RU2805946C1

RU2805946C1 - Rotary piston internal combustion engine

Info

Publication number: RU2805946C1
Application number: RU2022125953A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Токарев; Михаил Валерьевич Балбатун; Дмитрий Владимирович Соломин
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2023-10-24

Abstract

FIELD: engine building.

SUBSTANCE: invention relates specifically to rotary-piston internal combustion engines. The rotary-piston internal combustion engine contains working chambers in which a rotating compressor rotor (1) and a turbine rotor (2) made in form of a disc are installed in parallel on the engine shaft (3), the axis of each of which is offset relative to the axis of rotation of the engine shaft (3), each having a transverse groove on the outer surface, in which spring-loaded sealing plates are placed with the possibility of reciprocating movement. Design of the combustion chamber (25), compressor and turbine, as well as their elements are also disclosed. The inlet valve (23) of the compressor is made in form of a cylinder with a recess in the cylinder body, having the possibility of reciprocating rotational movement with the help of an electromagnetic device (37) of the compressor, equipped with a rack and rack toothing (38) with a gear (39) located on the shaft of the inlet valve body (23). The exhaust valve (24) is made in form of a cylinder with a recess in the cylinder body, capable of reciprocating rotational movement with help of an electromagnetic device (40) of the turbine, equipped with gear connection (42) located on the shaft of the exhaust valve body (24).

EFFECT: improving the technical and economic performance by reducing the leakage of the working mixture both in the compressor and in the turbine, which leads to an increase in engine power and a decrease in fuel consumption.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to engine construction, in particular to rotary piston internal combustion engines.

Предложенный роторно-поршневой двигатель обладает свойством газовой турбины, так как снабжен компрессором, камерой сгорания и турбиной, а по принципу действия является поршневым двигателем внутреннего сгорания с четырьмя тактами работы: впуском, сжатием, рабочим ходом и выпуском.The proposed rotary piston engine has the properties of a gas turbine, since it is equipped with a compressor, a combustion chamber and a turbine, and according to the operating principle it is a piston internal combustion engine with four strokes of operation: intake, compression, power stroke and exhaust.

Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочими камерами, образованными рабочими полостями, в которых установлены вращающиеся ротор компрессора и ротор турбины, выполненные в виде параллельных закрепленных на валу дисков, в одном из которых, в роторе компрессора, с большим диаметром, выполнен радиальный паз с глубиной, плавно увеличивающейся от нулевого до наибольшего значения на первой половине дуги окружности этого диска и плавно уменьшающейся от наибольшего значения до нулевого на второй половине дуги окружности этого диска. Ротор турбины, выполненный в виде диска с меньшим диаметром, снабжен выступом, имеющим возможность контакта с корпусом и подпружиненной рабочей заслонкой. Между роторами расположена камера сгорания, выполненная в виде соосных внешнего, среднего и внутреннего цилиндров, установленных друг в друге. Внешний цилиндр разделен плоскостью, проходящей через оси вала роторов и цилиндров, на полуцилиндры, первый из которых, являющийся корпусом камеры сгорания, жестко закреплен в корпусе двигателя, а второй из которых, одновременно являющийся поршнем, расположен в пазу диска с большим диаметром с возможностью перемещения относительно первого полуцилиндра до прилегания наклонного днища второго полуцилиндра к основанию радиального паза диска. Средний цилиндр и имеющий возможность вращения внутренний цилиндр снабжены каналами для впуска в камеру сгорания рабочей смеси и перепускными каналами для выпуска горящей рабочей смеси. Свеча зажигания установлена в днище внутреннего цилиндра, обращенном в сторону ротора турбины. В данном роторно-поршневом двигателе осуществляется сжатие топлива в роторе компрессора, одновременно - перемещение рабочей смеси в камеру сгорания, где смесь и сгорает. Тепловая энергия передается на ротор турбины, где и превращается в механическую (патент RU 2193676 С2, МПК⁷ F02B 53/08).A rotary piston internal combustion engine is known, containing a housing with working chambers formed by working cavities in which a rotating compressor rotor and a turbine rotor are installed, made in the form of parallel disks mounted on the shaft, in one of which, in the compressor rotor, with a large diameter, a radial groove is made with a depth that smoothly increases from zero to the greatest value in the first half of the circular arc of this disk and smoothly decreases from the greatest value to zero in the second half of the circular arc of this disk. The turbine rotor, made in the form of a disk with a smaller diameter, is equipped with a protrusion that can contact the housing and the spring-loaded operating damper. Between the rotors there is a combustion chamber made in the form of coaxial outer, middle and inner cylinders installed inside each other. The outer cylinder is divided by a plane passing through the axes of the rotor and cylinder shafts into half-cylinders, the first of which, which is the body of the combustion chamber, is rigidly fixed in the engine housing, and the second of which, which is also a piston, is located in a groove of a disk with a large diameter with the ability to move relative to the first half-cylinder until the inclined bottom of the second half-cylinder contacts the base of the radial groove of the disk. The middle cylinder and the rotatable inner cylinder are equipped with channels for inlet of the working mixture into the combustion chamber and bypass channels for exhausting the burning working mixture. The spark plug is installed in the bottom of the inner cylinder, facing the turbine rotor. In this rotary piston engine, fuel is compressed in the compressor rotor, while simultaneously moving the working mixture into the combustion chamber, where the mixture burns. Thermal energy is transferred to the turbine rotor, where it is converted into mechanical energy (patent RU 2193676 C2, IPC ⁷ F02B 53/08).

Основным недостатком этого двигателя является невысокая долговечность вследствие сложности с обеспечением длительной работоспособности элементов камеры сгорания, поскольку ее внутренний цилиндр, подверженный влиянию высоких температур, выполнен вращающимся, что может привести к заклиниванию.The main disadvantage of this engine is its low durability due to the difficulty of ensuring long-term performance of the combustion chamber elements, since its internal cylinder, exposed to high temperatures, is rotating, which can lead to jamming.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус двигателя с являющимися его частью рабочим кольцом компрессора, оснащенным впускным каналом, и рабочим кольцом турбины, оснащенным выпускным каналом, имеющими цилиндрические внутренние поверхности, рабочими камерами, в которых параллельно на валу двигателя установлены вращающийся ротор компрессора, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора компрессора соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора компрессора с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины, и вращающийся ротор турбины, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора турбины соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора турбины с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины. Корпус двигателя помимо рабочих колец компрессора и турбины имеет боковые щеки компрессора и турбины и промежуточную щеку, расположенную между боковыми щеками и отделяющую рабочую полость компрессора от рабочей полости турбины. Так ротор компрессора встроен между боковой щекой компрессора и промежуточной щекой внутри рабочего кольца компрессора, и ротор турбины встроен между промежуточной щекой и боковой щекой турбины. В рабочем кольце компрессора расположена подпружиненная рабочая заслонка компрессора, образованная двумя соединенными между собой элементами: радиальной рабочей заслонкой компрессора, шириной, равной ширине ротора компрессора, минимальной длиной, установленной такой, что не позволяет ей отрываться от внешней поверхности ротора компрессора при вращении вала двигателя, и имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения в пазу рабочего кольца компрессора и плотного прилегания к цилиндрической внешней поверхности ротора компрессора, и окружной рабочей заслонкой компрессора, выполненной в виде пластины с отверстиями, встроенной в рабочее кольцо компрессора, один конец которой соединен с радиальной рабочей заслонкой, а другой конец закреплен через ось в рабочем кольце компрессора с возможностью совершения возвратно-вращательного движения. Окружная рабочая заслонка компрессора размещается при ее максимальном рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца компрессора. В рабочем кольце турбины расположена подпружиненная рабочая заслонка турбины шириной, равной ширине ротора турбины, выполненную в виде пластины, установленной в рабочем кольце турбины с возможностью возвратно - вращательного движения вокруг своей оси, размещенной на переднем конце заслонки по ходу вращения вала двигателя, и размещающуюся при максимальном ее рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца турбины, причем задний конец заслонки имеет возможность плотного прилегания за счет пружины к внешней цилиндрической поверхности ротора турбины. Корпус камеры сгорания со впускным и выпускным каналами выполнен в едином пазу рабочих колец компрессора и турбины, при этом между впускным каналом, выполненным в рабочем кольце компрессора, и впускным каналом корпуса камеры сгорания расположен впускной клапан золотникового типа, выполненный в виде пластины, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения посредством электромагнитного устройства, снабженного рычажным механизмом, соединенным с впускным клапаном, электромагнитом компрессора и возвратной пружиной компрессора, а между выпускным каналом корпуса камеры сгорания и выпускным каналом, выполненным в рабочем кольце турбины, расположен выпускной клапан, выполненный в виде пластины, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения посредством рычажного механизма, соединенного с выпускным клапаном, электромагнитом турбины и возвратной пружиной турбины. Камера сгорания поочередно соединяется с рабочей камерой компрессора и с рабочей камерой турбины посредством клапанов золотникового типа, имеющих возможность возвратно-поступательного перемещения посредством электромагнитов. В корпусе камеры сгорания установлена свеча зажигания. Сжатие рабочей смеси осуществляется первоначально в роторе компрессора, с последующим ее перемещением в камеру сгорания, где смесь и воспламеняется от свечи зажигания и далее поступает в рабочую камеру ротора турбины. Тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива, передается на ротор турбины, где и превращается в механическую (патент RU 2720879 С1, МПК FO2B 53/06 (2006.01), FO2B 53/08 (2006.01), FO1C 11/00 (2006.01), FO1C 1/46 (2006.01).The closest to the claimed invention in terms of technical essence and achieved result (prototype) is a rotary piston internal combustion engine containing an engine housing with its component working ring of a compressor equipped with an inlet channel, and a turbine working ring equipped with an exhaust channel having cylindrical internal surfaces , working chambers in which a rotating compressor rotor is installed parallel to the engine shaft, made in the form of a disk, the axis of which is displaced relative to the axis of rotation of the engine shaft by an amount that does not allow the outer surface of the compressor rotor to come into contact with the inner surface of the compressor working ring, and having on the outer surface a transverse groove in the zone of maximum approach of the outer surface of the compressor rotor with the inner surface of the compressor working ring, in which spring-loaded sealing plates are placed with the possibility of reciprocating movement, and a rotating turbine rotor made in the form of a disk, the axis of which is shifted relative to the axis of rotation of the engine shaft by an amount , which does not allow the outer surface of the turbine rotor to come into contact with the inner surface of the turbine working ring and has a transverse groove on the outer surface in the zone of maximum proximity of the outer surface of the turbine rotor to the inner surface of the turbine working ring, in which spring-loaded sealing plates are placed with the possibility of reciprocating movement. In addition to the working rings of the compressor and turbine, the engine housing has side cheeks of the compressor and turbine and an intermediate cheek located between the side cheeks and separating the working cavity of the compressor from the working cavity of the turbine. So the compressor rotor is built between the compressor side cheek and the intermediate cheek inside the compressor working ring, and the turbine rotor is built between the intermediate cheek and the turbine side cheek. In the working ring of the compressor there is a spring-loaded working damper of the compressor, formed by two interconnected elements: a radial working damper of the compressor, a width equal to the width of the compressor rotor, a minimum length set such that it does not allow it to come off the outer surface of the compressor rotor when the engine shaft rotates, and having the possibility of reciprocating movement in the groove of the compressor working ring and tight fit to the cylindrical outer surface of the compressor rotor, and a circumferential working damper of the compressor, made in the form of a plate with holes, built into the working ring of the compressor, one end of which is connected to the radial working damper, and the other end is fixed through an axis in the working ring of the compressor with the possibility of performing a reciprocating rotational movement. The compressor's circumferential operating damper is located at its maximum operating stroke in the recess of the cylindrical inner surface of the compressor working ring. In the working ring of the turbine there is a spring-loaded working turbine damper with a width equal to the width of the turbine rotor, made in the form of a plate installed in the working ring of the turbine with the possibility of reciprocating rotation around its axis, located at the front end of the damper in the direction of rotation of the engine shaft, and located at its maximum working stroke in the recess of the cylindrical inner surface of the turbine working ring, and the rear end of the damper has the ability to fit tightly due to the spring to the outer cylindrical surface of the turbine rotor. The combustion chamber housing with inlet and outlet channels is made in a single groove of the working rings of the compressor and turbine, while between the inlet channel made in the working ring of the compressor and the inlet channel of the combustion chamber housing there is a spool-type inlet valve made in the form of a plate that has the ability to return - translational movement by means of an electromagnetic device equipped with a lever mechanism connected to the inlet valve, the compressor electromagnet and the compressor return spring, and between the exhaust channel of the combustion chamber housing and the exhaust channel made in the working ring of the turbine, there is an exhaust valve made in the form of a plate having the ability to reciprocate by means of a lever mechanism connected to the exhaust valve, the turbine electromagnet and the turbine return spring. The combustion chamber is alternately connected to the working chamber of the compressor and to the working chamber of the turbine through spool-type valves that can be reciprocated by means of electromagnets. A spark plug is installed in the combustion chamber housing. Compression of the working mixture is carried out initially in the compressor rotor, followed by its movement into the combustion chamber, where the mixture is ignited by the spark plug and then enters the working chamber of the turbine rotor. Thermal energy obtained during fuel combustion is transferred to the turbine rotor, where it is converted into mechanical energy (patent RU 2720879 C1, IPC FO2B 53/06 (2006.01), FO2B 53/08 (2006.01), FO1C 11/00 (2006.01), FO1C 1/46 (2006.01).

В качестве недостатка вышеуказанного двигателя можно отметить сниженные технико-экономические показатели его работы вследствие наличия впускных и выпускных клапанов пластинчатого типа имеющих недостаточную герметичность.As a disadvantage of the above engine, one can note the reduced technical and economic indicators of its operation due to the presence of plate-type intake and exhaust valves with insufficient tightness.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в создании роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания с повышенными технико-экономическими показателями.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation of the invention, is to create a rotary piston internal combustion engine with increased technical and economic indicators.

Решение этой технической проблемы достигается тем, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем рабочие камеры, в которых параллельно на валу двигателя установлены вращающийся ротор компрессора, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора компрессора соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора компрессора с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины, и вращающийся ротор турбины, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора турбины соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины, и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора турбины с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины, корпус двигателя с являющимся его частью рабочим кольцом компрессора, имеющим впускной канал, и являющимся его частью рабочим кольцом турбины, имеющим выпускной канал, камеру сгорания, выполненную в едином пазу рабочих колец компрессора и турбины, при этом между впускным каналом, выполненным в рабочем кольце компрессора, и камерой сгорания расположен впускной клапан золотникового типа приводящим в действие электромагнитным устройством компрессора, а между выпускным каналом, выполненным в рабочем кольце турбины, и камерой сгорания расположен выпускной клапан золотникового типа приводящим в действие электромагнитным устройством турбины, подпружиненную рабочую заслонку компрессора, образованную окружной рабочей заслонкой компрессора в виде пластины с отверстиями, встроенной в рабочее кольцо компрессора, размещающуюся при максимальном ее рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца компрессора, и имеющую возможность совершать возвратно-вращательное движения вокруг оси, закрепленной в рабочем кольце компрессора, и радиальной рабочей заслонкой компрессора, соединенной через ось с окружной заслонкой компрессора, шириной, равной ширине ротора компрессора, и имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения в пазу рабочего кольца компрессора и плотного прилегания посредством пружины к цилиндрической внешней поверхности ротора компрессора, подпружиненную рабочую заслонку турбины шириной, равной ширине ротора турбины, выполненную в виде пластины, установленной в рабочем кольце турбины с возможностью возвратно - вращательного движения вокруг своей оси, размещенной на переднем конце заслонки по ходу вращения вала двигателя, и размещающуюся при максимальном ее рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца турбины, причем задний конец заслонки имеет возможность плотного прилегания за счет пружины к внешней цилиндрической поверхности ротора турбины, боковые щеки компрессора и турбины и промежуточную щеку, расположенную между боковыми щеками, а между боковой щекой компрессора и промежуточной щекой внутри рабочего кольца компрессора встроен ротор компрессора, и между промежуточной щекой и боковой щекой турбины внутри рабочего кольца турбины встроен ротор турбины, свечу зажигания, установленную в камере сгорания. Между боковой поверхностью ротора компрессора и боковой щекой компрессора установлено разрезное распорное уплотняющее кольцо компрессора, имеющее кольцевой паз, плотно прижимающимся внешней диаметральной поверхностью за счет упругости кольца к внутренней поверхности рабочего кольца компрессора в зафиксированном положении при расположении разреза после радиальной рабочей заслонки компрессора по ходу вращения вала двигателя. Между боковой поверхностью ротора турбины и боковой щекой турбины установлено разрезное распорное уплотняющее кольцо турбины с кольцевым пазом, плотно прижимающимся внешней диаметральной поверхностью за счет упругости кольца к внутренней поверхности рабочего кольца турбины в зафиксированном положении при расположении разреза перед рабочей заслонкой турбины по ходу вращения вала двигателя. Согласно изобретению впускной клапан компрессора выполнен в виде цилиндра с выемкой в корпусе цилиндра и имеющего возможность возвратно-вращательного перемещения посредством электромагнитного устройства компрессора, снабженного реечным зацеплением с шестерней, расположенной на валу корпуса впускного клапана, а выпускной клапан выполнен в виде цилиндра с выемкой в корпусе цилиндра и имеющего возможность возвратно-вращательного перемещения посредством электромагнитного устройства турбины, снабженного реечным зацеплением с шестерней, расположенной на валу корпуса выпускного клапана.The solution to this technical problem is achieved by the fact that in a rotary piston internal combustion engine containing working chambers in which a rotating compressor rotor is installed parallel to the engine shaft, made in the form of a disk, the axis of which is shifted relative to the axis of rotation of the engine shaft by an amount that does not allow external the surface of the compressor rotor is in contact with the inner surface of the compressor working ring, and has a transverse groove on the outer surface in the zone of maximum approach of the outer surface of the compressor rotor with the inner surface of the compressor working ring, in which spring-loaded sealing plates and a rotating turbine rotor are located with the possibility of reciprocating movement , made in the form of a disk, the axis of which is shifted relative to the axis of rotation of the engine shaft by an amount that does not allow the outer surface of the turbine rotor to come into contact with the inner surface of the turbine working ring, and having a transverse groove on the outer surface in the zone of maximum proximity of the outer surface of the turbine rotor to the inner surface of the working ring turbine rings, in which spring-loaded sealing plates are placed with the possibility of reciprocating movement, an engine housing with a compressor working ring that is part of it, having an inlet channel, and a turbine working ring that is part of it, having an exhaust channel, a combustion chamber made in a single working groove rings of the compressor and turbine, while between the inlet channel made in the working ring of the compressor and the combustion chamber there is a spool-type inlet valve driving the electromagnetic device of the compressor, and between the outlet channel made in the working ring of the turbine and the combustion chamber there is a spool-type exhaust valve type driving an electromagnetic device of the turbine, a spring-loaded working damper of the compressor, formed by a circumferential working damper of the compressor in the form of a plate with holes built into the working ring of the compressor, located at its maximum working stroke in the recess of the cylindrical inner surface of the working ring of the compressor, and having the ability to reverse - rotational movement around an axis fixed in the working ring of the compressor, and a radial working damper of the compressor, connected through an axis to the circumferential damper of the compressor, a width equal to the width of the compressor rotor, and having the possibility of reciprocating movement in the groove of the compressor working ring and a tight fit by means of a spring to the cylindrical outer surface of the compressor rotor, a spring-loaded working turbine damper with a width equal to the width of the turbine rotor, made in the form of a plate installed in the working ring of the turbine with the possibility of reciprocating rotation around its axis, located at the front end of the damper in the direction of rotation of the engine shaft, and located at its maximum working stroke in the recess of the cylindrical inner surface of the turbine working ring, and the rear end of the damper has the ability to fit tightly due to the spring to the outer cylindrical surface of the turbine rotor, the side cheeks of the compressor and turbine and the intermediate cheek located between the side cheeks, and between the side a compressor rotor is built into the compressor cheek and the intermediate cheek inside the compressor working ring, and between the intermediate cheek and the turbine side cheek, a turbine rotor and a spark plug installed in the combustion chamber are built inside the turbine working ring. Between the side surface of the compressor rotor and the side cheek of the compressor there is a split spacer sealing ring of the compressor, which has an annular groove, tightly pressed by the outer diametrical surface due to the elasticity of the ring to the inner surface of the working ring of the compressor in a fixed position when the cut is located after the radial operating flap of the compressor in the direction of shaft rotation engine. Between the side surface of the turbine rotor and the side cheek of the turbine there is a split turbine spacer sealing ring with an annular groove, which is tightly pressed by the outer diametrical surface due to the elasticity of the ring to the inner surface of the turbine working ring in a fixed position when the cut is located in front of the working turbine damper along the direction of rotation of the engine shaft. According to the invention, the inlet valve of the compressor is made in the form of a cylinder with a recess in the cylinder body and has the possibility of reciprocating rotational movement by means of an electromagnetic device of the compressor, equipped with a rack and pinion gear located on the shaft of the intake valve body, and the exhaust valve is made in the form of a cylinder with a recess in the body cylinder and having the possibility of reciprocating rotational movement through an electromagnetic turbine device equipped with a rack and pinion gear located on the shaft of the exhaust valve housing.

Повышение технико-экономических показателей предлагаемого двигателя обеспечивается за счет введения впускного и выпускного клапанов золотникового типа, выполненных в виде цилиндров с выемкой в корпусе цилиндра и имеющих возможность возвратно-вращательного перемещения посредством электромагнитных устройств снабженных реечным зацеплением с шестернями, расположенными на валах корпусов клапанов, что обеспечивает снижение утечек рабочей смеси как в компрессоре, так и в турбине, что приводит к повышению мощности двигателя и снижению расхода топлива.An increase in the technical and economic performance of the proposed engine is ensured by the introduction of spool-type intake and exhaust valves, made in the form of cylinders with a recess in the cylinder body and having the possibility of reciprocating rotational movement through electromagnetic devices equipped with rack and pinion gears located on the shafts of the valve bodies, which ensures a reduction in leakage of the working mixture both in the compressor and in the turbine, which leads to increased engine power and reduced fuel consumption.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - разрез по линии А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по линии Б-Б фиг. 1.The present invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of a rotary piston internal combustion engine; in fig. 2 - section along line A-A of Fig. 1; in fig. 3 - section along line BB of Fig. 1.

Основой предлагаемого роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания являются два ротора, ротор 1 компрессора и ротор 2 турбины, расположенные параллельно в рабочих камерах, закрепленные на одном валу 3 двигателя на фиксированном расстоянии друг от друга и вращающиеся вместе с валом 3 на подшипниках 4, установленных в корпусе 5 двигателя (фиг. 1). Ротор 1 компрессора выполнен в виде круглого диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину Н, не позволяющую внешней поверхности ротора 1 компрессора соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца 6 компрессора (фиг. 2).The basis of the proposed rotary piston internal combustion engine are two rotors, the compressor rotor 1 and the turbine rotor 2, located parallel in the working chambers, mounted on one engine shaft 3 at a fixed distance from each other and rotating together with the shaft 3 on bearings 4 installed in engine housing 5 (Fig. 1). The compressor rotor 1 is made in the form of a round disk, the axis of which is shifted relative to the axis of rotation of the engine shaft by an amount H, which does not allow the outer surface of the compressor rotor 1 to come into contact with the inner surface of the compressor working ring 6 (Fig. 2).

Рабочее кольцо 6 компрессора, являющееся частью корпуса 5 двигателя, имеет рабочую цилиндрическую внутреннюю поверхность, обращенную в сторону ротора 1 компрессора, ось которой совпадает с осью вращения вала 3 двигателя. Ширина рабочего кольца 6 компрессора равна ширине ротора 1 компрессора (фиг. 1, 2).The compressor working ring 6, which is part of the engine housing 5, has a working cylindrical inner surface facing the compressor rotor 1, the axis of which coincides with the axis of rotation of the engine shaft 3. The width of the compressor working ring 6 is equal to the width of the compressor rotor 1 (Fig. 1, 2).

Ротор 1 компрессора встроен между боковой щекой 7 компрессора и промежуточной щекой 8 внутри рабочего кольца 6 компрессора и имеет возможность вращения внутри полости, заключенной между боковой щекой 7 компрессора, промежуточной щекой 8 и внутренней цилиндрической поверхностью рабочего кольца 6 компрессора.The compressor rotor 1 is built between the side cheek 7 of the compressor and the intermediate cheek 8 inside the working ring 6 of the compressor and is capable of rotation inside the cavity enclosed between the side cheek 7 of the compressor, the intermediate cheek 8 and the inner cylindrical surface of the working ring 6 of the compressor.

В рабочем кольце 6 компрессора установлена с возможностью перемещения подпружиненная рабочая заслонка компрессора, образованная соединенными окружной рабочей заслонкой 9 компрессора и радиальной рабочей заслонкой 10 компрессора. Окружная рабочая заслонка 9 компрессора выполнена в виде пластины с отверстиями, один конец которой, расположенный в направлении вращения роторов впереди второго конца заслонки 9, соединен с радиальной рабочей заслонкой 10 компрессора, а второй конец рабочей заслонки 9 ротора компрессора, расположенный в направлении вращения роторов позади первого ее конца, закреплен через ось 11 в рабочем кольце 6 компрессора с возможностью совершения возвратно-вращательного движения рабочей заслонки 9 ротора компрессора вокруг оси 11 и вхождения в углубление 12, расположенное на цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца 6 компрессора при максимальном ее рабочем ходе. Окружная рабочая заслонка 9 расположена таким образом, что ее ось 11 находится справа от ее первого конца вблизи заднего торца углубления 12 по направлению вращения вала 3 двигателя. Радиальная рабочая заслонка 10 компрессора установлена в пазу 13 рабочего кольца 6 компрессора, закреплена через ось 14 с окружной рабочей заслонкой 10 и за счет пружины 15 имеет возможность плотного прилегания к цилиндрической внешней поверхности ротора 1 компрессора. Ширина радиальной рабочей заслонки 10 ротора компрессора равна ширине ротора 1 компрессора, а ее минимальная длина установлена такой, что не позволяет ей отрываться от внешней поверхности ротора 1 компрессора при вращении вала 3 двигателя и не выходить из паза 13.In the working ring 6 of the compressor, a spring-loaded working damper of the compressor is installed for movement, formed by a circumferential working damper of the compressor 9 and a radial working damper of the compressor 10 connected. The circumferential working damper 9 of the compressor is made in the form of a plate with holes, one end of which, located in the direction of rotation of the rotors in front of the second end of the damper 9, is connected to the radial working damper 10 of the compressor, and the second end of the working damper 9 of the compressor rotor, located in the direction of rotation of the rotors behind its first end, is fixed through the axis 11 in the working ring 6 of the compressor with the possibility of performing a reciprocal rotational movement of the working damper 9 of the compressor rotor around the axis 11 and entering the recess 12 located on the cylindrical inner surface of the working ring 6 of the compressor at its maximum working stroke. The circumferential operating valve 9 is located in such a way that its axis 11 is located to the right of its first end near the rear end of the recess 12 in the direction of rotation of the engine shaft 3. The radial working damper 10 of the compressor is installed in the groove 13 of the working ring 6 of the compressor, secured through an axis 14 with the circumferential working damper 10 and, due to the spring 15, has the ability to fit tightly to the cylindrical outer surface of the rotor 1 of the compressor. The width of the radial operating damper 10 of the compressor rotor is equal to the width of the compressor rotor 1, and its minimum length is set such that it does not allow it to come off the outer surface of the compressor rotor 1 when the engine shaft 3 rotates and does not come out of the groove 13.

Промежуточная щека 8 расположена между боковой щекой 7 компрессора и боковой щекой 16 турбины. Ротор 2 турбины встроен между промежуточной щекой 8 и боковой щекой 16 турбины внутри рабочего кольца 17 турбины, являющегося частью корпуса 5 двигателя.The intermediate cheek 8 is located between the side cheek 7 of the compressor and the side cheek 16 of the turbine. The turbine rotor 2 is built between the intermediate cheek 8 and the turbine side cheek 16 inside the turbine working ring 17, which is part of the engine housing 5.

Ротор 2 турбины выполнен в виде круглого диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала 3 двигателя на величину К, не позволяющую внешней поверхности ротора 2 турбины соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца 17 турбины, имеет возможность вращения внутри полости, заключенной между боковой щекой 16 турбины, промежуточной щекой 8 и цилиндрической внутренней поверхностью рабочего кольца 17 турбины (фиг. 1, 3).The turbine rotor 2 is made in the form of a round disk, the axis of which is shifted relative to the axis of rotation of the engine shaft 3 by an amount K, which does not allow the outer surface of the turbine rotor 2 to come into contact with the inner surface of the turbine working ring 17, and has the ability to rotate inside the cavity enclosed between the side cheek 16 of the turbine , intermediate cheek 8 and the cylindrical inner surface of the turbine working ring 17 (Fig. 1, 3).

В рабочем кольце 17 турбины размещена подпружиненная рабочая заслонка 18 ротора 2 турбины, выполненная в виде пластины, один конец которой, расположенный в направлении вращения роторов позади второго конца заслонки 18 ротора турбины, имеющий закругление, за счет пружины 19 имеет возможность плотного прилегания к внешней цилиндрической поверхности ротора 2 турбины, а второй конец заслонки 18, расположенный в направлении вращения роторов впереди первого ее конца, закреплен через ось 20 в рабочем кольце 17 турбины с возможностью совершения возвратно-вращательного движения рабочей заслонки 18 ротора турбины вокруг оси 20. При этом ось 20 размещена на переднем конце рабочей заслонки 18 ротора турбины по ходу вращения вала 3 двигателя.In the working ring 17 of the turbine there is a spring-loaded working damper 18 of the turbine rotor 2, made in the form of a plate, one end of which, located in the direction of rotation of the rotors behind the second end of the damper 18 of the turbine rotor, having a rounding, due to the spring 19 has the ability to fit tightly to the outer cylindrical surface of the turbine rotor 2, and the second end of the damper 18, located in the direction of rotation of the rotors in front of its first end, is fixed through an axis 20 in the working ring 17 of the turbine with the possibility of performing a reciprocating rotational movement of the working damper 18 of the turbine rotor around the axis 20. In this case, the axis 20 located at the front end of the working damper 18 of the turbine rotor along the direction of rotation of the engine shaft 3.

На цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца 17 турбины имеется углубление 21, предназначенное для вхождения в него рабочей заслонки 18 ротора турбины при максимальном ее рабочем ходе. Ширина рабочей заслонки 18 ротора турбины равна ширине ротора 2 турбины, а минимальная длина ее установлена такой, что не позволяет ей отрываться от внешней поверхности ротора 2 турбины при вращении вала 3 двигателя. Рабочая заслонка 18 ротора турбины расположена таким образом, что ее ось 20 находится слева от ее первого конца вблизи переднего торца углубления 21 по направлению вращения вала 3 двигателя.On the cylindrical inner surface of the turbine working ring 17 there is a recess 21 intended for the working damper 18 of the turbine rotor to fit into it at its maximum operating stroke. The width of the working damper 18 of the turbine rotor is equal to the width of the turbine rotor 2, and its minimum length is set such that it does not allow it to come off the outer surface of the turbine rotor 2 when the engine shaft 3 rotates. The working damper 18 of the turbine rotor is located in such a way that its axis 20 is to the left of its first end near the front end of the recess 21 in the direction of rotation of the engine shaft 3.

В рабочем кольце 6 компрессора и в рабочем кольце 17 турбины имеется общий паз 22, предназначенный для установки в нем впускного клапана 23 расположенного в теле рабочего кольца 6 компрессора и выпускного клапана 24 расположенного в теле рабочего кольце 17 турбины (фиг. 1, 2, 3). Паз 22 одновременно является и камерой сгорания 25, которая располагается как в рабочем кольце 6 компрессора, так и в рабочем кольце 17 турбины.In the working ring 6 of the compressor and in the working ring 17 of the turbine there is a common groove 22, intended for installing in it the inlet valve 23 located in the body of the working ring 6 of the compressor and the exhaust valve 24 located in the body of the working ring 17 of the turbine (Fig. 1, 2, 3 ). The groove 22 is also a combustion chamber 25, which is located both in the working ring 6 of the compressor and in the working ring 17 of the turbine.

Камера сгорания 25 в компрессорной части двигателя выполнена в теле рабочего кольца 6 компрессора, расположена над ротором 1 компрессора и имеет сообщение через отверстие 26 выполненное в промежуточной щеке 8 с камерой сгорания 25, выполненной в теле рабочего кольца 17 турбины, расположенной над ротором 2 турбины. Камера сгорания 25 выполненная в турбинной части двигателя имеет крышку 27 крепящуюся болтами к рабочему кольцу 17 турбины и имеет закрепленную в крышке 27 свечу зажигания 28.The combustion chamber 25 in the compressor part of the engine is made in the body of the compressor working ring 6, is located above the compressor rotor 1 and has communication through a hole 26 made in the intermediate cheek 8 with a combustion chamber 25 made in the body of the turbine working ring 17, located above the turbine rotor 2. The combustion chamber 25 made in the turbine part of the engine has a cover 27 bolted to the working ring 17 of the turbine and has a spark plug 28 fixed in the cover 27.

Впускной клапан 23 выполнен в виде цилиндра имеющего возможность совершать возвратно-вращательные движения в отверстии 29, выполненном в теле рабочего кольца 6 компрессора с плотным прилеганием внешней поверхности цилиндра клапана 23 к внутренней поверхности отверстия 29. Впускной клапан 23 имеет выемку 30, выполненной на внешней поверхности цилиндра клапана 23, позволяющей соединять и разъединять при возвратно-вращательном движении цилиндра клапана 23 через впускное отверстие 31, выполненное в рабочем кольце 6 компрессора, камеру сгорания 25 с камерой сжатия 32 компрессора (фиг. 2).The inlet valve 23 is made in the form of a cylinder with the ability to perform reciprocal rotational movements in the hole 29, made in the body of the working ring 6 of the compressor with a tight fit of the outer surface of the valve cylinder 23 to the inner surface of the hole 29. The inlet valve 23 has a recess 30 made on the outer surface valve cylinder 23, which allows you to connect and disconnect, during the reciprocating rotational movement of the valve cylinder 23, through the inlet hole 31, made in the working ring 6 of the compressor, the combustion chamber 25 with the compression chamber 32 of the compressor (Fig. 2).

Возвратно-вращательное движение впускного клапана 23 осуществляется электромагнитом 37 компрессорной части двигателя посредством зубчатой рейки 38, являющейся штоком электромагнита, входящей в зацепление с шестерней 39, установленной на валу впускного клапана 23.The reciprocating rotational movement of the intake valve 23 is carried out by the electromagnet 37 of the compressor part of the engine through the gear rack 38, which is the electromagnet rod, meshing with the gear 39 mounted on the shaft of the intake valve 23.

Выпускной клапан 24 выполнен в виде цилиндра имеющего возможность совершать возвратно-вращательные движения в отверстии 33, выполненном в теле рабочего кольца 17 турбины с плотным прилеганием внешней поверхности цилиндра клапана 24 к внутренней поверхности отверстия 33 (фиг. 3). Выпускной клапан 24 имеет выемку 34, выполненной на внешней поверхности цилиндра клапана 24, позволяющей соединять и разъединять при возвратно-вращательном движении цилиндра клапана 24 через выпускное отверстие 35, выполненное в рабочем кольце 17 турбины, камеру сгорания 25 с камерой рабочего хода 36 турбины.The exhaust valve 24 is made in the form of a cylinder with the ability to perform reciprocal rotational movements in the hole 33, made in the body of the turbine working ring 17 with a tight fit of the outer surface of the valve cylinder 24 to the inner surface of the hole 33 (Fig. 3). The exhaust valve 24 has a recess 34 made on the outer surface of the valve cylinder 24, which allows the combustion chamber 25 to be connected and disconnected during the reciprocating rotational movement of the valve cylinder 24 through the outlet 35 made in the turbine working ring 17, the combustion chamber 25 with the turbine stroke chamber 36.

Возвратно-вращательное движение выпускного клапана 24 осуществляется электромагнитом 40 турбинной части двигателя посредством зубчатой рейки 41, являющейся штоком электромагнита, входящей в зацепление с шестерней 42, установленной на валу выпускного клапана 24.The reciprocating rotational movement of the exhaust valve 24 is carried out by the electromagnet 40 of the turbine part of the engine through the gear rack 41, which is the rod of the electromagnet, meshing with the gear 42 mounted on the shaft of the exhaust valve 24.

Боковая щека 7 компрессора, рабочее кольцо 6 компрессора, промежуточная щека 8, расположенная между боковой щекой 7 компрессора и боковой щекой 16 турбины, рабочее кольцо 17 турбины и боковая щека 16 турбины стянуты между собой болтами 43, расположенными по окружности двигателя (фиг. 1).The side cheek 7 of the compressor, the working ring 6 of the compressor, the intermediate cheek 8 located between the side cheek 7 of the compressor and the side cheek 16 of the turbine, the working ring 17 of the turbine and the side cheek 16 of the turbine are tightened together with bolts 43 located around the circumference of the engine (Fig. 1) .

На внешней поверхности ротора 1 компрессора, в зоне ее максимального сближения с внутренней поверхностью рабочего кольца 6 компрессора, выполнен поперечный паз 44, в котором параллельно оси вала 3 двигателя расположены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины 45 (фиг. 2).On the outer surface of the compressor rotor 1, in the zone of its maximum approach to the inner surface of the compressor working ring 6, there is a transverse groove 44, in which spring-loaded sealing plates 45 are located parallel to the axis of the engine shaft 3 with the possibility of reciprocating movement (Fig. 2).

В роторе 2 турбины, на его внешней поверхности, в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора 2 турбины с внутренней поверхностью рабочего кольца 17 турбины, выполнен поперечный паз 46, в котором параллельно оси вала 3 двигателя установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины 47 (фиг. 3).In the turbine rotor 2, on its outer surface, in the zone of maximum proximity of the outer surface of the turbine rotor 2 with the inner surface of the turbine working ring 17, there is a transverse groove 46, in which spring-loaded sealing plates 47 are installed parallel to the axis of the engine shaft 3 with the possibility of reciprocating movement. (Fig. 3).

В компрессорной части двигателя установлено распорное уплотняющее кольцо 48 компрессора представляющее собой разрезанный упругий диск с пазом П-образного сечения в средней части, внешняя диаметральная поверхность которого за счет упругости диска плотно прижимается к внутренней диаметральной поверхности рабочего кольца 6 компрессора, а диаметр внутренней диаметральной поверхности выполнен таким, который не позволяет соприкасающимся с распорным кольцом 48 боковым поверхностям ротора 1 компрессора выходить за его пределы (фиг. 1)..In the compressor part of the engine, a spacer sealing ring 48 of the compressor is installed, which is a cut elastic disk with a U-shaped groove in the middle part, the outer diametrical surface of which, due to the elasticity of the disk, is tightly pressed against the inner diametrical surface of the working ring 6 of the compressor, and the diameter of the inner diametrical surface is made one that does not allow the side surfaces of the compressor rotor 1 in contact with the spacer ring 48 to go beyond its limits (Fig. 1).

Распорное уплотняющее кольцо 48 установлено в компрессоре двигателя в зафиксированном положении, его сплошная боковая поверхность обращена в сторону ротора 1 компрессора, а его разрез расположен сразу после радиальной рабочей заслонки 10 компрессора по ходу вращения вала 3 двигателя со стороны ротора компрессора. Распорное уплотняющее кольцо 48 за счет пружин 49 плотно прижимается к боковой поверхности ротора 1 компрессора, а вторая боковая поверхность ротора 1 за счет этих же пружин и возможности перемещения ротора компрессора вдоль оси вала 3 двигателя плотно прижимается к боковой поверхности промежуточной щеки 8.The spacer sealing ring 48 is installed in the engine compressor in a fixed position, its solid side surface faces the compressor rotor 1, and its cut is located immediately after the radial operating damper 10 of the compressor along the direction of rotation of the engine shaft 3 on the compressor rotor side. The spacer sealing ring 48, due to the springs 49, is tightly pressed against the side surface of the compressor rotor 1, and the second side surface of the rotor 1, due to the same springs and the possibility of moving the compressor rotor along the axis of the engine shaft 3, is tightly pressed against the side surface of the intermediate jaw 8.

Распорное уплотняющее кольцо 50 турбины представляет собой разрезанный упругий диск с пазом П-образного сечения в средней части, внешняя диаметральная поверхность которого за счет упругости диска плотно прижимается к внутренней диаметральной поверхности рабочего кольца 17 турбины, а диаметр внутренней диаметральной поверхности выполнен таким, который не позволяет соприкасающиеся с распорным диском 50 боковым поверхностям ротора 2 турбины выходить за его пределы. Распорное уплотняющее кольцо 50 установлено в турбине двигателя в зафиксированном положении, его сплошная боковая поверхность обращена в сторону ротора 2 турбины, а его разрез расположен перед осью 20 рабочей заслонки 18 турбины со стороны ротора компрессора. Распорное уплотняющее кольцо 50 за счет пружин 51 плотно прижимается к боковой поверхности ротора 2 турбины, а вторая боковая поверхность ротора 2 за счет этих же пружин и возможности перемещения ротора турбины вдоль оси вала 3 двигателя плотно прижимается к боковой поверхности промежуточной щеки 8.The turbine spacer sealing ring 50 is a cut elastic disk with a U-shaped groove in the middle part, the outer diametrical surface of which, due to the elasticity of the disk, is tightly pressed against the inner diametrical surface of the turbine working ring 17, and the diameter of the inner diametrical surface is made such that it does not allow the side surfaces of the turbine rotor 2 in contact with the spacer disk 50 extend beyond its limits. The spacer sealing ring 50 is installed in the engine turbine in a fixed position, its solid side surface faces the turbine rotor 2, and its cut is located in front of the axis 20 of the turbine operating damper 18 on the side of the compressor rotor. The spacer sealing ring 50, due to the springs 51, is tightly pressed against the side surface of the turbine rotor 2, and the second side surface of the rotor 2, due to the same springs and the possibility of moving the turbine rotor along the axis of the engine shaft 3, is tightly pressed against the side surface of the intermediate jaw 8.

Рабочая полость 52 компрессора, образованная наружной поверхностью ротора 1 компрессора, внутренней цилиндрической поверхностью рабочего кольца 6 компрессора, боковой щекой 7 компрессора и промежуточной щекой 8, разделена подпружиненной радиальной рабочей заслонкой 10 компрессора и уплотнительными пластинами 45 на камеру впуска 53 и камеру сжатия 32 (фиг. 2).The working cavity 52 of the compressor, formed by the outer surface of the compressor rotor 1, the inner cylindrical surface of the compressor working ring 6, the side cheek 7 of the compressor and the intermediate cheek 8, is divided by a spring-loaded radial working valve 10 of the compressor and sealing plates 45 into the intake chamber 53 and the compression chamber 32 (Fig. .2).

Рабочая полость 54 турбины, образованная наружной поверхностью ротора 2 турбины, цилиндрической внутренней поверхностью рабочего кольца 17 турбины, промежуточной щекой 8 и боковой щекой 16 турбины разделена рабочей заслонкой 18 турбины и уплотнительными пластинами 47 на камеру рабочего хода 36 и камеру выпуска 55 (фиг. 3).The working cavity 54 of the turbine, formed by the outer surface of the turbine rotor 2, the cylindrical inner surface of the turbine working ring 17, the intermediate cheek 8 and the side cheek 16 of the turbine, is divided by the working valve 18 of the turbine and sealing plates 47 into a stroke chamber 36 and an exhaust chamber 55 (Fig. 3 ).

В боковой щеке 7 компрессора выполнен впускной канал 56, предназначенный для соединения камеры впуска 53 с впускным трактом системы впуска рабочей смеси (фиг. 1, 2). В боковой щеке 16 турбины выполнен выпускной канал 57, предназначенный для соединения камеры выпуска 55 с атмосферой (фиг. 1, 2, 3).In the side cheek 7 of the compressor there is an inlet channel 56 designed to connect the intake chamber 53 with the inlet tract of the working mixture intake system (Fig. 1, 2). In the side cheek 16 of the turbine there is an exhaust channel 57, designed to connect the exhaust chamber 55 with the atmosphere (Fig. 1, 2, 3).

Внутри рабочего кольца 6 компрессора и рабочего кольца 17 турбины образованы полости 58 для рубашки системы охлаждения (фиг. 2, 3).Inside the working ring 6 of the compressor and the working ring 17 of the turbine, cavities 58 are formed for the jacket of the cooling system (Fig. 2, 3).

Кроме этого, на чертеже дополнительно обозначено:In addition, the drawing additionally indicates:

- стрелкой на фиг. 2, 3 - направление вращения роторов 1, 2;- arrow in Fig. 2, 3 - direction of rotation of rotors 1, 2;

- пунктирными стрелками на фиг. 2, 3 - направления движения рабочей смеси и отработавших газов.- dotted arrows in Fig. 2, 3 - directions of movement of the working mixture and exhaust gases.

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.A rotary piston internal combustion engine works as follows.

Положение подпружиненных уплотнительных пластин 45 ротора 1 компрессора, когда они находятся на наименьшем расстоянии от камеры сгорания 25, принимается за начало работы роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания (фиг. 2). Вращение ротора 1 компрессора и ротора 2 турбины происходит по часовой стрелке со стороны ротора 1 компрессора (фиг. 1, 2, 3). Двигатель работает на жидком или газообразном топливе и имеет стандартные системы питания и зажигания.The position of the spring-loaded sealing plates 45 of the compressor rotor 1, when they are at the shortest distance from the combustion chamber 25, is taken as the start of operation of the rotary piston internal combustion engine (Fig. 2). The rotation of the compressor rotor 1 and the turbine rotor 2 occurs clockwise from the side of the compressor rotor 1 (Fig. 1, 2, 3). The engine runs on liquid or gaseous fuel and has standard power and ignition systems.

Рассмотрим первоначально полный рабочий цикл двигателя от такта впуска до такта выпуска, происходящий с одним зарядом рабочей смеси.Let us initially consider the full operating cycle of the engine from the intake stroke to the exhaust stroke, occurring with one charge of the working mixture.

1 такт - впуск - происходит на угле поворота вала 3 двигателя от 0° до 360°. При вращении ротора 1 компрессора за подпружиненной радиальной рабочей заслонкой 10 компрессора создается разряжение, и порция рабочей смеси по впускному каналу 56 поступает в камеру впуска 53 (фиг. 2).Stroke 1 - intake - occurs at the angle of rotation of engine shaft 3 from 0° to 360°. When rotor 1 of the compressor rotates behind the spring-loaded radial operating damper 10 of the compressor, a vacuum is created, and a portion of the working mixture flows through the inlet channel 56 into the inlet chamber 53 (Fig. 2).

2 такт - сжатие - происходит на угле поворота вала 3 двигателя от 360° до 720° и заканчивается тогда, когда подпружиненная окружная рабочая заслонка 9 компрессора полностью войдет в углубление 12 в рабочем кольце 6 компрессора. В этот момент за счет срабатывания электромагнита 37 компрессора впускной клапан 23 совершит вращательное движение и перекроет впускной канал 31 в рабочем кольце 6 компрессора, соединяющий камеру сжатия 32 с камерой сгорания 25.Stroke 2 - compression - occurs at the angle of rotation of the engine shaft 3 from 360° to 720° and ends when the spring-loaded circumferential operating damper 9 of the compressor completely enters the recess 12 in the working ring 6 of the compressor. At this moment, due to the activation of the compressor electromagnet 37, the inlet valve 23 will rotate and close the inlet channel 31 in the compressor working ring 6, connecting the compression chamber 32 with the combustion chamber 25.

На угле поворота вала 3 двигателя от 360° до 520°-540° в зависимости от установки фаз газораспределения рабочая смесь предварительно сжимается в камере сжатия 32, пока впускной клапан 23 остается закрытым. При угле поворота вала 3 двигателя, равного 520°-540°, впускной клапан 23 открывается, и предварительно сжатая рабочая смесь начинает поступать в камеру сгорания 25 и будет дальше сжиматься в камере сгорания 25 вплоть до достижения угла поворота вала 3 двигателя 700-720°, то есть до момента закрытия впускного клапана 23 (фиг. 1, 2).At the angle of rotation of the engine shaft 3 from 360° to 520°-540°, depending on the setting of the valve timing, the working mixture is pre-compressed in the compression chamber 32 while the intake valve 23 remains closed. When the angle of rotation of the engine shaft 3 is equal to 520°-540°, the intake valve 23 opens, and the pre-compressed working mixture begins to flow into the combustion chamber 25 and will be further compressed in the combustion chamber 25 until the rotation angle of the engine shaft 3 is 700-720° , that is, until the intake valve 23 closes (Fig. 1, 2).

3 такт - рабочий ход - происходит на угле поворота вала 3 двигателя от 720° до 1080°. При этом при угле поворота вала 3 двигателя, равном 720° ± угол опережения зажигания, происходит воспламенение рабочей смеси в камере сгорания 25 за счет проскакивания искры в свече зажигания 28 (фиг. 1, 3). В этот же момент за счет срабатывания электромагнита 40 турбины выпускной клапан 24 камеры сгорания открывается, и горящая рабочая смесь устремляется в камеру рабочего хода 36. За счет горения рабочей смеси создается высокое давление, которое воздействует на ротор 2 турбины, заставляя ротор 2 турбины вращаться и создавать крутящий момент на валу 3 двигателя. При угле поворота вала 3 двигателя равного 900°, за счет срабатывания электромагнита 40 турбины выпускной клапан 24 камеры сгорания закрывается, и дальнейшее догорание рабочей смеси происходит в камере рабочего хода 36 до поворота вала 3 двигателя на угол, равный 1080°.Stroke 3 - power stroke - occurs at the angle of rotation of the engine shaft 3 from 720° to 1080°. In this case, at a rotation angle of the engine shaft 3 equal to 720° ± ignition timing, the working mixture in the combustion chamber 25 is ignited due to a spark jumping in the spark plug 28 (Fig. 1, 3). At the same moment, due to the operation of the turbine electromagnet 40, the exhaust valve 24 of the combustion chamber opens, and the burning working mixture rushes into the power stroke chamber 36. Due to the combustion of the working mixture, high pressure is created, which acts on the turbine rotor 2, causing the turbine rotor 2 to rotate and create torque on motor shaft 3. When the angle of rotation of the engine shaft 3 is equal to 900°, due to the operation of the turbine electromagnet 40, the exhaust valve 24 of the combustion chamber is closed, and further combustion of the working mixture occurs in the power stroke chamber 36 until the engine shaft 3 is rotated at an angle equal to 1080°.

4 такт - выпуск - происходит при вращении вала 3 двигателя от 1080° до 1440°. При этом отработавшие газы из камеры выпуска 55 по каналу 57 выпускаются в атмосферу.Stroke 4 - release - occurs when shaft 3 of the engine rotates from 1080° to 1440°. In this case, the exhaust gases from the exhaust chamber 55 through channel 57 are released into the atmosphere.

Таким образом, при угле поворота вала 3 двигателя, равном 1440°, заканчивается процесс выпуска, а, следовательно, заканчивается полный рабочий цикл, происшедший в данном роторно-поршневом двигателе с одним зарядом рабочей смеси.Thus, at a rotation angle of the engine shaft 3 equal to 1440°, the exhaust process ends, and, consequently, the full operating cycle that occurred in this rotary piston engine with one charge of the working mixture ends.

При постоянной работе двигателя происходит следующее. При вращении роторов от 0° до 360° в рабочей полости 52 компрессора происходит одновременно сжатие рабочей смеси в камере сжатия 32, а затем и в камере сгорания 25 и впуск рабочей смеси в камеру впуска 53, а в рабочей полости 54 турбины происходит одновременно рабочий ход в камере рабочего хода 36 и выпуск отработавших газов из камеры выпуска 55 (фиг. 1, 2, 3). Таким образом, полный цикл совершается на угле поворота вала 3 двигателя, равном 360°.When the engine is constantly running, the following occurs. When the rotors rotate from 0° to 360° in the working cavity 52 of the compressor, the working mixture is simultaneously compressed in the compression chamber 32, and then in the combustion chamber 25 and the working mixture is injected into the intake chamber 53, and in the working cavity 54 of the turbine the working stroke occurs simultaneously in the power stroke chamber 36 and the release of exhaust gases from the exhaust chamber 55 (Fig. 1, 2, 3). Thus, the full cycle is completed at an angle of rotation of the motor shaft 3 equal to 360°.

Использование предлагаемого изобретения повышает технико-экономические показатели работы двигателя за счет изменения конструкции газораспределительного механизма камеры сгорания, изменения фаз газораспределения путем изменения времени открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов корпуса камеры сгорания электромагнитами компрессора и турбины соответственно, что снижает механические потери.The use of the proposed invention increases the technical and economic performance of the engine by changing the design of the gas distribution mechanism of the combustion chamber, changing the valve timing by changing the opening and closing time of the intake and exhaust valves of the combustion chamber housing by compressor and turbine electromagnets, respectively, which reduces mechanical losses.

Claims

A rotary-piston internal combustion engine containing working chambers in which a rotating compressor rotor is installed parallel to the engine shaft, made in the form of a disk, the axis of which is displaced relative to the axis of rotation of the engine shaft by an amount that does not allow the outer surface of the compressor rotor to come into contact with the inner surface of the working ring compressor, and having on the outer surface a transverse groove in the zone of maximum approach of the outer surface of the compressor rotor with the inner surface of the compressor working ring, in which spring-loaded sealing plates are placed with the possibility of reciprocating movement, and a rotating turbine rotor, made in the form of a disk, the axis of which is displaced relative to the axis of rotation of the engine shaft by an amount that does not allow the outer surface of the turbine rotor to come into contact with the inner surface of the turbine working ring, and having a transverse groove on the outer surface in the zone of maximum proximity of the outer surface of the turbine rotor to the inner surface of the turbine working ring, in which the - translational movement of spring-loaded sealing plates, the engine housing with the compressor working ring, which is part of it, having an inlet channel, and the turbine working ring, which is part of it, having an outlet channel, a combustion chamber made in a single groove of the working rings of the compressor and turbine, and between the inlet a channel made in the working ring of the compressor and the combustion chamber there is a spool-type inlet valve connected to the compressor electromagnet, and between the outlet channel made in the working ring of the turbine there is a spool-type exhaust valve connected to the turbine electromagnet, a spring-loaded working compressor damper formed by a circular working a compressor damper in the form of a plate with holes built into the compressor working ring, located at its maximum working stroke in the recess of the cylindrical inner surface of the compressor working ring, and having the ability to perform reciprocating rotational movements around an axis fixed in the compressor working ring, and a radial working damper a compressor connected through an axis to a circumferential compressor damper, a width equal to the width of the compressor rotor, and capable of reciprocating movement in the groove of the compressor working ring and a tight fit by means of a spring to the cylindrical outer surface of the compressor rotor, a spring-loaded working turbine damper with a width equal to the width of the rotor turbine, made in the form of a plate installed in the turbine working ring with the possibility of reciprocal rotational movement around its axis, located at the front end of the damper in the direction of rotation of the engine shaft, and located at its maximum working stroke in the recess of the cylindrical inner surface of the turbine working ring, and the rear end of the damper has the ability to fit tightly due to the spring to the outer cylindrical surface of the turbine rotor, the side cheeks of the compressor and turbine and the intermediate cheek located between the side cheeks, and between the side cheek of the compressor and the intermediate cheek, a compressor rotor is built in inside the working ring of the compressor with the ability to move along axis of the engine shaft, and between the intermediate cheek and the side cheek of the turbine, inside the turbine working ring, a turbine rotor is built in with the ability to move along the axis of the engine shaft; between the side surface of the compressor rotor and the side cheek of the compressor, a split spacer sealing ring of the compressor is installed, having an annular groove, tightly pressed against the outer diametrical surface due to the elasticity of the ring to the inner surface of the compressor working ring in a fixed position when the cut is located after the radial working damper of the compressor in the direction of rotation of the engine shaft, and tightly pressed against the side surface of the compressor rotor due to the side springs, with the help of which the compressor rotor moves along the axis the engine shaft pressing its second side surface against the intermediate cheek, and between the side surface of the turbine rotor and the side cheek of the turbine there is a split turbine spacer sealing ring with an annular groove, tightly pressed by the outer diametrical surface due to the elasticity of the ring to the inner surface of the turbine working ring in a fixed position at the location of the cut in front of the working turbine damper in the direction of rotation of the engine shaft, and tightly pressed against the side surface of the turbine rotor due to side springs, with the help of which the turbine rotor moves along the axis of the engine shaft, pressing its second side surface against the intermediate cheek, a spark plug installed in the chamber combustion, characterized in that the inlet valve of the compressor is made in the form of a cylinder with a recess in the cylinder body and has the possibility of reciprocating rotational movement using an electromagnetic device of the compressor equipped with a rack and pinion gear located on the shaft of the intake valve body, and the exhaust valve is made in the form a cylinder with a recess in the cylinder body and having the possibility of reciprocal rotational movement using an electromagnetic turbine device equipped with a gear located on the shaft of the exhaust valve housing.