RU39916U1

RU39916U1 - ORBITAL INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU39916U1
Application number: RU2004106412/22U
Authority: RU
Inventors: П.Л. Елистратов; А.А. Струков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Красноярский центр новых технологий и инноваций"
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2004-08-20

Abstract

Задачей полезной модели является повышение экономии топлива, снижение механических потерь на трение, снижение стоимости ДВС, уменьшение удельной металлоемкости и габаритов, снижение тепловых потерь. Технический результат достигается получением крутящего момента, превосходящего существующие, за счет приложения максимального давления энергии взрыва к максимально развернутому плечу лопасти, уменьшением количества деталей и отсутствием деталей, приводящих к тепловым потерям (нет кривошипно-шатунного механизма, газораспределительных клапанов, вкладышей скольжения, поршневой группы). Орбитальный двигатель внутреннего сгорания содержит расположенные попарно 4 ротора, при этом каждый ротор имеет плечи для удержания лопасти и радиальную направляющую для перемещения расположенной внутри ротора лопасти, причем, плечи лопасти выполнены в основании, а наклонная лопасти является кулачком, камера сгорания расположена между первой и второй парой роторов, при этом каждая пара роторов выполнена с возможностью вращения в противофазе и создания при касании роторов замкнутой полости для осуществления работы 4-х тактного ДВС, а механизм ДВС связан шестернями постоянного зацепления. Поставленная задача достигается и тем, что лопасти выполнены подпружиненными, внутренняя поверхность статора выполнена зеркальной, наружная поверхность ротора выполнена зеркальной, камера сгорания выполнена с горизонтальными окнами, свеча зажигания жестко соединена с камерой сгорания и выполнена с возможностью вращения вместе с камерой сгорания между роторами, два горизонтальных окна камеры сгорания выполнены шире остальных. Горючая смесь через карбюратор подается через впускное окно 5 в ДВС в межлопастное пространство и увлекается лопастями 2 до тех пор, пока лопасти не накатятся друг на друга и не уйдут в паз (позиция 15, фиг.2). За лопастью происходит процесс разряжения (всасывания). Перед лопастью в это же время происходит сжатие и перетекание горючей смеси в камеру сгорания 4. Камера сгорания разворачивается, запирает сжатую горючую смесь, в это время лопасти уходят в позицию 15 в разгруженном состоянии (силы на них не действуют). Проходя позицию 15, лопасти вновь захватывают очередную порцию горючей смеси и производят сжатие впереди себя, а за собой увлекают горючую смесь, создавая разряжение. Расширение и выхлопы происходят до тех пор, пока лопасти второй пары роторов не начнут уходить в паз (позиция 16, фиг.2). При этом лопасти находятся в неподвижном состоянии, а по этой причине не изнашиваются.The objective of the utility model is to increase fuel economy, reduce mechanical friction losses, reduce the cost of internal combustion engines, reduce specific metal consumption and dimensions, and reduce heat losses. The technical result is achieved by obtaining a torque exceeding the existing ones due to the application of the maximum pressure of the explosion energy to the maximally deployed shoulder of the blade, reduction in the number of parts and the absence of parts leading to heat losses (no crank mechanism, gas distribution valves, sliding bushings, piston group) . An orbital internal combustion engine contains 4 rotors arranged in pairs, each rotor having shoulders for holding the blades and a radial guide for moving the blades located inside the rotor, the shoulders of the blades being made at the base and the inclined blades being a cam, the combustion chamber is located between the first and second a pair of rotors, with each pair of rotors configured to rotate in antiphase and create a closed cavity when touching the rotors to carry out the work of a 4-stroke ICE, and ICE khanism is connected by gears of constant gearing. The task is achieved by the fact that the blades are spring-loaded, the inner surface of the stator is mirrored, the outer surface of the rotor is mirrored, the combustion chamber is made with horizontal windows, the spark plug is rigidly connected to the combustion chamber and made to rotate together with the combustion chamber between the rotors, two horizontal windows of the combustion chamber are made wider than the rest. The combustible mixture is fed through the carburetor through the inlet window 5 into the ICE into the inter-blade space and is carried away by the blades 2 until the blades roll onto each other and go into the groove (position 15, Fig. 2). Behind the blade there is a process of discharge (suction). In front of the blade, at the same time, the combustible mixture is compressed and flowing into the combustion chamber 4. The combustion chamber unfolds, locks the compressed fuel mixture, at this time the blades go to position 15 in the unloaded state (forces do not act on them). Passing the position 15, the blades again capture the next portion of the combustible mixture and produce compression in front of themselves, and entrain the combustible mixture behind them, creating a vacuum. Expansion and exhausts occur until the blades of the second pair of rotors begin to go into the groove (position 16, figure 2). In this case, the blades are stationary, and for this reason they do not wear out.

Description

Полезная модель относится к конструкции двигателей внутреннего сгорания, а именно к орбитальным ДВС.The utility model relates to the design of internal combustion engines, namely to orbital internal combustion engines.

Известен орбитальный двигатель Сарича, содержащий расположенный на валу ротор с 7 лопатками с плечами, межлопастное пространство - поршень, статор с газораспределительным механизмом, состоящий из 7 камер сгорания, впускного и выпускного устройств, выполненных в виде клапанов, 7 свечей зажигания, 7 направляющих лопаток в продольном направлении, 7 направляющих лопаток в поперечном направлении, стабилизирующие эксцентрики, систему водяного охлаждения и искрового зажигания, уплотнение торцевое уплотнение ротора (прототип прилагается).A well-known Sarich orbital engine containing a rotor located on the shaft with 7 blades with shoulders, the inter-blade space is a piston, a stator with a gas distribution mechanism, consisting of 7 combustion chambers, intake and exhaust devices made in the form of valves, 7 spark plugs, 7 guide vanes in longitudinal direction, 7 guide vanes in the transverse direction, stabilizing eccentrics, water cooling system and spark ignition, seal mechanical seal of the rotor (prototype is attached).

Недостатками прототипа являются большое количество деталей и сложность их изготовления. Газораспределительный механизм и кривошип под максимальное давление газов при расширении подставляет минимальное развернутое плечо, что приводит к жесткому состоянию всех подвижных деталей, включая кривошип. Кроме того, подвижные детали в нагруженном состоянии находятся в движении, что при наличии высокого давления (порядка 18 атм.) и трения скольжения приведет к повышенным энергозатратам и изнашиванию контактируемых деталей.The disadvantages of the prototype are a large number of parts and the complexity of their manufacture. The gas distribution mechanism and the crank under the maximum gas pressure during expansion substitutes the minimum deployed shoulder, which leads to the rigid state of all moving parts, including the crank. In addition, the moving parts in the loaded state are in motion, which, in the presence of high pressure (about 18 atm.) And sliding friction, will lead to increased energy consumption and wear of the contacted parts.

Задачей полезной модели является повышение экономии топлива, снижение механических потерь на трение, снижение стоимости ДВС, уменьшение удельной металлоемкости и габаритов, снижение тепловых потерь.The objective of the utility model is to increase fuel economy, reduce mechanical friction losses, reduce the cost of internal combustion engines, reduce specific metal consumption and dimensions, and reduce heat losses.

Технический результат достигается получением крутящего момента, превосходящего существующие, за счет приложения максимального давления энергии взрыва к максимально развернутому плечу лопасти, уменьшением количества деталей и отсутствием деталей, приводящих к тепловым потерям (нет кривошипно-шатунного механизма, газораспределительных клапанов, вкладышей скольжения, поршневой группы).The technical result is achieved by obtaining a torque that exceeds the existing ones due to the application of the maximum pressure of the explosion energy to the maximally deployed shoulder of the blade, reduction in the number of parts and the absence of parts leading to heat loss (no crank mechanism, gas distribution valves, sliding bushings, piston group) .

Поставленная задача достигается тем, что орбитальный двигатель внутреннего сгорания содержит расположенный на валу в подшипниках ротор с лопастями, выполненными с плечами, и межлопастное пространство, статор, камеру сгорания, впускное и выпускное устройство, свечу зажигания, направляющие лопастей, систему водяного охлаждения и искрового зажигания, торцевое уплотнение ротора, при этом двигатель содержит расположенные попарно 4 ротора, при этом каждый ротор имеет плечи для удержания лопасти и радиальную направляющую для перемещения расположенной This object is achieved in that the orbital internal combustion engine comprises a rotor located on the shaft in bearings with blades made with shoulders, and an inter-blade space, a stator, a combustion chamber, an intake and exhaust device, a spark plug, guide vanes, a water cooling system and spark ignition , the mechanical seal of the rotor, while the engine contains 4 rotors arranged in pairs, each rotor having shoulders for holding the blades and a radial guide for moving the races Assumption

внутри ротора лопасти, причем, плечи лопасти выполнены в основании, а наклонная лопасти является кулачком, камера сгорания расположена между первой и второй парой роторов, при этом каждая пара роторов выполнена с возможностью вращения в противофазе и создания при касании роторов замкнутой полости для осуществления работы 4-хтактного ДВС, а механизм ДВС связан шестернями постоянного зацепления.inside the rotor of the blade, moreover, the shoulders of the blade are made at the base, and the inclined blade is a cam, the combustion chamber is located between the first and second pair of rotors, each pair of rotors being rotated in antiphase and creating a closed cavity when touching the rotors for work 4 -actual internal combustion engine, and the internal combustion engine mechanism is connected by gears of constant engagement.

Поставленная задача достигается и тем, что лопасти выполнены подпружиненными, внутренняя поверхность статора выполнена зеркальной, наружная поверхность ротора выполнена зеркальной, камера сгорания выполнена с горизонтальными окнами, свеча зажигания жестко соединена с камерой сгорания и выполнена с возможностью вращения вместе с камерой сгорания между роторами, два горизонтальных окна камеры сгорания выполнены шире остальных.The task is achieved by the fact that the blades are spring-loaded, the inner surface of the stator is mirrored, the outer surface of the rotor is mirrored, the combustion chamber is made with horizontal windows, the spark plug is rigidly connected to the combustion chamber and made to rotate together with the combustion chamber between the rotors, two horizontal windows of the combustion chamber are made wider than the rest.

Заявляемая конструкция орбитального двигателя представлена на чертежах: фиг.1 -ДВС, общий вид; фиг.2 - ДВС, разрез по линии А на фиг.1 (всасывание и сжатие); фиг.3 - камера сгорания; фиг.4 - ДВС, разрез по линии А на фиг.1 (рабочий ход и выхлоп); фиг.5 - последовательность циклов работы камеры сгорания; фиг.6 - ДВС, разрез по линии В на фиг.1, шестерня; фиг.7 - лопасти в момент накатывания друг на друга для постановки в паз.The inventive design of the orbital engine is presented in the drawings: FIG. 1 — ICE, general view; figure 2 - ICE, a section along line A in figure 1 (suction and compression); figure 3 - combustion chamber; figure 4 - ICE, a section along line A in figure 1 (stroke and exhaust); 5 is a sequence of cycles of operation of the combustion chamber; 6 - ICE, a section along the line In figure 1, gear; Fig.7 - blades at the time of rolling on each other for placing in the groove.

Орбитальный ДВС содержит 4 ротора 1, четыре лопасти 2, статор 3, камеру сгорания 4, впускное окно 5, выпускное окно 6, разгрузочные окна 7 (два окна выполнены шире других и позицией на чертежах не обозначены), шестерни постоянного зацепления: шестерни 8 привода двух пар роторов: для обеспечения работы роторов в противофазе, шестерню 9 привода камеры сгорания, обеспечивающую синхронную работу шестерней 10 турбокомпрессора (первой пары роторов) и ДВС (второй пары роторов), подшипник 11 качения, маховик 12, свечу 13 зажигания, окна 14 камеры сгорания, позицией 15 показано положение, когда лопасти первой пары роторов утоплены в паз полностью, позицией 16 - положение, когда лопасти второй пары роторов утоплены в паз полностью, 17 - плечо лопасти, 18 - деталь, запирающая лопасти по торцам, 19 - крепежные болты, 20 - водяная рубашка (система охлаждения), 21 - лабиринтное уплотнение, 22 - графитированное кольцо, 23 - плечо ротора, 24 - резьба, 25 - уголек в оправке, 26 - продувочное окно камеры сгорания.The orbital internal combustion engine contains 4 rotors 1, four blades 2, a stator 3, a combustion chamber 4, an inlet window 5, an exhaust window 6, discharge windows 7 (two windows are wider than the others and are not indicated in the drawings), gears of constant engagement: gears 8 of the drive two pairs of rotors: to ensure that the rotors work out of phase, the gear 9 of the combustion chamber drive, which provides synchronous operation of the gears 10 of the turbocharger (first pair of rotors) and ICE (second pair of rotors), rolling bearing 11, flywheel 12, spark plug 13, window 14 of the chamber combustion position she 15 shows the position when the blades of the first pair of rotors are fully recessed into the groove, position 16 is the position when the blades of the second pair of rotors are fully recessed into the groove, 17 is the shoulder of the blade, 18 is the part locking the blades at the ends, 19 are the fixing bolts, 20 - a water jacket (cooling system), 21 - a labyrinth seal, 22 - a graphite ring, 23 - a rotor shoulder, 24 - a thread, 25 - a corner in a mandrel, 26 - a blow-off window of the combustion chamber.

Работа орбитального ДВС осуществляется следующим образом.The work of the orbital ICE is as follows.

Горючая смесь через карбюратор подается (показано стрелкой на фиг.2) через впускное окно 5 в ДВС в межлопастное пространство и увлекается лопастями 2 до тех пор, пока лопасти не накатятся друг на друга и не уйдут в паз (позиция 15, фиг.2). За лопастью The combustible mixture is fed through the carburetor (shown by the arrow in FIG. 2) through the inlet window 5 into the ICE into the inter-blade space and is carried away by the blades 2 until the blades roll onto each other and go into the groove (position 15, FIG. 2) . Behind the blade

происходит процесс разряжения (всасывания). Перед лопастью в это же время происходит сжатие и перетекание горючей смеси в камеру сгорания 4. Камера сгорания разворачивается, запирает сжатую горючую смесь, в это время лопасти уходят в позицию 15 в разгруженном состоянии (силы на них не действуют). Проходя позицию 15, лопасти вновь захватывают очередную порцию горючей смеси и производят сжатие впереди себя, а за собой увлекают горючую смесь, создавая разряжение.there is a process of discharge (suction). In front of the blade, at the same time, the combustible mixture is compressed and flowing into the combustion chamber 4. The combustion chamber unfolds, locks the compressed fuel mixture, at this time the blades go to position 15 in the unloaded state (forces do not act on them). Passing the position 15, the blades again capture the next portion of the combustible mixture and produce compression in front of them, and entrain the combustible mixture behind them, creating a vacuum.

Горючая смесь запирается при развороте камеры сгорания и воспламеняется перед совпадением с основным (более широким) окном 7 с межлопастной полостью второй пары роторов. Происходит расширение горючей смеси и ее действие на лопасти под углом 90. Между лопастями происходит расширение, а перед каждой лопастью - выхлоп.The combustible mixture is locked when the combustion chamber is turned and ignited before coinciding with the main (wider) window 7 with the inter-blade cavity of the second pair of rotors. The expansion of the combustible mixture takes place and its effect on the blades at an angle of 90. Between the blades there is an expansion, and in front of each blade - exhaust.

На фиг.5 показана последовательность циклов работы камеры сгорания, за один оборот роторов происходит 4 такта.Figure 5 shows the sequence of cycles of the combustion chamber, for one revolution of the rotors 4 cycles occur.

a) начало перетекания горючей смеси при такте сжатия из межлопастной полости в камеру сгорания (стрелка показывает направление перетекания);a) the beginning of the flow of the combustible mixture during the compression stroke from the inter-blade cavity into the combustion chamber (the arrow indicates the direction of flow);

b) перетекание;b) overflow;

c) подключается основное окно (шире других);c) the main window is connected (wider than others);

d) перетекание только через основное окно;d) overflowing only through the main window;

e) запертое положение горючей смеси;e) the locked position of the combustible mixture;

f) момент подачи искры, воспламенение горючей смеси (вся энергия взрыва, окисление) направлена между лопастей второй пары роторов, обеспечивающих рабочий ход);f) the moment of supply of the spark, ignition of the combustible mixture (all the energy of the explosion, oxidation) is directed between the blades of the second pair of rotors, providing a working stroke);

g) сброс остаточного давления из камеры сгорания через окна 7;g) discharge of residual pressure from the combustion chamber through windows 7;

h) сброс избыточного давления из разных окон;h) overpressure relief from different windows;

i) давление сброшено, камера сгорания поворачивается в сторону первой пары роторов (запирается).i) the pressure is relieved, the combustion chamber rotates towards the first pair of rotors (locks).

Расширение и выхлопы происходят до тех пор, пока лопасти второй пары роторов не начнут уходить в паз (позиция 16, фиг.2). При этом лопасти находятся в неподвижном состоянии, а по этой причине не изнашиваются. Свои инерционные нагрузки лопасти не передают на статор, а поэтому нет потерь на трение и тепловых потерь, происходит передача крутящего момента с ротора 3 на вал. Лопасти перемещаются в паз только в разгруженном состоянии, что значительно сокращает износ движущихся деталей.Expansion and exhausts occur until the blades of the second pair of rotors begin to go into the groove (position 16, figure 2). In this case, the blades are stationary, and for this reason they do not wear out. The blades do not transfer their inertial loads to the stator, and therefore there are no friction and heat losses, torque is transmitted from the rotor 3 to the shaft. The blades move into the groove only in the unloaded state, which significantly reduces the wear of moving parts.

Для того, чтобы лопасти не касались статора и, следовательно, не изнашивались, у каждой лопасти выполнены плечи 17, расположенные в основании. Каждая лопасть является кулачком с наклонной, что позволяет набегать лопасти на лопасть без удара для In order that the blades do not touch the stator and, therefore, do not wear out, each blade has shoulders 17 located at the base. Each blade is an inclined cam, which allows the blades to run onto the blade without impact for

короткого возвратно-поступательного движения, но по орбите лопасти создают объемные полости. Лопасти выполнены подпружиненными, что позволяет срабатывать при избыточном давлении на них и тем самым предохраняет ДВС от поломок. С этой же целью выполнены плечи 23 и у ротора (фиг.4). Плечо ротора позволяет удерживать инерционные нагрузки лопасти и не перекладывать их на статор.short reciprocating motion, but in the orbit of the blade creates volumetric cavity. The blades are made spring-loaded, which allows to operate with excess pressure on them and thereby protects the engine from breakdowns. For the same purpose, shoulders 23 and the rotor (figure 4). The rotor shoulder allows you to hold the inertial load of the blade and not to shift them to the stator.

Чтобы вращающиеся лопасти не имели торцевого износа, лопасти запираются деталью 18, выполненной заодно с валом, и крепятся к ротору крепежными болтами 19 или сварочным соединение с последующей чистовой обработкой.So that the rotating blades do not have end wear, the blades are locked by a part 18, made integral with the shaft, and fastened to the rotor by fixing bolts 19 or by welding, followed by finishing.

Таким образом, заявляемый орбитальный ДВС представляет собой 4-х роторный 4-х лопастной 4-х тактовый агрегат с водяным охлаждением и искровым зажиганием. Четыре ротора способны выполнять функции 4-х тактов ДВС. При этом происходит разделение функций. В первой паре роторов происходит всасывание и сжатие, а рабочий ход и выхлоп происходят во второй паре роторов. По сути первая пара роторов является турбокомпрессором, вторая пара роторов - ДВС. Это лопастной двигатель, который преобразует вращательное движение лопастей во вращательное движение роторов с валом. В заявляемом ДВС роторы функционируют парами, а между двух пар вращается камера сгорания. Роторы в паре между собой расположены рядом и поэтому их движение происходит в противофазе, так же как и движение лопастей (тоже в противофазе).Thus, the claimed orbital ICE is a 4-rotor 4-blade 4-stroke unit with water cooling and spark ignition. Four rotors are capable of performing the functions of 4 ICE cycles. Thus there is a separation of functions. In the first pair of rotors, suction and compression occur, and the stroke and exhaust occur in the second pair of rotors. In fact, the first pair of rotors is a turbocharger, the second pair of rotors is an internal combustion engine. This is a vane motor that converts the rotational motion of the blades into the rotational motion of rotors with a shaft. In the inventive ICE, the rotors operate in pairs, and between the two pairs the combustion chamber rotates. The rotors paired with each other are located next to each other and therefore their movement occurs in antiphase, as well as the movement of the blades (also in antiphase).

Первая пара роторов (турбокомпрессор) захватывает горючую смесь, топливо в капельном состоянии. За счет инерционных сил горючая смесь откидывается к стенке статора, растирается лопастью, а выхлопные потоки, следующие за лопастью, превращают пленку топлива в газообразное состояние. Капельная фракция топлива, откинутая на стенку статора, служит дополнительным уплотнением между лопастью и статором. Образующаяся зона разрежения способствует очень быстрому испарению в газообразном состоянии.The first pair of rotors (turbocharger) captures the combustible mixture, the fuel in the drip state. Due to inertial forces, the combustible mixture leans back to the stator wall, is rubbed by the blade, and the exhaust flows following the blade turn the fuel film into a gaseous state. The droplet fraction of fuel, folded onto the stator wall, serves as an additional seal between the blade and the stator. The resulting rarefaction zone promotes very rapid evaporation in a gaseous state.

Лопасти по наклонной набегают друг на друга и тем самым загоняют друг друга во внутрь ротора, при расхождении под воздействием инерционных сил и пружины выходят из направляющих ротора и занимают свое рабочее место. При этом точной подгонки не требуется. Если лопасть касается статора, то при обкатке в калибре лопасть притрется до состояния, когда будет двигаться рядом со статором, но без касания. Два ротора, расположенных рядом, на месте касания образуют две полости, которые могут быть герметичны, что способствует в первой паре роторов как всасыванию, так и сжатию и вытеснению горючей смеси или воздуха через камеру сгорания во вторую пару роторов, что способствует рабочему ходу и выхлопу. Необходимость в клапанах не существует. Достаточно окон, но удлиненных, так как перегородки окон упрочняют деталь.The blades on an inclined run onto each other and thereby drive each other into the inside of the rotor, when they diverge under the influence of inertial forces and the springs come out of the rotor guides and occupy their workplace. An exact fit is not required. If the blade touches the stator, then when running in caliber, the blade will be rubbed to the state when it will move next to the stator, but without touching. Two rotors located nearby, at the point of contact, form two cavities that can be airtight, which contributes to the absorption and compression and displacement of the combustible mixture or air through the combustion chamber into the second pair of rotors in the first pair of rotors, which contributes to the stroke and exhaust . The need for valves does not exist. Enough windows, but elongated, since the window partitions strengthen the part.

Шестерня постоянного зацепления 9 связывает работу каждой пары роторов. Каждый ротор посажен в подшипники передней и задней крышек посредством вала. Крышки крепятся болтовым соединением 19 к статору (корпусу ДВС). В зоне контакта с ротором расположено лабиринтное уплотнение 21 и канавка под графитовое кольцо 22.The gear gear of constant engagement 9 connects the work of each pair of rotors. Each rotor is seated in the bearings of the front and rear covers by means of a shaft. The covers are bolted 19 to the stator (ICE case). In the area of contact with the rotor there is a labyrinth seal 21 and a groove for the graphite ring 22.

Маховик 12 может быть размещен на валу второй пары роторов, выполняющих функцию ДВС, что очень удобно, например, для судов для привода двух и более винтов.The flywheel 12 can be placed on the shaft of a second pair of rotors that perform the function of an internal combustion engine, which is very convenient, for example, for ships to drive two or more screws.

Свеча зажигания вращается вместе с камерой сгорания, а на резьбе 24 для подвода электрического разряда расположен уголек 25 в оправке.The spark plug rotates together with the combustion chamber, and on the thread 24 for supplying an electric discharge there is an angle 25 in the mandrel.

Крутящий момент снимается с маховика.The torque is removed from the flywheel.

В заявляемом ДВС каждая лопасть характеризуется двойным действием. Если перед первой парой лопастей происходит процесс сжатия, то за ними происходит всасывание. Камера сгорания сориентирована на загрузку через загрузочные окна. Когда сжатая горючая смесь перетечет в нее, разворачивается и блокирует внутри себя горючую смесь. На подходе к разгрузочным окнам второй пары роторов в камере сгорания происходит воспламенение и вся энергия расширения направлена между лопастями и раздвигает их по орбите каждого ротора в противофазе, приводя в действие весь механизм и передавая весь М_крут на маховик. По другой стороне лопастей происходит выхлоп. На всасывании и на выхлопе препятствий не существует, т.к. окна всегда открыты. Потоки горючей смеси носят импульсный характер, что позволяет на всасывании догружать полость горючей смесью.In the inventive ICE, each blade is characterized by a double action. If a compression process occurs before the first pair of blades, then suction takes place behind them. The combustion chamber is oriented towards loading through loading windows. When the compressed combustible mixture flows into it, it turns around and blocks the combustible mixture inside. On approach to the discharge windows of the second pair of rotors in the combustion chamber, ignition occurs and all the expansion energy is directed between the blades and moves them in orbit of each rotor in antiphase, driving the entire mechanism and transferring the entire M _cool to the flywheel. On the other side of the blades, exhaust occurs. There are no obstacles on the intake and exhaust, as windows are always open. The flows of the combustible mixture are pulsed in nature, which allows the suction to load the cavity with the combustible mixture.

В каждой паре роторов после завершения такта лопасти уходят в нейтральную зону в разгруженном состоянии. Конструктивно роторы в паре соприкасаются, и лопасти вынуждены по наклонной накатываться друг на друга, их усилия противоположны и они уходят в паз ротора, сжимая пружины, которые держали их в выдвинутом положении. На выходе из нейтрального положения лопасти первой пары роторов подхватывают очередной заряд горючей смеси и сжимают ее, а во второй - открывают межлопастное пространство, в которое стремятся газы расширения. Чтобы снизить инерционные перегрузки, лопасти выполнены пустотелыми, а под ними расположены пружины Перемещение лопастей радиальное. Чтобы лопасти не касались статора и выдерживали необходимый зазор (в микронах), лопасть на выходе из направляющих ротора ложится своими плечами на плечи ротора, что не позволяет инерционным нагрузкам лопасти передаваться на статор, когда энергия взрыва воздействует на головку лопасти. Лопасть передает это усилие ротору, а он через вал, расположенный в подшипнике качения, - на маховик.In each pair of rotors, after the completion of the cycle, the blades go into the neutral zone in the unloaded state. Structurally, the rotors in the pair are in contact, and the blades are forced to roll on top of each other, their forces are opposite and they go into the groove of the rotor, compressing the springs that held them in the extended position. At the exit from the neutral position, the blades of the first pair of rotors pick up the next charge of the combustible mixture and compress it, and in the second they open the inter-blade space into which the expansion gases tend. To reduce inertial overloads, the blades are made hollow, and springs are located under them. The movement of the blades is radial. So that the blades do not touch the stator and maintain the necessary clearance (in microns), the blade at the exit of the rotor guides rests with its shoulders on the shoulders of the rotor, which does not allow the inertial loads of the blade to be transferred to the stator when the explosion energy acts on the blade head. The blade transfers this force to the rotor, and through the shaft located in the rolling bearing, to the flywheel.

4 такта протекают по орбите за один оборот, каждый из них по этой причине продолжительный, ориентировочно 275° поворота маховика отведено каждому такту, т.к. на переход лопастей в паз и обратно затрачиваются остальные из 360°. По этой причине рабочий ход длительный и превышает существующие примерно в 2,5 раза. При запуске последовательно запускаются и заполняются все полости ДВС, и он начинает работать так, как сказано выше. При этом лопасти выдвигаются на небольшую величину и они неподвижны, что влечет незначительный износ. Под максимальное давление газов подставлено максимально развернутое плечо, что делает работу механизма мягкой, а не жесткой, но с высоким крутящим моментом.4 measures flow in orbit in one revolution, each of them for this reason is long, approximately 275 ° of the flywheel rotation is reserved for each measure, because the rest of the 360 ° is expended on the transition of the blades into the groove and back. For this reason, the working stroke is long and exceeds the existing ones by about 2.5 times. When starting, all ICE cavities are started and filled in sequence, and it starts working as it was said above. In this case, the blades extend by a small amount and they are motionless, which entails slight wear. Under the maximum gas pressure, the maximally deployed shoulder is substituted, which makes the mechanism work soft, not stiff, but with high torque.

Вал ротора 1 с торца имеет лабиринтное уплотнение 21 с графитированным кольцом 22, что снижает фрикционные нагрузки, убирает продольные перемещения ротора, имеет постоянную дорожку износа, позволяет лопастям быть герметичными в качестве полости, упрощает регулировку и настройку упорно-радиальных подшипников.The shaft of the rotor 1 from the end has a labyrinth seal 21 with a graphite ring 22, which reduces frictional loads, removes the longitudinal displacement of the rotor, has a constant wear path, allows the blades to be airtight as a cavity, simplifies the adjustment and adjustment of thrust bearings.

Два ротора, соприкасаясь, служат уплотнением. В зоне контакта два вращающихся в противофазе ротора увлекают потоки горючей смеси, закручивают их и уплотняют. Каждая пара роторов выполнена с возможностью вращения в противофазе и создания при касании роторов замкнутой полости для осуществления 4-х тактов работы ДВС. Роторы отшлифованы и отполированы до зеркального блеска и не передают инерционных нагрузок между собой. Параллельные вихревые потоки присутствуют в каждом обороте, прерываясь и возникая вновь, перемешивают горючую смесь. Камера сгорания вращается в подшипниках и выполнена так, что направляет энергию взрыва через окна только в одну сторону. С одного торца камеры сгорания вворачивается свеча, для продувки камеры сгорания используется продувочное окно 26.Two rotors, in contact, serve as a seal. In the contact zone, two antiphase rotors rotate the flows of the combustible mixture, twist them and condense. Each pair of rotors is configured to rotate in antiphase and create a closed cavity when touching the rotors to carry out 4 cycles of ICE operation. The rotors are polished and polished to a mirror finish and do not transmit inertial loads among themselves. Parallel vortex flows are present in each revolution, interrupted and reappearing, mix the combustible mixture. The combustion chamber rotates in bearings and is designed to direct the energy of the explosion through the windows in only one direction. A candle is screwed from one end of the combustion chamber; a purge window 26 is used to purge the combustion chamber.

Предусмотрена система охлаждения в статоре, а внутренняя полость статора выполнена зеркальной, что позволит снизить тепловые потери. Наружная поверхность ротора также выполнена зеркальной по той же причине.A cooling system is provided in the stator, and the internal cavity of the stator is made mirrored, which will reduce heat loss. The outer surface of the rotor is also made mirror for the same reason.

Запуская ДВС стартером (на чертеже не показан), приводим в движение 4 ротора с лопастями и камеру сгорания, т.к. это единый механизм, связанный шестернями постоянного зацепления. Загруженная камера сгорания поворачивается и блокирует внутри себя заряд горючей смеси и перед началом совпадения с окном второй пары роторов от свечи воспламеняется. Энергия сгорания топлива (топливо - воздушной смеси) между лопастями оказывает силовое действие на лопасти и распространяется по орбите. Каждая лопасть конструктивно является максимально развернутым плечом (h максимально). Энергия сгорания топлива в начальной стадии соответствует максимальному давлению Starting the ICE with a starter (not shown in the drawing), we set in motion 4 rotors with blades and a combustion chamber, as it is a single mechanism connected by gears of constant gearing. The loaded combustion chamber rotates and blocks the charge of the combustible mixture inside and, before the start of the coincidence with the window of the second pair of rotors, the candle ignites. The energy of fuel combustion (fuel - air mixture) between the blades exerts a force action on the blades and spreads in orbit. Each blade is structurally maximally deployed shoulder (h max). The energy of combustion of fuel in the initial stage corresponds to the maximum pressure

газов (Р_макс.) в средней части разворота ротора Р_номин и перед сбросом в выхлопную трубу Р_мин и при этом положение разворота ротора составляет порядка 275° разворота ротора как одного, так и другого в противофазе с аналогично подставленным плечом.gases (P _max. ) in the middle part of the rotation of the rotor P _Nomine and before discharge into the exhaust pipe R _min and the position of the rotation of the rotor is about 275 ° of rotation of the rotor of one or the other in antiphase with a similarly substituted shoulder.

В предлагаемом ДВС Р_мах, Р_ном, Р_мин приложены к h_мах поэтому все положения очень важны и существенны. У поршневых ДВС рабочий ход короткий и составляет порядка 115° разворота кривошипа.In the proposed ICE, P _max , P _nom , P _{min are} applied to h _max; therefore, all the provisions are very important and significant. In piston ICEs, the stroke is short and amounts to about 115 ° of crank rotation.

Существующие поршневые ДВС доведены до совершенства и противопоставить поршневой группе можно только перемещением лопасти в абсолютной близости от крышек, от статора без касания. В заявляемом ДВС это осуществлено - в двигателе потери на трение минимальны в отличие от поршневого. Перемещение лопасти от статора в нескольких микронах реально. Движения в противофазе можно отбалансировать. Детали однотипные, простота снизит затраты на производство, на ремонт. Есть резервы по повышению эксплуатационных качеств и надежности.Existing piston internal combustion engines are brought to perfection and the piston group can only be opposed by moving the blades in absolute proximity to the covers, from the stator without touching. In the claimed ICE this is done - in the engine, friction losses are minimal, unlike piston. The movement of the blade from the stator in a few microns is real. Movements in antiphase can be balanced. Details are of the same type, simplicity will reduce the cost of production, repair. There are reserves to improve performance and reliability.

Таким образом, получая крутящий момент, превосходящий существующие за счет приложения максимального давления энергии взрыва к максимально развернутому плечу лопатки, уменьшая количество деталей и исключая отдельные детали, приводящие к тепловым потерям, из конструкции (нет кривошипно-шатунного механизма, клапанов газораспределения, вкладышей скольжения, поршневой группы), достигается повышение экономии топлива, снижение механических потерь на трение (сокращается износ лопастей), снижение стоимости ДВС, уменьшение удельной металлоемкости и габаритов, увеличивая продолжительность рабочего хода примерно в 2.5 раза.Thus, obtaining a torque that exceeds the existing ones due to the application of the maximum pressure of the explosion energy to the maximally deployed shoulder of the blade, reducing the number of parts and excluding individual parts that lead to heat loss from the structure (there is no crank mechanism, gas distribution valves, slip liners, piston group), an increase in fuel economy, a reduction in mechanical friction losses (reduced wear of the blades), a reduction in the cost of internal combustion engines, a decrease in specific metal are achieved spine and dimensions, increasing the stroke length of approximately 2.5 times.

Claims

1. An orbital internal combustion engine comprising a rotor located on a shaft in bearings with blades made with shoulders and an inter-blade space, a stator, a combustion chamber, an intake and exhaust device, a spark plug, guide vanes, water cooling and spark ignition systems, a mechanical seal rotor, characterized in that the engine comprises 4 rotors arranged in pairs, each rotor having shoulders for holding the blades and a radial guide for moving the rotor located inside the blades, and the shoulders of the blades are made in the base, and the inclined blade is a cam, the combustion chamber is located between the first and second pair of rotors, with each pair of rotors being rotated in antiphase and creating a closed cavity when touching the rotors for 4-stroke operation ICE, and the ICE mechanism is connected by gears of constant engagement.

2. The orbital internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the blades are spring loaded.

3. The orbital internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the inner surface of the stator is made mirrored.

4. The orbital internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the outer surface of the rotor is made mirrored.

5. The orbital internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the combustion chamber is made with horizontal windows, the spark plug is rigidly connected to the combustion chamber and is made to rotate together with the combustion chamber between the rotors.

6. The orbital internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the two horizontal windows of the combustion chamber are wider than the others.