RU2677914C1 - Internal combustion turbo engine - Google Patents
Internal combustion turbo engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677914C1 RU2677914C1 RU2018113062A RU2018113062A RU2677914C1 RU 2677914 C1 RU2677914 C1 RU 2677914C1 RU 2018113062 A RU2018113062 A RU 2018113062A RU 2018113062 A RU2018113062 A RU 2018113062A RU 2677914 C1 RU2677914 C1 RU 2677914C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- turbine
- internal combustion
- working
- valve
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 12
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C5/00—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
- F02C5/02—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion characterised by the arrangement of the combustion chamber in the chamber in the plant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C5/00—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
- F02C5/12—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the combustion chambers having inlet or outlet valves, e.g. Holzwarth gas-turbine plants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к моторостроению.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to mechanical engineering.
Из существующего уровня техники известен четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, включающий: корпус двигателя, корпусы рабочих камер, поршни, кривошипно-шатунный механизм, коленчатый вал, клапан впускной, клапан выпускной, устройство открытия впускного и выпускного клапанов, пружины закрытия клапанов, систему питания, систему зажигания, систему охлаждения.The four-stroke internal combustion engine is known from the prior art, including: an engine housing, working chamber housings, pistons, a crank mechanism, a crankshaft, an intake valve, an exhaust valve, an intake and exhaust valve opening device, valve closing springs, a power supply system, a system ignition, cooling system.
Недостатки двигателя.The disadvantages of the engine.
1. Низкая производительность двигателя. Известно, что для совершения полного оборота вала двигателя, необходимо провести восемь ходов поршня, из которых только два являются рабочими, т.е. осуществляющими вращение вала за счет мощности расширяющейся после взрыва горючей смеси и создающими крутящий момент вала. Остальные шесть проходов поршня: всасывание, сжатие и вывод отработанного газа проводятся за счет набранной инерции маховика и не влияют на величину крутящего момента вала, что снижает производительность двигателя.1. Low engine performance. It is known that to complete a full revolution of the engine shaft, it is necessary to carry out eight piston strokes, of which only two are working, i.e. carrying out the rotation of the shaft due to the power expanding after the explosion of the combustible mixture and creating a torque of the shaft. The remaining six piston passes: suction, compression and exhaust gas discharge are carried out due to the gained inertia of the flywheel and do not affect the value of the shaft torque, which reduces engine performance.
2. Передача мощности от взрыва горючей смеси на вал через поршень и кривошипно-шатунный механизм, а так же введение необходимой смазки его шарнира, усложняют конструкцию двигателя.2. The transfer of power from the explosion of the combustible mixture to the shaft through the piston and crank mechanism, as well as the introduction of the necessary lubrication of its hinge, complicate the design of the engine.
3. При выведении поршнем отработанного газа из рабочей камеры, часть его остается в камере сгорания и смешивается с вновь поступившей порцией горючей смеси, снижает ее качество, уменьшая этим мощность взрыва.3. When the piston removes the exhaust gas from the working chamber, part of it remains in the combustion chamber and mixes with the newly received portion of the combustible mixture, reduces its quality, thereby reducing the explosion power.
4. Устройство открытия впускного и выпускного клапанов, усложняет конструкцию двигателя.4. The device for opening the intake and exhaust valves, complicates the design of the engine.
Так же известен используемый в авиастроении турбовинтовой двигатель АИ20, включающий: корпус двигателя, вал, компрессор работающий от вала, турбину, камеру сгорания.The AI20 turboprop engine used in aircraft construction is also known, including: the engine casing, the shaft, the compressor working from the shaft, the turbine, the combustion chamber.
Недостаток двигателя: выходящий из камеры сгорания расширяющийся газ воздействует на турбину широким несконцентрированным потоком, в результате часть потока проходит мимо лопастей турбины и не воздействуя на них теряет до 10% своей мощности. (Данные интернет). Что не экономично.Engine disadvantage: the expanding gas exiting the combustion chamber acts on the turbine in a wide, non-concentrated flow, as a result of which part of the flow passes by the turbine blades and without affecting them loses up to 10% of its power. (Internet data). Which is not economical.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в реализации изделия, отвечающего современным требованиям экономичности, производительности, упрощению конструкции, снижению металлоемкости.The task to which the invention is directed is to implement a product that meets the modern requirements of economy, productivity, simplification of design, and reduction of metal consumption.
Данная задача решается за счет того, что заявленное изобретение: Турбодвигатель внутреннего сгорания, включающий: корпус двигателя, крышку корпуса двигателя, корпусы рабочих камер, вал, турбину, клапан впускной, клапан выпускной, компрессор работающий от вала двигателя, устройство открытия впускного клапана, устройство открытия выпускного клапан, пружины закрытия клапанов, систему питания, систему зажигания, систему охлаждения; корпусы рабочих камер могут быть выполнены коническими, осевые конусов рабочих камер могут быть направлены по касательной к окружности вращения центра лопастей турбины, турбина может быть выполнена с переключателем, открытие впускного клапана может осуществляться за счет разности давления, возникающей в рабочих камерах во время работы двигателя, открытие выпускного клапана может осуществляться переключателем турбины.This problem is solved due to the fact that the claimed invention: an internal combustion turbo-engine, including: an engine casing, an engine casing cover, working chamber housings, a shaft, a turbine, an intake valve, an exhaust valve, a compressor operating from the engine shaft, an intake valve opening device, a device opening the exhaust valve, valve closing springs, power system, ignition system, cooling system; housings of the working chambers can be made conical, the axial cones of the working chambers can be directed tangentially to the circle of rotation of the center of the turbine blades, the turbine can be made with a switch, the inlet valve can be opened due to the pressure difference arising in the working chambers during engine operation, opening the exhaust valve can be done by a turbine switch.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является упрощение конструкции, повышение производительности, повышение экономичности, снижение металлоемкости. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The technical result provided by the given set of features is to simplify the design, increase productivity, increase efficiency, reduce metal consumption. The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг 1 - главный вид,Fig 1 is a main view,
на фиг 2 - вид сбоку,Fig 2 is a side view,
на фиг 3 - выноска I на фиг 2,in Fig 3 - callout I in Fig 2,
на фиг 4 - выноска II на фиг 2.in Fig 4 - callout II in Fig 2.
на фиг 5 - вид А на фиг 1,in Fig. 5 - view A in Fig. 1,
на фиг 6 - схема подачи искры.in Fig.6 is a diagram of the supply of sparks.
Турбодвигатель включает: корпус двигателя 1 (фиг 1), крышку корпуса двигателя 2 (фиг 2), корпусы рабочих камер 3 (фиг 1), турбину 4 (фиг 1), лопасти турбины 5 (фиг 1), переключатели 6 (фиг 1), вал 7 (фиг 1), впускной клапан 13 (фиг 2), пружины закрытия 9 (фиг 3), штоки 10 (фиг 5), рычаги 11 (фиг 1), фиксаторы 12 (фиг 3), выпускной клапан 8 (фиг 3), корпусы 14 (фиг 4), заглушки 15 (фиг 4), пружины закрытия 16 (фиг 4), штоки 17 (фиг 4), компрессор 18 (фиг 2), привод 19 (фиг 2), напорный трубопровод 20 (фиг 1), трубу выхлопную 21 (фиг 1), свечи зажигания 22 (фиг 1), бегунок 23 (фиг 6), контакты рабочих камер 24 (фиг 6), контакт бегунка 25 (фиг 6), шпонку 26 (фиг 2), полости для охлаждающей жидкости 27 (фиг 1)„ манометр 28 (фиг 2).The turbo engine includes: engine housing 1 (FIG. 1), engine housing cover 2 (FIG. 2), working chamber housings 3 (FIG. 1), turbine 4 (FIG. 1), turbine blades 5 (FIG. 1), switches 6 (FIG. 1) , shaft 7 (FIG. 1), inlet valve 13 (FIG. 2), closing springs 9 (FIG. 3), rods 10 (FIG. 5), levers 11 (FIG. 1), latches 12 (FIG. 3), exhaust valve 8 (FIG. 3), cases 14 (FIG. 4), plugs 15 (FIG. 4), closing springs 16 (FIG. 4), rods 17 (FIG. 4), compressor 18 (FIG. 2), drive 19 (FIG. 2), pressure pipe 20 ( Fig. 1), exhaust pipe 21 (Fig. 1), spark plugs 22 (Fig. 1), slider 23 (Fig. 6), contacts of working chambers 24 (Fig. 6), contact of the runner 25 (FIG. 6), key 26 (FIG. 2), cavities for coolant 27 (FIG. 1), “pressure gauge 28 (FIG. 2).
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Включив зажигание и стартер, вал 7 передает крутящий момент через привод 19 на компрессор 18, создающий давление горючей смеси в напорном трубопроводе 20. Далее входя во впускные клапаны 13, горючая смесь под созданным давлением выдвигает штоки 10 и открывает вход в рабочие камеры конусов 3 (фиг 1), двигателя, сжимая при этом пружины закрытия 16. После заполнения рабочих камер, давление в них и в впускных клапанах выравнивается, пружины разжимаясь возвращают штоки на место, закрывая доступ смеси в рабочие камеры.Turning on the ignition and starter, the shaft 7 transmits torque through the
Одновременно с этим, вращающаяся от стартера турбина 4, подводя переключатель 6 к рычагу 11, находящемуся в положении Б (фиг 1) и закрывающему выход введенной смеси из рабочей камеры, поворачивает его на 90° в положение В (фиг 1). В этом положении рычаг полностью открывает отверстие клапан 8 (фиг 3) и устанавливает его на поверхности С (фиг 5) переключателя 6, растягивая при этом пружину возврата 9. Длина L (фиг 5) переключателя удерживает закрытие клапана до полного выхода сгоревшей смеси из рабочей камеры. Одновременно с открытием выпускного клапана, бегунок 23 (фиг Б) со своим контактом 25 (фиг 6) подходит к контакту соответствующей ему заполненной рабочей камеры и замыкая цепь, создает искру в свече зажигания 22 вызывая взрыв горючей смеси. Расширяющийся после взрыва газ, проходя через конус рабочей камеры к выходному отверстию, сжимается, набирает скорость и мощной, концентрированной струей, воздействуя на лопасти 5 турбины 4, начинает ее самостоятельное рабочее вращение. К этому моменту рычаг 11 сходит с поверхности с переключателя 6 и усилием пружины закрытия 9 возвращает его в положение Б, закрывая выход из рабочей камеры, которая тут же заполняется новой порцией горючей смеси. Турбина, продолжая вращения подводит переключатель к рычагу следующей уже заполненной рабочей камеры и вызывает взрыв в ней. Таким образом в данном варианте двигателя с шестью рабочими камерами за один оборот вала происходит шесть рабочих выбросов, что кратно повышает производительность и мощность двигателя. Далее, проверив по манометру 28 (фиг 2) рабочее давление в напорном трубопроводе 20 стартер выключается и двигатель начинает работать самостоятельно.At the same time, the
Применение конусной рабочей камеры поясняется следующим: известно, что мощность воздушного или газового потока определяется по формуле:The application of the conical working chamber is explained as follows: it is known that the power of the air or gas flow is determined by the formula:
где: Where:
Nn - мощность потока,N n is the power flow
Р - плотность воздуха или газа,P is the density of air or gas,
V- скорость потока,V is the flow rate
F - площадь воздействия.F is the area of impact.
Из этой формулы видно, что мощность потока пропорциональна кубу скорости, т.е. если скорость потока увеличилась например в 2 раза, то мощность потока увеличилась в 23 = 8 раз.It can be seen from this formula that the flow power is proportional to the velocity cube, i.e. if the flow rate increased for example 2 times, then the flow rate increased 2 3 = 8 times.
В существующем двигателе с цилиндрической рабочей камерой, повышение мощности двигателя решается за счет увеличения площади воздействия, т.е. площади поршня, соответственно объема цилиндра. Но это влечет за собой рост габаритов и массы двигателя.In an existing engine with a cylindrical working chamber, the increase in engine power is solved by increasing the area of impact, i.e. the area of the piston, respectively, the volume of the cylinder. But this entails an increase in the size and mass of the engine.
В предлагаемом изобретении камера сгорания переходит в конус, образуя конусную рабочую камеру. Расширяющийся после взрыва газ, проходя через конус и к выходному отверстию, сжимается и набирая скорость выходит мощной концентрированной струей, воздействующей на лопасти турбины, наращивая этим мощность двигателя.In the present invention, the combustion chamber passes into a cone, forming a conical working chamber. The gas expanding after the explosion, passing through the cone and to the outlet, is compressed and picks up speed and leaves a powerful concentrated jet acting on the turbine blades, thereby increasing engine power.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018113062A RU2677914C1 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Internal combustion turbo engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018113062A RU2677914C1 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Internal combustion turbo engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2677914C1 true RU2677914C1 (en) | 2019-01-22 |
Family
ID=65085024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018113062A RU2677914C1 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Internal combustion turbo engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677914C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1299222A1 (en) * | 1985-03-27 | 1996-09-10 | Производственное Объединение Турбостроения "Ленинградский Металлический Завод" | Device for determination of maximal permissible variations in turbine load |
RU2302539C2 (en) * | 2005-06-03 | 2007-07-10 | Виталий Владимирович Давыдов | Method of operation and device of rotary-vane internal combustion engine with system of gas-accumulating recuperation |
RU2301349C9 (en) * | 2005-08-22 | 2007-09-27 | Николай Иванович Преображенский | Rotary sector turbine engine |
RU2435105C2 (en) * | 2006-06-29 | 2011-11-27 | Снекма | Design of combustion chamber for gas turbine engine, which has deflector with projecting edge, combustion chamber of gas turbine engine, which contains above mentioned design, and gas turbine engine |
RU2468243C1 (en) * | 2008-10-10 | 2012-11-27 | Роберт Бош Гмбх | Fuel feed system for heavy fuel spray systems with common discharge pipeline |
-
2018
- 2018-04-10 RU RU2018113062A patent/RU2677914C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1299222A1 (en) * | 1985-03-27 | 1996-09-10 | Производственное Объединение Турбостроения "Ленинградский Металлический Завод" | Device for determination of maximal permissible variations in turbine load |
RU2302539C2 (en) * | 2005-06-03 | 2007-07-10 | Виталий Владимирович Давыдов | Method of operation and device of rotary-vane internal combustion engine with system of gas-accumulating recuperation |
RU2301349C9 (en) * | 2005-08-22 | 2007-09-27 | Николай Иванович Преображенский | Rotary sector turbine engine |
RU2435105C2 (en) * | 2006-06-29 | 2011-11-27 | Снекма | Design of combustion chamber for gas turbine engine, which has deflector with projecting edge, combustion chamber of gas turbine engine, which contains above mentioned design, and gas turbine engine |
RU2468243C1 (en) * | 2008-10-10 | 2012-11-27 | Роберт Бош Гмбх | Fuel feed system for heavy fuel spray systems with common discharge pipeline |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7556014B2 (en) | Reciprocating machines | |
US11028771B2 (en) | Modular internal combustion engine with adaptable piston stroke | |
US2158532A (en) | Complementary rotary engine | |
US1456479A (en) | Combined internal-combustion and turbine engine | |
RU2330972C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US2894496A (en) | Internal combustion engine | |
RU2677914C1 (en) | Internal combustion turbo engine | |
US4288981A (en) | Turbine-type engine | |
RU2687659C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
US3823694A (en) | Rotary piston engine having alternately used external combustion chambers | |
US20140190446A1 (en) | Fixed vane rotary abutment engine | |
US3934418A (en) | Turbine engine | |
US2674401A (en) | Internal-combustion engine with compressor | |
CN106194411B (en) | A kind of high expansion ratio high torque rotary engine | |
US1825791A (en) | Rotary internal combustion engine | |
WO2016099313A1 (en) | Rotary-vane-type internal combustion engine or rotary-vane-type steam-driven pneumatic engine | |
US1828228A (en) | Gas engine | |
RU2444636C2 (en) | "fym-1" rotary piston engine | |
KR20020044171A (en) | Z-engine | |
US1263736A (en) | Internal-combustion engine. | |
US1438937A (en) | Internal-combustion engine | |
US1341854A (en) | Rotary internal-combustion engine | |
US3540215A (en) | Rotary combustion turbine engine | |
US2463933A (en) | Supercharging the crankcase of two-cycle engines | |
RU2444635C2 (en) | Rotary engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200411 |