm 2 .

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На Фиг. 1 представлен общий вид роторного ДВС на основе РКМ [2] с двумя кольцевыми камерами.In FIG. 1 shows a general view of a rotary ICE based on RCM [2] with two annular chambers.

На Фиг. 2 представлен разрез А-А, на котором кольцевая камера разделена на секции высокого и низкого давления, с помощью головки толкателя.In FIG. 2 shows a section AA, in which the annular chamber is divided into sections of high and low pressure, using the head of the pusher.

На Фиг. 3 представлен разрез А-А, на котором поршень проходит над головкой толкателя.In FIG. 3 shows a section AA, on which the piston passes over the head of the pusher.

На Фиг. 4 представлен ротор ДВС. Для наглядности ротор выполнен в аксонометрии, без четверти.In FIG. 4 shows the engine rotor. For clarity, the rotor is made in a perspective view, without a quarter.

На Фиг. 5 представлена схема камеры сгорания с тарелками и штоками впускного и выпускного клапанов.In FIG. 5 is a diagram of a combustion chamber with plates and rods of intake and exhaust valves.

На Фиг. 6 представлена нижняя часть толкателя - вилка с роликами.In FIG. 6 shows the lower part of the pusher - fork with rollers.

На Фиг. 7 представлены чертежи вилки, скобы и пружины толкателя.In FIG. 7 shows drawings of a fork, a bracket, and a pusher spring.

На Фиг. 8 представлена схема сил, действующих на головку толкателя.In FIG. 8 is a diagram of the forces acting on the pusher head.

На Фиг. 9 представлен поршень ротора.In FIG. 9 shows the rotor piston.

На Фиг. 10 представлен профиль отрицательного кулачка (синусоида).In FIG. 10 shows a profile of a negative cam (sinusoid).

На Фиг. 11 представлены основные размеры деталей ДВС.In FIG. 11 shows the main dimensions of the internal combustion engine parts.

На Фиг. 12 представлена головка толкателя.In FIG. 12 shows a pusher head.

На Фиг. 13 представлены детали узла подачи ОРС в ДВС.In FIG. 13 presents the details of the ODS feed unit in the internal combustion engine.

На Фиг. 14 представлена схема подачи ОРС в ДВС при постоянном давлении, в зависимости от мощности двигателя.In FIG. 14 is a diagram of the supply of OPC to the internal combustion engine at constant pressure, depending on engine power.

На Фиг. 15 представлена индикаторная диаграмма ДВС, без подачи ОРС.In FIG. 15 presents an indicator chart of ICE, without filing OCR.

На Фиг. 16 представлена индикаторная диаграмма ДВС, с подачей ОРС.In FIG. 16 presents an indicator chart of ICE, with the filing of OPC.

Устройство роторного ДВС.The device rotary engine.

Роторный ДВС содержит цилиндрический корпус 1, жестко закрепленную к нему боковую часть корпуса 2 с цилиндрическим выступом, с образованием кольцевой камеры 3, в которой расположены поршни 4 ротора 5, жестко закрепленного с валом 6. К валу жестко крепятся профилированные диски 7 с отрицательными кулачками 8, воздействующими на подпружиненные толкатели 9, с головками 10 и роликами 11, установленными в вилке 12. В цилиндрическом корпусе установлен канал входа 13 для атмосферного воздуха и канал выхода 14 для удаления продуктов сгорания. В камере сгорания 15 установлена форсунка, а также впускной 16 и выпускной 17 клапаны. В штоке 18 выпускного клапана, установленного в гильзе 19, содержится осевое отверстие 20, а также радиальные отверстия 21 с канавкой 22, выполненные с возможностью периодического соединения осевого отверстия штока с каналом подвода 23 ОРС. В тарелке 24 выпускного клапана установлен распылитель 25. Перед каналом подвода ОРС содержится гидрофор, на выходе из гидрофора содержится отсекатель подачи ОРС, работа которого связана с положением рейки топливного насоса высокого давления (ТНВД).The rotary ICE contains a cylindrical housing 1, a lateral part of the housing 2 with a cylindrical protrusion fixed to it, with the formation of an annular chamber 3, in which the pistons 4 of the rotor 5 are located, rigidly fixed to the shaft 6. Profiled disks 7 with negative cams 8 are rigidly fixed to the shaft acting on the spring-loaded pushers 9, with heads 10 and rollers 11 mounted in the fork 12. In the cylindrical body there is an inlet channel 13 for atmospheric air and an outlet channel 14 for removing combustion products. In the combustion chamber 15, a nozzle is installed, as well as inlet 16 and outlet 17 valves. In the stem 18 of the exhaust valve installed in the sleeve 19, contains an axial hole 20, as well as radial holes 21 with a groove 22, made with the possibility of periodic connection of the axial hole of the rod with the feed channel 23 OPC. A nozzle 25 is installed in the plate 24 of the exhaust valve. A hydrophore is contained in front of the OPC feed channel, an OPC supply cut-off is contained at the outlet of the hydrophore, the operation of which is associated with the position of the rail of the high-pressure fuel pump.

Работа пародизеляParodiesel work

При вращении ротора 5 с двумя оппозитно расположенными поршнями 4 в кольцевой камере 3, образованной цилиндрическим корпусом 1 и цилиндрическим выступом боковой части корпуса 2, головка 10 толкателя 9 совершает колебательное возвратно-поступательное движение в радиальном направлении, под действием пружины. В общем случае, вершина головки толкателя прижата к внутренней образующей цилиндрического корпуса, разделяя тем самым кольцевую камеру на отдельные секции - секции высокого и низкого давления. При прохождении поршня над головкой толкателя 10 толкатель 9 "проваливается" в профиль отрицательного кулачка 8, содержащегося в профилированном диске 7, жестко закрепленного на валу 6, под действием пружины пропуская над собою поршень, и вновь занимает исходное положение. При этом ролик 11 толкателя, выполненный в виде подшипника, расположенный в вилке 12, обеспечивает безотрывный и безударный характер взаимодействия кинематической пары "ролик толкателя - отрицательный кулачок", поскольку поршень и отрицательный кулачок выполнены и установлены на одном и том же угле ϕ. При вращении ротора в левой части ДВС происходит процесс "всасывания" атмосферного воздуха (сзади поршня) и "сжатия" воздуха с последующим нагнетанием при постоянном давлении, в камеру сгорания (перед поршнем). Одновременно, в правой части ДВС происходят процесс "расширения (рабочий ход" сзади второго поршня и процесс "вытеснения продуктов сгорания" перед вторым поршнем. При этом впускной клапан камеры сгорания открыт только лишь для заполнения камеры сгорания сжатым воздухом и не нуждается в устройстве для управления процессом "открытие - закрытие".When the rotor 5 is rotated with two opposed pistons 4 in the annular chamber 3, formed by a cylindrical body 1 and a cylindrical protrusion of the side of the body 2, the head 10 of the pusher 9 oscillates reciprocating in the radial direction, under the action of the spring. In the general case, the top of the pusher head is pressed against the inner generatrix of the cylindrical body, thereby dividing the annular chamber into separate sections — high and low pressure sections. When the piston passes over the head of the pusher 10, the pusher 9 "falls" into the profile of the negative cam 8, which is contained in the profiled disk 7, rigidly mounted on the shaft 6, under the action of the spring passing the piston over itself, and again takes up its original position. In this case, the pusher roller 11, made in the form of a bearing, located in the fork 12, ensures the continuous and unstressed nature of the interaction of the kinematic pair "pusher roller - negative cam", since the piston and the negative cam are made and mounted on the same angle ϕ. When the rotor rotates in the left part of the internal combustion engine, the process of “suction” of atmospheric air (behind the piston) and “compression” of air, followed by forcing at constant pressure, into the combustion chamber (in front of the piston). At the same time, on the right side of the internal combustion engine there is a process of “expansion (working stroke” behind the second piston and the process of “displacing the combustion products” in front of the second piston. Moreover, the inlet valve of the combustion chamber is open only to fill the combustion chamber with compressed air and does not need a control device the opening-closing process.

Выпускной клапан открывается автоматически в конце сгорания топлива и принудительно удерживается в открытом состоянии до закрытия впускного клапана.The exhaust valve opens automatically at the end of the fuel combustion and is forcibly held open until the intake valve closes.

Поскольку ДВС снабжен двумя оппозитно расположенными поршнями, в камеру сгорания поступает очередная порция сжатого воздуха через каждый поворот вала на 180°, двигатель работает одновременно с четырьмя порциями рабочей среды (воздуха), такты над которыми смещены на 180°, при этом весь цикл над одной порцией рабочей среды совершается за поворот вала на угол 360°.Since the ICE is equipped with two opposed pistons, the next portion of compressed air enters the combustion chamber through each rotation of the shaft by 180 °, the engine works simultaneously with four portions of the working medium (air), the clock cycles above which are displaced by 180 °, while the entire cycle is over one a portion of the working medium is performed for the rotation of the shaft through an angle of 360 °.

С учетом описания к Патенту РФ №2035651, движение толкателя роторного ДВС описывается дифференциальным уравнением вида у''+k2у=0, частным решением которого является функция y=csinkx. Для обеспечения возможности расчетов заменим выражение k2=a/m на его значение из формулы F=ma. Получим выражение k2=F/m2, или k=√F/m. Размерность - 1/с.Given the description of the RF Patent No. 2035651, the movement of the pusher of the rotary ICE is described by a differential equation of the form y '' + k 2 y = 0, a particular solution of which is the function y = csinkx. To ensure the possibility of calculations, we replace the expression k 2 = a / m with its value from the formula F = ma. We obtain the expression k 2 = F / m 2 , or k = √F / m. Dimension - 1 / s.

Определяем максимальную скорость вращения n ДВС.Determine the maximum rotation speed n ICE.

За 1 Гц толкатель совершает одно возвратно-поступательное движение в радиальном направлении. При этом вал поворачивается на угол ϕ, равный углу, на котором расположен поршень двигателя. Следовательно, nмах=ϕk. Размерность - град/с.For 1 Hz, the pusher performs one reciprocating motion in the radial direction. In this case, the shaft rotates through an angle ϕ equal to the angle at which the engine piston is located. Therefore, n max = ϕk. Dimension - deg / s.

Для перехода к общепринятой размерности - об/мин выражение nмах следует умножить на коэффициент 60/360=1/6. Окончательно:To go to the generally accepted dimension - rpm, the expression n max should be multiplied by a factor of 60/360 = 1/6. Finally:

nмах=ϕk/6n max = ϕk / 6

Достоинства предложенного технического решенияAdvantages of the proposed technical solution

Достоинства предложенного изобретения заключается в том, чтоThe advantages of the proposed invention is that

а. ОРС подается непосредственно в камеру расширения, что не оказывает отрицательного влияния на процесс сгорания топлива,but. OPC is fed directly to the expansion chamber, which does not adversely affect the combustion process,

б. упрощается узел подачи ОРС в ДВС,b. simplifies the node supply OPC in the internal combustion engine,

в. упрощается регулировка подачи ОРС в двигатель.at. simplifies the adjustment of the supply of OPC in the engine.

В качестве примера приведен расчет основных деталей и параметров пародизеля.As an example, the calculation of the main details and parameters of the diesel engine is given.

Принимаем:Accept:

1. Внешний радиус кольцевой камеры (к.к) R1=25 см, D1=50 см.1. The outer radius of the annular chamber (c.k.) R1 = 25 cm, D1 = 50 cm.

2. Внутренний радиус кольцевой камеры R2=22,4 см, что равно высоте h.к.к. = 2,6 см.2. The inner radius of the annular chamber R2 = 22.4 cm, which is equal to the height h.k.k. = 2.6 cm.

Определяем длину окружности Lк.к. Lк.к. = πD1 = 3,14*50=157 см.Determine the circumference Lk.k. Lk.k. = πD1 = 3.14 * 50 = 157 cm.

Определяем длину поршня Lп=40°.Determine the piston length Lп = 40 °.

Примечание. Угловая длина поршня Lп равна двум углам опережения впрыска топлива.Note. The angular length of the piston Lp is equal to two angles of advancing fuel injection.

3. Угол опережения - 20°. Длина поршня - Lп=40°. Lп=157*40/360=17,5 см.3. The lead angle is 20 °. Piston length - Lп = 40 °. Lp = 157 * 40/360 = 17.5 cm.

Определяем диаметр тарелок клапана Dкл. - впускного и выпускного (а также ширину кольцевой камеры Dк.к), где μ - ширина перемычки между поршнями. См. Фиг. 5.Determine the diameter of the valve plates Dcl. - inlet and outlet (as well as the width of the annular chamber Dk.k), where μ is the width of the jumper between the pistons. See FIG. 5.

4. μ=1,5 см Lп=2Dкл+μ. Dкл=(Lп-μ)/2. Dкл=(17,5-1,5)/2=8 см. Rкл=4 см.4. μ = 1.5 cm Lп = 2Dcl + μ. Dcl = (Lп-μ) / 2. Dcl = (17.5-1.5) / 2 = 8 cm. Rcl = 4 cm.

Определяем объем одной кольцевой рабочей камеры.We determine the volume of one annular working chamber.

Vк.к.=π(R12-R22)D=3,14(252-22,42)8=3097 см3.V.k.k. = π (R1 2 -R2 2 ) D = 3.14 (25 2 -22.4 2 ) 8 = 3097 cm 3 .

Определяем объем камеры всасывания/сжатия = V2 как половину от Vк.к.We determine the volume of the suction / compression chamber = V2 as half of Vk.k.

V2=0,5Vк.к.=3097/2=1549 см3≈1.56 л.V2 = 0.5Vk.k. = 3097/2 = 1549 cm 3 ≈1.56 l.

5. Степень сжатия ε=12.5. The compression ratio ε = 12.

С учетом того, что корпус двигателя не испытывает бокового давления со стороны поршня, сжатие происходит практически по адиабате.Considering the fact that the engine casing does not experience lateral pressure from the piston side, compression occurs almost adiabatically.

6. Рс=30 кг/см2. При показателе политропы n=1,37.6. Pc = 30 kg / cm 2 . With a polytropic index n = 1.37.

7. Рz=45 кг/см2. (На индикаторной диаграмме дизеля Р-ϕ°).7. Pz = 45 kg / cm 2 . (On the indicator diagram of the diesel engine P-ϕ °).

Определяем объем камеры сгорания Vк.сг по формуле V3+Vк.сг=εVк.сг Vк.сг=V3(ε-1)=1549/11≈141 см3.We determine the volume of the combustion chamber Vk.sg by the formula V3 + Vk.sg = εVk.sg Vk.sg = V3 (ε-1) = 1549 / 11≈141 cm 3 .

Определяем площадь камеры сгорания Sк.сг (см. Фиг. 5) по формулеDetermine the area of the combustion chamber Sk.sg (see Fig. 5) by the formula

Sк.сг=πr2кл+Dкл(Dкл+μ)=3,14*42+8(8+1,45)=50,26+75,6=125,86 см2.Sk.cr = πr 2 cells + Dcl (Dcl + μ) = 3.14 * 4 2 +8 (8 + 1.45) = 50.26 + 75.6 = 125.86 cm 2 .

Определяем высоту камеры сгорания h.к.сг=Vк.сг/Sк.сг=143/125,86=11,36 мм.We determine the height of the combustion chamber h.k.cg = Vk.sg / Sk.sg = 143 / 125.86 = 11.36 mm.

Расчет параметров толкателяPusher calculation

Задаемся величиной угла α при вершине головки толкателя. В идеальном случае, когда угол α при вершине головки толкателя образован касательными к синусоиде (профилю поршня), создается минимальный объем мертвого пространства между поршнем и головкой толкателя.We set the angle α at the top of the pusher head. In the ideal case, when the angle α at the top of the pusher head is formed by tangents to the sinusoid (piston profile), a minimum amount of dead space is created between the piston and the pusher head.

В этом случае профиль головки толкателя образуется касательными, проходящими из крайней точки поршня к точке перегиба профиля поршня.In this case, the profile of the pusher head is formed by tangents extending from the extreme point of the piston to the inflection point of the piston profile.

Примечание 1. Профиль поршня не является эквидистантой по отношению к профилю отрицательного кулачка, а кривой, с учетом диаметра ролика толкателя.Note 1. The piston profile is not equidistant with respect to the profile of the negative cam, but a curve, taking into account the diameter of the pusher roller.

Примечание 2. Профиль поршня - кривая, выполненная в полярных системах координат.Note 2. The piston profile is a curve made in polar coordinate systems.

Принимаем угол α при вершине головки толкателя = 110°.Take the angle α at the top of the pusher head = 110 °.

Определяем ширину толкателя L.Determine the width of the pusher L.

L/2=tgα/2*h=tg55*2,6=1,428*2,6=3,7 см, L=7,4 см.L / 2 = tgα / 2 * h = tg55 * 2.6 = 1.428 * 2.6 = 3.7 cm, L = 7.4 cm.

Расчет диаметра профилированного дискаCalculation of the diameter of the profiled disk

Согласно чертежу головка толкателя периодически совершает возвратно поступательные движения в радиальном направлении на величину амплитуды С синусоиды, т.е. 26 мм. В этом случае высота направляющих, в которых движется головка толкателя, будет равна (26+26)=52 мм. Разницу в радиусе между приливами, в которых размещена головка толкателя, и радиусом профилированного диска принимаем 5 мм.According to the drawing, the head of the pusher periodically makes reciprocal movements in the radial direction by the magnitude of the amplitude C of the sinusoid, i.e. 26 mm. In this case, the height of the guides in which the pusher head moves will be equal to (26 + 26) = 52 mm. The difference in the radius between the tides in which the head of the pusher is located and the radius of the profiled disk is 5 mm.

Таким образом, радиус профилированного диска Rпр.д. = 250-(3×26+5)=167 мм.Thus, the radius of the profiled disk Rp.d. = 250- (3 × 26 + 5) = 167 mm.

Поскольку поршень и отрицательный кулачек выполнены на одном и том же центральном (полярном) угле в 40°, а длина поршня равна 1 мм, определим длину отрицательного кулачка (расстояние между двумя вершинами синусоиды) как отношение Loт.к=167*175/250≈117 мм.Since the piston and the negative cam are made at the same central (polar) angle of 40 °, and the piston length is 1 mm, we define the length of the negative cam (the distance between the two vertices of the sinusoid) as the ratio Loot.k = 167 * 175 / 250≈ 117 mm.

Расчет сил, действующих на толкательCalculation of forces acting on the pusher

На головку толкателя (слева) действует сила F1=Pc*S, а справа - сила F2=Pz*S. Обе силы действуют попеременно и направлены по нормали к наклонным поверхностям головки толкателя. Со стороны пружины на ролик толкателя также действует сила Fпр.The force F1 = Pc * S acts on the pusher head (left), and the force F2 = Pz * S on the right. Both forces act alternately and are directed normal to the inclined surfaces of the pusher head. From the spring side, the force Fpr also acts on the pusher roller.

Вычислим абсолютное значение радиальной составляющей силы F2rad.We calculate the absolute value of the radial component of the force F2rad.

F2rad=L/2*D*Pz=3,7*8*45=1541 kг.F2rad = L / 2 * D * Pz = 3.7 * 8 * 45 = 1541 kg.

F2t - силу, действующую на боковую поверхность головки толкателя, определяем по формуле F2t=F2rad*tg35°=1541*0,7=1079 кг.F2t is the force acting on the lateral surface of the pusher head, determined by the formula F2t = F2rad * tg35 ° = 1541 * 0.7 = 1079 kg.

Давление на боковую поверхность головки толкателя Р определяем по формулеThe pressure on the side surface of the head of the pusher P is determined by the formula

P=F2t/S=1079/(3,7*8)=1079/29,6=36,5 кг/см2.P = F2t / S = 1079 / (3.7 * 8) = 1079 / 29.6 = 36.5 kg / cm 2 .

В качестве ролика толкателя выбираем подшипник NA6901.As the pusher roller, we select the NA6901 bearing.

Характеристики: d×D×B=12×24×22 (мм). С=1610 кг. М=0,046 кг.Characteristics: d × D × B = 12 × 24 × 22 (mm). C = 1610 kg. M = 0.046 kg.

На долю Fпp. приходится: Fпр. = 1610-1541=69 кг.To the share of Fpp. accounts for: Fr. = 1610-1541 = 69 kg.

Примечание 1. Отношение длины Loт.к/h равно 117/26=4,5.Note 1. The ratio of the length Lo.k / h is 117/26 = 4.5.

Примечание 2. Диаметр ролика dрол. = 24 мм, меньше хода толкателя h=26 мм.Note 2. Roller diameter drol. = 24 mm, less than the stroke of the pusher h = 26 mm.

Расчет максимального числа оборотовCalculation of the maximum speed

Движение толкателя описывается формулой y=Csinkx, где k2=a/m. Заменим а на F/m.The movement of the pusher is described by the formula y = Csinkx, where k 2 = a / m. Replace a with F / m.

В этом случае k2=F/m2, k=√F/m. Размерность k=1/с.In this case, k 2 = F / m 2, k = √ F / m. Dimension k = 1 / s.

С учетом того, что ϕ-центральный угол, на котором выполнен поршень, максимальную скорость вращения можно определить по формуле nmax=ϕk. (град/с).Taking into account the fact that the ϕ-central angle at which the piston is made, the maximum rotation speed can be determined by the formula nmax = ϕk. (deg / s).

Для перевода размерности (град/с) на обычное выражение - об/мин следует ввести поправочный коэффициент 60/360=1/6.To translate the dimension (deg / s) into the usual expression - rpm, you need to enter the correction factor 60/360 = 1/6.

В окончательном варианте nmax=ϕk/6 (об/мин).In the final version, nmax = ϕk / 6 (rpm).

Применительно к настоящему варианту расчета принимаем:In relation to this calculation option, we accept:

ϕ=40°. k=√F/m. F=√1610=40,12. Принимаем m=10М=0,44 кг, k=40,12/0,44=91.18/c. nmax=40*91,18/6≈s608 об/мин.ϕ = 40 °. k = √F / m. F = √1610 = 40.12. We take m = 10M = 0.44 kg, k = 40.12 / 0.44 = 91.18 / s. nmax = 40 * 91.18 / 6≈s608 rpm.

Примечание. Для снижения значения m, т.е. массы толкателя в сборе и тем самым - повышения числа оборотов (мощности) ДВС, рекомендуется все детали толкателя (головку толкателя, вилку, полый шток, а также ось подшипников) выполнить из сплавов на основе титана и алюминия.Note. To reduce the value of m, i.e. the mass of the pusher assembly and thereby increase the number of revolutions (power) of the internal combustion engine, it is recommended that all parts of the pusher (pusher head, plug, hollow rod, and the axis of the bearings) be made of alloys based on titanium and aluminum.

Ниже приводятся размеры основных деталей и принципиальная схема газораспределения пародизеля, конструкция которого выполнена на основе трехзвенного роторно-кулачкового механизма (РКМ), описанного в патентах РФ №2035651 и №2601493.Below are the dimensions of the main parts and the gas distribution scheme of the parodiesel, the design of which is based on the three-link rotor-cam mechanism (RCM) described in RF patents No. 2035651 and No. 2601493.

Claims (1)

Роторный ДВС содержит цилиндрический корпус, жестко закрепленную к нему боковую часть корпуса с цилиндрическим выступом, с образованием кольцевой камеры, в которой расположены поршни ротора, жестко закрепленного с валом, к валу жестко крепятся профилированные диски с отрицательными кулачками, воздействующими на подпружиненные толкатели, с головками и роликами, ролики установлены в вилке, в цилиндрическом корпусе установлен канал входа для атмосферного воздуха и канал выхода для удаления продуктов сгорания, в камере сгорания установлена форсунка, а также впускной и выпускной клапаны, в штоке выпускного клапана, установленного в гильзе, содержится осевое отверстие, а также радиальные отверстия с канавкой, выполненные с возможностью периодического соединения осевого отверстия штока с каналом подвода ОРС, отличающийся тем, что в тарелке выпускного клапана установлен распылитель, перед каналом подвода ОРС содержится гидрофор, на выходе из гидрофора содержится отсекатель подачи ОРС, работа которого связана с положением рейки ТНВД.The rotary ICE contains a cylindrical body, the side part of the body rigidly fixed to it with a cylindrical protrusion, with the formation of an annular chamber in which the pistons of the rotor are rigidly fixed to the shaft, profiled disks with negative cams acting on spring-loaded pushers are rigidly attached to the shaft with heads and rollers, the rollers are installed in the plug, the inlet channel for atmospheric air and the outlet channel for removing combustion products are installed in the cylindrical body, in the combustion chamber the nozzle, as well as the intake and exhaust valves, in the stem of the exhaust valve installed in the sleeve contains an axial hole, as well as radial holes with a groove made with the possibility of periodic connection of the axial hole of the rod with the OPC feed channel, characterized in that in the exhaust plate the valve is equipped with a sprayer, hydrophore is contained in front of the OPC feed channel, and an OPC supply cut-off is contained at the outlet of the hydrophore, the operation of which is related to the position of the injection pump rail.
RU2016135506A 2016-09-01 2016-09-01 Steam-powered diesel RU2644644C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135506A RU2644644C1 (en) 2016-09-01 2016-09-01 Steam-powered diesel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135506A RU2644644C1 (en) 2016-09-01 2016-09-01 Steam-powered diesel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2644644C1 true RU2644644C1 (en) 2018-02-13

Family

ID=61226771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016135506A RU2644644C1 (en) 2016-09-01 2016-09-01 Steam-powered diesel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2644644C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1426010A1 (en) * 1960-08-03 1969-04-03 Georg Hohlwein Internal combustion engine working with a rotary piston
US4393828A (en) * 1981-04-29 1983-07-19 Jolly Frank H Rotary engine
DE4300264A1 (en) * 1993-01-08 1994-07-14 Wilhelm Gathmann Energy conversion method using rotary piston aggregate
RU2035651C1 (en) * 1989-12-08 1995-05-20 Виктор Альбертович Пилюш Three-link rotor-cam mechanism
JPH11173157A (en) * 1997-12-08 1999-06-29 Hideo Okamoto Super-rotary engine
RU2403414C2 (en) * 2009-01-28 2010-11-10 Иван Матвеевич Плотников Method to up engine efficiency by complex thermal cycle, rotary piston engine to implement said method and rotary piston engine shaft rpm regulator
RU2528796C2 (en) * 2011-11-16 2014-09-20 Игорь Юрьевич Исаев Internal combustion engine: six-stroke rotary engine with spinning gates, separate rotor different-purpose sections, invariable volume combustion chambers arranged in working rotors

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1426010A1 (en) * 1960-08-03 1969-04-03 Georg Hohlwein Internal combustion engine working with a rotary piston
US4393828A (en) * 1981-04-29 1983-07-19 Jolly Frank H Rotary engine
RU2035651C1 (en) * 1989-12-08 1995-05-20 Виктор Альбертович Пилюш Three-link rotor-cam mechanism
DE4300264A1 (en) * 1993-01-08 1994-07-14 Wilhelm Gathmann Energy conversion method using rotary piston aggregate
JPH11173157A (en) * 1997-12-08 1999-06-29 Hideo Okamoto Super-rotary engine
RU2403414C2 (en) * 2009-01-28 2010-11-10 Иван Матвеевич Плотников Method to up engine efficiency by complex thermal cycle, rotary piston engine to implement said method and rotary piston engine shaft rpm regulator
RU2528796C2 (en) * 2011-11-16 2014-09-20 Игорь Юрьевич Исаев Internal combustion engine: six-stroke rotary engine with spinning gates, separate rotor different-purpose sections, invariable volume combustion chambers arranged in working rotors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100147269A1 (en) Internal Combustion Engine With Optimal Bore-To-Stroke Ratio
US8316817B2 (en) Rotary piston engine
CN107237690A (en) Independent compression expansion ratio engine with variable compression ratio
CN101010498B (en) Reciprocating and rotary piston engine
CN106574500B (en) Rotary motor
RU2644644C1 (en) Steam-powered diesel
US3596641A (en) Internal-combustion engine with rotary piston
US8281764B2 (en) Half cycle eccentric crank-shafted engine
EP1320671A1 (en) Rotating cylinder valve engine
CN104912598A (en) Fluid dynamic machine with rotating wheel and rotary vane synchrocyclotron mechanism
CN1548703A (en) Multi-arc cylinder body sliding sheet rotor positive displacement machinery
RU2391514C1 (en) Rotor machine
CN102116195B (en) Gasoline engine with eccentric rotor
USRE29230E (en) Rotary motor
US9032920B2 (en) Axial piston internal combustion engine using an Atkinson cycle
US7849832B2 (en) Rotary piston machine
US1510677A (en) Internal-combustion engine
GB1390774A (en) Rotary positive displacement machine
RU226493U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE
CN103939202A (en) Reciprocating-rotation piston engine
RU193684U1 (en) FOUR-STROKE SPHERICAL INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH ROTATING ROTOR
RU2756490C1 (en) Rotary two-stroke diesel engine with direct-flow valve gas exchange system and high-pressure pump-nozzle, cylinder head device and supercharging method
RU2799697C1 (en) Rotary piston internal combustion engine with variable compression rate
RU2059847C1 (en) Rotor internal combustion engine
CN109653863B (en) Ring cylinder internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200902