RU2739300C1 - Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739300C1 RU2739300C1 RU2020107820A RU2020107820A RU2739300C1 RU 2739300 C1 RU2739300 C1 RU 2739300C1 RU 2020107820 A RU2020107820 A RU 2020107820A RU 2020107820 A RU2020107820 A RU 2020107820A RU 2739300 C1 RU2739300 C1 RU 2739300C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- crank
- internal combustion
- engine
- combustion engine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C9/00—Oscillating-piston machines or engines
- F01C9/002—Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating around a fixed axis
-
- 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
-
- 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
- F02B55/00—Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
- F02B55/16—Admission or exhaust passages in pistons or outer members
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области двигателестроения транспортных средств. Техническим результатом изобретения является повышение долговечности и надежности роторно-лопастных двигателей путем снижения динамических и инерционных нагрузок на детали двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель состоит из корпуса (1), крышки корпуса (2), выпускного (3) и впускного (4) патрубков, роторного элемента (5), совершающего вращательно-колебательные движения на оси (6), перепускных трубопроводов (8), неподвижных перегородок (7), кривошипно-шатунного механизма, включающего в себя коленчатый вал (10), кривошип (9) и шатун (11), демпферного устройства (12) и опор (13). Неподвижные перегородки (7) закреплены на внутренних стенках корпуса (2) с образованием рабочих и вспомогательных камер, а демпфер (12) имеет камеры с обратными клапанами, выполненные с возможностью сжатия в них воздуха и перепуска его из одной камеры в другую. Такое исполнение обеспечивает достижение равномерности работы двигателя и повышение показателей надежности и долговечности его работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области двигателестроения транспортных средств.
Широкое применение в двигателестроении получили роторно-лопастные двигатели внутреннего сгорания, обладающие значительными преимуществами перед традиционными ДВС, но их использование ограничивается рядом недостатков, таких, как необходимость применения сложных механизмов для выравнивания движения лопастей и интенсивный износ деталей вследствие наличия значительных динамических и инерционных нагрузок.
Известен роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания или объемная машина (см. патент РФ №2016241, МКИ F04C 2/00), содержащий корпус, две пары лопастей, кинематически связанных с выходным валом посредством механизмов качания лопастей шестеренчатого типа с сателлитными валами, причем на штырях шестерен установлены кольцеобразные балансировочные грузы.
Такое исполнение позволяет устранить инерционные нагрузки от неравномерного вращения лопастей, действующие на зубья шестерен и на выходной вал, но не уменьшает инерционные нагрузки, которые действуют на подшипниковые опоры механизмов качания лопастей и приводят к их неравномерному нагружению и, как следствие, к интенсивному износу.
Известен также роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания (см. патент РФ №2151893, МКИ F02B 53/00), содержащий корпус с выхлопным и всасывающим патрубками, роторный элемент с двумя парами лопастей с боковыми крышками и центральными втулками, кинематически связанных с выходным валом посредством механизмов их качания и образующих в корпусе рабочие камеры переменного объема, и трубопровод, соединяющий в конце цикла расширения зону расширения с зоной всасывания, причем упомянутый трубопровод соединен с выхлопным патрубком через обратный клапан с возможностью регулирования усилия его открытия в зависимости от числа оборотов выходного вала, а зона всасывания соединена с трубопроводом через обратный клапан, открывающийся при давлении газов в трубопроводе, большим давления выхлопа сгоревших газов.
К недостаткам данной конструкции следует отнести попытку уменьшения инерционных нагрузок на элементы механизма качания лопастей за счет усложнения механизма газораспределения, а именно путем увеличения начального давления при сжатии рабочей смеси или воздуха и перепуске части сгоревших газов в рабочий объем, заполненный рабочей смесью или воздухом, что, в итоге, не решает в полной мере поставленную задачу в связи с наличием неуравновешенных сил и моментов инерции при качании лопастей двигателя.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение долговечности и надежности роторно-лопастных двигателей путем снижения динамических и инерционных нагрузок на детали двигателя внутреннего сгорания.
Для решения поставленной задачи роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с выпускным и впускным патрубками, роторный элемент с лопастями, совершающий вращательно-колебательные движения, механизм их качании и перепускные трубопроводы, снабжен неподвижными перегородками, закрепленными на внутренних стенках корпуса, с образованием рабочих и вспомогательных камер и демпфером, имеющим камеры с обратными клапанами, выполненные с возможностью сжатия в них воздуха и перепуска его из одной камеры в другую, а механизм качания ротора выполнен кривошипно-шатунным, кривошип которого закреплен на коленчатом валу, а шатун шарнирно соединен с роторным элементом.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлены продольный и поперечный разрезы предлагаемой конструкции двигателя, на фиг. 2 приведены иллюстрации, поясняющие принцип работы двигателя.
Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания состоит из корпуса 1, к которому прикреплена крышка корпуса 2, на которой расположены выпускной 3 и впускной 4 патрубки, роторного элемента 5 с двумя парами лопастей, установленного с возможностью совершать вращательно-колебательные движения в корпусе 1 на оси 6, неподвижных перегородок 7, жестко соединенных с крышкой корпуса 2, с образованием рабочих и вспомогательных камер двигателя, перепускных трубопроводов 8, соединяющих рабочие и вспомогательные камеры, механизма качания ротора 5, выполненного кривошипно-шатунным, включающим кривошип 9, закрепленный на коленчатом валу 10, смонтированном в нижней части корпуса и шатун 11, шарнирно соединенный одним концом с кривошипом, а другим - с ротором 5. В корпусе 1 имеются также окна и каналы, соединяющие рабочие и вспомогательные камеры двигателя посредством перепускных трубопроводов 8, а также окна и каналы для поступления порции свежего воздуха из впускного патрубка 4 во вспомогательные камеры и отвода отработанных газов из рабочих камер двигателя в выпускной патрубок 3. Взаимное расположение окон и каналов выполнено таким образом, чтобы обеспечить работоспособность роторно-лопастного двигателя. Корпус 1 закрепляется на опорной поверхности с помощью опор 12. В нижней части корпуса 1 и одновременно внутри полости ротора 5 смонтировано демпферное устройство 13, имеющее камеры с обратными клапанами, соединенные между собой перепускным трубопроводом 14, для обеспечения эффективного гашения колебаний. Корпус 1 соединяется с крышкой корпуса 2 с расположенными на ней выпускным и впускным патрубками 3, 4 с помощью стандартных крепежных элементов. Корпус и крышка корпуса в итоге являются опорами для вращения коленчатого вала и вращательно-колебательного движения роторного элемента. Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. После монтажа, закрепления на опорной поверхности, установки системы зажигания и подключения к системе питания топливом двигатель готов к работе. Принцип работы роторно-лопастного двигателя поясняется иллюстрациями, приведенными на фиг. 2, где рабочие камеры имеют обозначения Ар и Бр, а вспомогательные, соответственно, Ав и Бв.
Посредством пускового механизма (не показан) сообщают коленчатому валу 10 вращательное движение и посредством кривошипа 9 происходит перемещение ротора 5 против часовой стрелки до момента достижения левой мертвой точки (ЛМТ) в левом секторе. В результате, по одному из перепускных трубопроводов 8 рабочая топливовоздушная смесь попадает из вспомогательной камеры Ав в рабочую камеру Ар, и одновременно в правом секторе во вспомогательной камере Бв создается разряжение и через впускной патрубок 4 рабочая смесь всасывается во вспомогательную камеру Бв. После продолжения сообщения ротору 5 колебательного движения в рабочей камере Бр происходит сжатие рабочей смеси и воспламенение с помощью системы зажигания (на схеме не показана) и осуществляется рабочий ход ротора в направлении, соответствующему на схеме движению по часовой стрелке. Соответственно, при рабочем ходе в камере Бр происходит сжатие и воспламенение рабочей смеси в рабочей камере Ар левого сектора и осуществляется рабочий ход ротора в противоположном направлении (против часовой стрелки). Таким образом, ротор приобретает колебательное движение, преобразуемое с помощью кривошипно-шатунного механизма во вращательное движение коленчатого вала 10. При осуществлении рабочего хода в правом или левом секторе в определенный момент перемещения ротора происходит открытие соответствующего выпускного окна, соединяющего рабочие камеры двигателя с выпускным патрубком 3, и осуществляется выпуск отработавших газов (фиг. 2). При движении поршневой группы в одной из двух секций демпферного устройства сжимается воздух. В момент достижения правой мертвой точки, то есть, одного из крайних положений роторного элемента 5, сжатый воздух из соответствующей демпферной секции Дпр перемещается через трубопровод 14 в противоположную (левую) секцию Дл демпфера. В дальнейшем процесс повторяется и воздух постоянно перетекает из одной секции демпферного устройства в другую, что позволяет погасить возникающие при работе двигателя ударные резонансные усилия.
В дальнейшем циклы работы роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания повторяются и посредством кривошипа 9 и шатуна 11 кривошипно-шатунного механизма колебательные движения роторного элемента 5 превращаются во вращательное движение коленчатого вала 10.
Заявленная конструкция в сравнении с прототипом позволяет обеспечить максимальное гашение динамических и инерционных нагрузок, так как в процессе работы газовые силы, возникающие при воспламенении топливовоздушной смеси и силы инерции, возникающие при вращении роторного элемента, за счет наличия двух зеркально расположенных рабочих камер и неподвижных перегородок взаимно уравновешиваются.
Использование роторного элемента с двумя зеркально расположенными поочередно работающими рабочими и карбюраторными камерами, неподвижных перегородок и кривошипно-шатунного механизма, состоящего из кривошипа и шатуна и обеспечивающего преобразование вращательно-колебательных движений роторного элемента во вращательное движение коленчатого вала, а также демпферного устройства, обеспечивает достижение равномерности работы двигателя и повышение показателей надежности и долговечности его работы.
Claims (2)
1. Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с выпускным и впускным патрубками, роторный элемент с лопастями, совершающий вращательно-колебательные движения, механизм их качании и перепускные трубопроводы, отличающийся тем, что снабжен неподвижными перегородками, закрепленными на внутренних стенках корпуса, с образованием рабочих и вспомогательных камер и демпфером, имеющим камеры с обратными клапанами, выполненные с возможностью сжатия в них воздуха и перепуска его из одной камеры в другую.
2. Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания по п. 1, отличающийся тем, что механизм качания ротора выполнен кривошипно-шатунным, кривошип которого закреплен на коленчатом валу, а шатун шарнирно соединен с роторным элементом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107820A RU2739300C1 (ru) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107820A RU2739300C1 (ru) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739300C1 true RU2739300C1 (ru) | 2020-12-22 |
Family
ID=74063166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020107820A RU2739300C1 (ru) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739300C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB577656A (en) * | 1943-04-20 | 1946-05-27 | Alfred James Johnsen | Improvements in and relating to semi-rotary internal-combustion engines |
GB1187943A (en) * | 1967-03-15 | 1970-04-15 | Richard James | Two-Stroke Semi-Rotary Internal Combustion Engines. |
SU1275097A1 (ru) * | 1985-01-17 | 1986-12-07 | Savelev Anatolij A | Объемна машина |
CN85100486B (zh) * | 1985-04-01 | 1988-10-26 | 谈诚 | 二冲程摆动活塞内燃发动机 |
-
2020
- 2020-02-20 RU RU2020107820A patent/RU2739300C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB577656A (en) * | 1943-04-20 | 1946-05-27 | Alfred James Johnsen | Improvements in and relating to semi-rotary internal-combustion engines |
GB1187943A (en) * | 1967-03-15 | 1970-04-15 | Richard James | Two-Stroke Semi-Rotary Internal Combustion Engines. |
SU1275097A1 (ru) * | 1985-01-17 | 1986-12-07 | Savelev Anatolij A | Объемна машина |
CN85100486B (zh) * | 1985-04-01 | 1988-10-26 | 谈诚 | 二冲程摆动活塞内燃发动机 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
8. GB 2343223A B, 03.05.2000. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5031581A (en) | Crankless reciprocating machine | |
KR100379701B1 (ko) | 크랭크장치 및 기계장치 | |
US4011842A (en) | Piston machine | |
KR20170080606A (ko) | 동력 장치 | |
US4574749A (en) | Counterbalanced piston rotary machine | |
CA2564329A1 (en) | Balanced rotary engine | |
EP1748152A1 (en) | Balanced rotary engine | |
JP6242909B2 (ja) | 非対称ポートタイミングによる内燃機関 | |
RU2739300C1 (ru) | Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания | |
RU2305195C1 (ru) | Аксиально-поршневой двигатель | |
US5138993A (en) | Rotary wavy motion type engine | |
WO2004072442A1 (en) | Revolving piston internal combustion engine | |
US4353331A (en) | Dual-expansion internal combustion engine utilizing an oscillating piston inside an oscillating piston | |
US4036566A (en) | Fluid displacement apparatus | |
US3621758A (en) | Reciprocating piston machine | |
RU2074967C1 (ru) | Роторный двигатель кузнецова | |
JP3425736B2 (ja) | クランク装置 | |
RU2393361C2 (ru) | Одноцилиндровый многопоршневой двигатель внутреннего сгорания (тор блатова) | |
US4144865A (en) | Fluid displacement apparatus | |
RU2397326C1 (ru) | Роторная машина | |
RU2209325C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU2267614C1 (ru) | Лепестковый двигатель внутреннего сгорания двухстороннего действия | |
US8684714B2 (en) | Internal orbital engine | |
RU46813U1 (ru) | Комбинированный двухтактный двигатель | |
RU2098646C1 (ru) | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с камерной схемой газообмена |