RU2773157C1 - Cyclodic rotary engine - Google Patents
Cyclodic rotary engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773157C1 RU2773157C1 RU2021131912A RU2021131912A RU2773157C1 RU 2773157 C1 RU2773157 C1 RU 2773157C1 RU 2021131912 A RU2021131912 A RU 2021131912A RU 2021131912 A RU2021131912 A RU 2021131912A RU 2773157 C1 RU2773157 C1 RU 2773157C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- chamber
- cycloid
- housing
- rotary engine
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000001050 lubricating Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в транспортных средствах, промышленном и сельскохозяйственном оборудовании и в других областях, в которых необходимо применение двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to rotary internal combustion engines, and can be used in vehicles, industrial and agricultural equipment and in other areas that require the use of internal combustion engines.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является циклоидный роторный двигатель, содержащий циклоидный ротор, который имеет N выступающих частей, и корпус, имеющий соответствующий набор N+1 областей, принимающих выступающие части, для последовательного принятия выступающих частей при вращении ротора вокруг оси относительно корпуса, причем корпус содержит пару сторон, расположенных в осевом направлении на первой и второй сторонах ротора, пик, расположенный между каждой парой соседних областей, принимающих выступающие части, и впускное отверстие и выпускное отверстие, причем двигатель также содержит: множество пиковых уплотнительных элементов, по меньшей мере один из которых расположен на каждом пике и выполнен с возможностью поддерживания контакта с ротором на всем протяжении цикла вращения ротора, причем каждый пиковый уплотнительный элемент радиально смещен от ротора на всем протяжении вращения ротора, за счет циклоидной геометрии ротора и областей, принимающих выступающие части, первый торцевой уплотнительный элемент, расположенный между первой стороной и ротором и выполненный с возможностью запечатывания рабочей камеры, второй торцевой уплотнительный элемент, расположенный между второй стороной и ротором и выполненный с возможностью запечатывания рабочей камеры, торцевые уплотнительные элементы выполнены с возможностью обеспечения поддерживания контакта каждым торцевым уплотнительным элементом с ротором и одной из сторон при всех угловых положениях ротора, при этом избегая взаимодействий с любым из указанных отверстий. [Патент РФ №2609027, F01C 1/22, F01C 19/00, 29.03.2012 г.].Closest to the proposed invention is a cycloid rotary engine, containing a cycloid rotor, which has N protrusions, and a housing having a corresponding set of N + 1 areas receiving protrusions for successive acceptance of the protrusions when the rotor rotates around an axis relative to the housing, and the housing contains a pair of sides located in the axial direction on the first and second sides of the rotor, a peak located between each pair of adjacent areas receiving protruding parts, and an inlet and an outlet, and the engine also contains: a plurality of peak sealing elements, at least one of which is located on each peak and is configured to maintain contact with the rotor throughout the cycle of rotation of the rotor, and each peak sealing element is radially displaced from the rotor throughout the rotation of the rotor, due to the cycloid geometry of the rotor and areas receiving protruding parts, the first end sealing element located between the first side and the rotor and configured to seal the working chamber, the second end sealing element located between the second side and the rotor and configured to seal the working chamber, the end sealing elements are configured to ensure contact is maintained by each end sealing element with the rotor and one of the sides at all angular positions of the rotor, while avoiding interactions with any of these holes. [Patent RF No. 2609027,
Известный циклоидный роторный двигатель обладает рядом существенных недостатков. Первым недостатком известного циклоидного роторного двигателя являются низкие прочностные характеристики и надежность, обусловленные конструкцией ротора, в котором выполнены каналы и окна для впуска и выпуска, через которые проходят горячие отработанные газы, вызывающие неравномерный нагрев ротора, и которые как концентраторы напряжений снижают прочность ротора, вызывая местный перегрев ротора, что может привести к его короблению. Выполнение ротора с каналами и окнами для впуска и выпуска усложняет конструкцию двигателя, что ведет к снижению его надежности и обусловливает необходимость использования дополнительных уплотнений впускных отверстий. Система смазки двигателя с каналами для смазки уплотнений, находящихся в пиках (радиальные), приводит к попаданию смазки в рабочую камеру, во впускные и выпускные отверстие в роторе, увеличивая вредные выбросы, ухудшая качество сгорания топлива, уменьшает надежность, долговечность и КПД двигателя.Known cycloid rotary engine has a number of significant disadvantages. The first disadvantage of the known cycloid rotary engine is low strength characteristics and reliability due to the design of the rotor, in which channels and windows for inlet and outlet are made, through which hot exhaust gases pass, causing uneven heating of the rotor, and which, as stress concentrators, reduce the strength of the rotor, causing local overheating of the rotor, which can lead to its warping. The implementation of the rotor with channels and windows for inlet and outlet complicates the design of the engine, which leads to a decrease in its reliability and necessitates the use of additional inlet seals. The engine lubrication system with channels for lubricating seals located in peaks (radial) leads to lubricant getting into the working chamber, into the inlet and outlet holes in the rotor, increasing harmful emissions, worsening the quality of fuel combustion, and reduces the reliability, durability and efficiency of the engine.
Изобретение направлено на решение задачи повышения надежности и экологичности циклоидного роторного двигателя, при одновременном повышении его удельной мощности и КПД и снижении сложности его изготовления.The invention is aimed at solving the problem of improving the reliability and environmental friendliness of a cycloid rotary engine, while increasing its specific power and efficiency and reducing the complexity of its manufacture.
Сущность изобретения заключается в том, что в циклоидном роторном двигателе, имеющем циклоидный ротор, который имеет N выступающих частей, и корпус, имеющий соответствующий набор N+1 областей, принимающих выступающие части, для последовательного принятия выступающих частей при вращении ротора вокруг оси относительно корпуса, причем корпус содержит пару сторон расположенных в осевом направлении на первой и второй сторонах корпуса, пик, расположенный между каждой парой соседних областей, принимающих выступающие части, и впускное отверстие и выпускное отверстие, причем двигатель также содержит множество пиковых уплотнительных элементов, по меньшей мере один из которых расположен на каждом пике и выполнен с возможностью поддерживания контакта с ротором на всем протяжении цикла вращения ротора, причем каждый пиковый уплотнительный элемент радиально смещен от ротора на всем протяжении вращения ротора, за счет циклоидной геометрии ротора и областей, принимающих выступающие части, предлагается, циклоидный ротор выполнить с цельной поверхностью, корпус снабдить камерой для продувки и камерой для смазки и охлаждения поверхности ротора, при этом двигатель снабдить поддоном, выполненным с возможностью наполнения его смазкой и сопряженным с камерой для смазки и охлаждения поверхности ротора, и по меньшей мере одним перепускным каналом для перетекания рабочего тела из камеры для продувки в рабочую камеру, расположенным в одной из пары сторон.The essence of the invention lies in the fact that in a cycloid rotary engine having a cycloid rotor that has N protrusions, and a housing having a corresponding set of N + 1 areas receiving protrusions, for successively receiving protrusions when the rotor rotates around an axis relative to the housing, moreover, the housing contains a pair of sides located in the axial direction on the first and second sides of the housing, a peak located between each pair of adjacent areas receiving protruding parts, and an inlet and an outlet, and the engine also contains a plurality of peak sealing elements, at least one of which is located on each peak and is configured to maintain contact with the rotor throughout the cycle of rotation of the rotor, and each peak sealing element is radially offset from the rotor throughout the rotation of the rotor, due to the cycloid geometry of the rotor and areas receiving protrusions, it is proposed , the cycloid rotor should be made with a solid surface, the housing should be provided with a chamber for purging and a chamber for lubricating and cooling the surface of the rotor, while the engine should be provided with a sump, made with the possibility of filling it with grease and associated with a chamber for lubricating and cooling the surface of the rotor, and at least one a bypass channel for flowing the working fluid from the purge chamber into the working chamber, located in one of the pair of sides.
Циклоидный роторный двигатель может быть снабжен масленым насосом, установленным в поддоне и/или в дополнительной камере.The cycloid rotary engine may be provided with an oil pump installed in a sump and/or in an additional chamber.
Циклоидный роторный двигатель может быть снабжен форсунками для распыления масла, расположенными в поддоне и/или в дополнительной камере.The cycloid rotary engine may be provided with oil spray nozzles located in the sump and/or in an additional chamber.
Циклоидный роторный двигатель может быть снабжен вторым перепускным каналом для перетекания рабочего тела, расположенным во второй из пары сторон, из камеры для продувки рабочей камеры, имеющей отверстие для перетекания рабочего тела и отверстие для всасывания рабочего тела.The cycloid rotary engine can be provided with a second bypass channel for working fluid overflow, located on the second of the pair of sides, from the working chamber purge chamber having a working fluid overflow opening and a working fluid suction hole.
Стороны корпуса могут быть снабжены подпружиненными пластинами для удаления излишков смазки с поверхности ротора.The sides of the housing can be provided with spring loaded plates to remove excess grease from the surface of the rotor.
Корпус может быть снабжен теплоизолирующем покрытием, расположенным на внутренней поверхности рабочей камеры.The housing can be provided with a heat-insulating coating located on the inner surface of the working chamber.
На поверхности рабочей камеры могут быть расположены катализаторы, улучшающие процесс сгорания топлива.Catalysts can be placed on the surface of the working chamber to improve the process of fuel combustion.
Выполнение циклоидного ротора с цельной поверхностью при одновременном снабжении корпуса камерой для продувки и камерой для смазки и охлаждения ротора и смазки уплотнительных элементов при снабжении двигателя поддоном, выполненным с возможностью наполнения его смазкой и сопряженным с камерой для смазки и охлаждения поверхности ротора, и по меньшей мере одним перепускным каналом для перетекания рабочего тела из камеры для продувки в рабочую камеру, расположенным в одной из пары сторон, способствует повышению надежности предлагаемого двигателя, обусловленной целостностью ротора и возможностью смазки трущихся частей без попадания смазки в камеры для продувки и рабочую камеру, что также способствует повышению экологичности и КПД предлагаемого двигателя.Implementation of a cycloid rotor with a solid surface while simultaneously providing the housing with a chamber for purging and a chamber for lubricating and cooling the rotor and lubricating the sealing elements when supplying the engine with a sump made with the possibility of filling it with grease and associated with a chamber for lubricating and cooling the surface of the rotor, and at least one bypass channel for the flow of the working fluid from the purge chamber into the working chamber, located in one of the pair of sides, improves the reliability of the proposed engine, due to the integrity of the rotor and the possibility of lubricating the rubbing parts without getting lubricant into the purge chambers and the working chamber, which also contributes to improving environmental friendliness and efficiency of the proposed engine.
На фиг. 1 приведен циклоидный роторный двигатель внутреннего сгорания в поперечном разрезе, на фиг. 2 приведен циклоидный роторный двигатель внутреннего сгорания в продольном разрезе, на фиг. 3 приведены увеличенные фрагменты корпуса 3.In FIG. 1 shows a cycloid rotary internal combustion engine in cross section, in Fig. 2 shows a cycloid rotary internal combustion engine in longitudinal section, FIG. 3 shows enlarged fragments of
Циклоидный роторный двигатель, имеющем циклоидный ротор 1, который имеет N выступающих частей 2, и корпус 3, имеющий соответствующий набор N+1 областей 4, принимающих выступающие части 2, для последовательного принятия выступающих частей 2 при вращении ротора 1 вокруг оси относительно корпуса 3 в направлении стрелки Б. Ротор 1 выполнен с цельной поверхность без каналов и окон для впуска и выпуска. В конкретном примере приведен ротор 1 с N=2 выступающих частей 2 и корпус 3 с N+1=3 областей 4. Корпус 3 содержит пару сторон 5 и 6, расположенных в осевом направлении на первой и второй сторонах корпуса 3, пик 7, расположенный между каждой парой соседних областей 4, принимающих выступающие части 2, и впускное отверстие 8 и выпускное отверстие 9. Двигатель также содержит множество пиковых уплотнительных элементов 10, по меньшей мере один из которых расположен на каждом пике 7 и выполнен с возможностью поддерживания контакта с ротором 1 на всем протяжении цикла вращения ротора 1, причем каждый пиковый уплотнительный элемент 10 радиально смещен от ротора 1 на всем протяжении вращения ротора 1, за счет циклоидной геометрии ротора 1 и областей 4, принимающих выступающие части 2. Одна из трех областей 4 представляет собой рабочую камеру 11, вторая из трех областей 4 представляет собой камеру 12 для продувки, а третья область 4 - камеру 13 для смазки и охлаждения поверхности ротора 1, и поддоном 14, выполненным с возможностью наполнения его смазкой и сопряженным с камерой 13 для смазки и охлаждения поверхности ротора 1, и по меньшей мере одним перепускным каналом 15 для перетекания рабочего тела из камеры 12 для продувки в рабочую камеру И, расположенным в одной из пары сторон 5 или 6.A cycloid rotary engine having a
Циклоидный роторный двигатель может быть снабжен масленым насосом (на фигурах не показан), установленным в поддоне 14 и/или в дополнительной камере 13.The cycloid rotary engine can be equipped with an oil pump (not shown in the figures) installed in the
Циклоидный роторный двигатель может быть снабжен форсунками для распыления масла (на фигурах не показаны), расположенными в поддоне 14 и/или в дополнительной камере 13.The cycloid rotary engine can be equipped with oil spray nozzles (not shown in the figures) located in the
Циклоидный роторный двигатель может быть снабжен вторым перепускным каналом 15 для перетекания рабочего тела, расположенным во второй из пары сторон 5 или 6 из камеры 12 для продувки рабочей камеры 11, имеющей отверстие 16 для перетекания рабочего тела и отверстие 17 для всасывания рабочего тела.The cycloid rotary engine can be provided with a
Стороны 5 и 6 корпуса 3 могут быть снабжены подпружиненными пластинами 18 для удаления излишков смазки с поверхности ротора 1.
Корпус 3 может быть снабжен теплоизолирующем покрытием 19, расположенным на внутренней поверхности рабочей камеры 11.The
На поверхности рабочей камеры 11 могут быть расположены катализаторы (на фигурах не показаны), улучшающие процесс сгорания топлива.Catalysts (not shown in the figures) can be located on the surface of the working
Ротор 1 через подшипник 20 установлен на эксцентрике 21 вала 22 двигателя. Для синхронизации вращения ротора 1 с валом 22 ротор 1 снабжен жестко присоединенной к нему шестерней 23, а корпус 3 снабжен жестко присоединенной к его стороне 5 или 6 шестерней 24. Соотношение количества зубьев меньшей шестерни 23 к количеству зубьев большей шестерни 24 2:3. Вал 22 установлен в сторонах 5 и 6 через подшипники 25.The
Циклоидный роторный двигатель работает следующим образом. При вращении вала 22 в направлении стрелки А на эксцентрике 21 вокруг его центра вращается ротор 1 в направлении стрелки Б противоположном направлению вращения вала 22. Жестко присоединенная к ротору 1 меньшая шестерня 23 наружными зубьями обкатывает большую шестерню 24 с внутренними зубьями и соединенную жестко со стороной 5 корпуса 3. При нахождении выступающей части 2 ротора 1 в верхней части рабочей камеры 11 происходит воспламенение рабочего тела от, например, свечи зажигания (на фигурах не показана) и начинается рабочий ход. В камеру 12 для продувки через отверстие 17 в это время всасывается свежее рабочее тело и затем в ходе дальнейшего вращения ротора 1 отверстие 17 для всасывания рабочего тела перекрывается ротором 1 и свежее рабочее тело в камере 12 для продувки сжимается ротором 1. Поворачиваясь ротор 1 в определенном положении открывает выпускное отверстие 9 в рабочей камере 11, через которое отработанное рабочее тело покидают двигатель. При дальнейшем повороте ротора 1 открывается впускное отверстие 8 и начинается продувка рабочей камеры 11 через отверстие 16 для перетекания рабочего тела по перепускному каналу 15 для перетекания рабочего тела из камеры 12 для продувки в рабочую камеру 11. Поворачиваясь дальше ротор 1 перекрывает выпускное отверстие 9, впускное отверстие 8 остается частично открытым и в рабочую камеру 11 продолжает поступать свежее рабочее тело из камеры 12 для продувки. Далее все отверстия в рабочей камере 11 перекрываются ротором 1, происходит такт сжатия в рабочей камере 11, а затем воспламенение рабочего тела, а в камеру 12 для продувки в это же время всасывается через впускное отверстие 8 свежее рабочее тело и весь цикл повторяется. За один оборот вала 22 выполняется один рабочий ход. Непрерывно в процессе работы двигателя в камере 13 происходит смазка поверхности ротора 1 при его вращении и нахождении в камере 13 и подшипников 20 и 25. Излишки смазки с поверхности ротора 1 в процессе его вращения удаляются посредством подпружиненных пластин 18 и пиковых уплотнительных элементов 10, после чего на поверхности ротора 1 остается тонкая масляная пленка, при этом излишки смазки стекают в поддон 14.Cycloid rotary engine operates as follows. When the
Таким образом, предлагаемый роторный двигатель внутреннего сгорания обладает повышенными надежностью, удельной мощностью и КПД, прост в изготовления и способствует расширению арсенала технических средств, предназначенных для энергетического преобразования, а именно роторных двигателей внутреннего сгорания.Thus, the proposed rotary internal combustion engine has increased reliability, power density and efficiency, is easy to manufacture and contributes to the expansion of the arsenal of technical means intended for energy conversion, namely, rotary internal combustion engines.
Claims (9)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2773157C1 true RU2773157C1 (en) | 2022-05-31 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3452723A (en) * | 1966-03-17 | 1969-07-01 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Rotary piston internal combustion engine,especially circular piston internal combustion engine |
RU2078221C1 (en) * | 1993-02-02 | 1997-04-27 | Валерий Борисович Веселовский | Rotor |
US8087242B2 (en) * | 2010-04-27 | 2012-01-03 | Hanson Goodwin F | Stirling cycle epitrochoidal heat engine |
RU2662031C2 (en) * | 2013-01-25 | 2018-07-23 | Ликвидпистон, Инк. | Air-cooled rotary engine |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3452723A (en) * | 1966-03-17 | 1969-07-01 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Rotary piston internal combustion engine,especially circular piston internal combustion engine |
RU2078221C1 (en) * | 1993-02-02 | 1997-04-27 | Валерий Борисович Веселовский | Rotor |
US8087242B2 (en) * | 2010-04-27 | 2012-01-03 | Hanson Goodwin F | Stirling cycle epitrochoidal heat engine |
RU2662031C2 (en) * | 2013-01-25 | 2018-07-23 | Ликвидпистон, Инк. | Air-cooled rotary engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102459814B (en) | Rotary machine with roller controlled vanes | |
EP1711686B1 (en) | Rotary mechanism | |
US5352295A (en) | Rotary vane engine | |
US10995660B2 (en) | Method of manufacturing a rotary engine casing | |
US3955540A (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2773157C1 (en) | Cyclodic rotary engine | |
RU2638117C2 (en) | Engine with pivoting multiangular piston | |
US20150377025A1 (en) | Rotary piston engine | |
RU2619672C1 (en) | Six-stroke rotary-vane internal combustion engine | |
KR101236149B1 (en) | Rotary engine and multiple-stage rotary engine having the same | |
RU2613012C1 (en) | Rotary piston engine | |
RU2240432C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2704514C1 (en) | Rotor axial engine and engine lubrication system | |
RU188307U1 (en) | ENGINE | |
RU165041U1 (en) | ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU2737410C1 (en) | Rotary-ball motor | |
RU172052U1 (en) | ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU2268377C2 (en) | Rotor internal combustion engine and method of its operation | |
RU2087729C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
AU2004269045B2 (en) | Rotary mechanism | |
RU2078957C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2451801C2 (en) | Two-axes rotary chamber ice | |
RU2415285C2 (en) | Rotary engine | |
RU2338903C1 (en) | Internal combustion engine | |
EP1503049A1 (en) | Internal combustion engine with rotary slide valve |