WO2017074218A1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
WO2017074218A1
WO2017074218A1 PCT/RU2016/000618 RU2016000618W WO2017074218A1 WO 2017074218 A1 WO2017074218 A1 WO 2017074218A1 RU 2016000618 W RU2016000618 W RU 2016000618W WO 2017074218 A1 WO2017074218 A1 WO 2017074218A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
rotor
disk
axis
section
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000618
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Сергей Вячеславович УСТИНОВИЧ
Леонид Сергеевич УСТИНОВИЧ
Original Assignee
Сергей Вячеславович УСТИНОВИЧ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Вячеславович УСТИНОВИЧ filed Critical Сергей Вячеславович УСТИНОВИЧ
Publication of WO2017074218A1 publication Critical patent/WO2017074218A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B55/00Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
    • F02B55/02Pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/22Rotary-piston machines or engines of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth- equivalents than the outer member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • F01C17/063Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with only rolling movement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to the field of engineering, to internal combustion engines of volume displacement.
  • ICE Known four-stroke rotary piston internal combustion engine
  • RPD Wankel volume displacement
  • ICE Known four-stroke rotary piston internal combustion engine
  • ICE Wankel volume displacement
  • ICE Wankel volume displacement
  • RPD Wankel volume displacement
  • the mechanism of the RPD section is simpler in design, due to the absence of a connecting rod and piston in it. It is lighter than the piston section in weight and smaller in size.
  • the Wankel RPD section is capable of generating a smaller moment of force on its output shaft than the piston section.
  • this particular physical parameter that is transmitted to the input shaft of the load mechanism from the output shaft of the heat engine.
  • the reason for the small value of the moment of force is the smaller geometric length of the lever arm of the shaft of the mechanism of the Wankel RPD section of the same working volume as the piston section.
  • the value of the length of the shoulder of the shaft lever in sections with an eccentric shaft is within the eccentric length e of the eccentric, rigidly fixed to this shaft.
  • the eccentricity value of the e section of the RPD is less than 2.8 times in the piston section.
  • the number of strokes of the working stroke in the section of any eccentric mechanism is determined by the number of revolutions of its eccentricity e, and the working stroke in the heat engine section with such a mechanism begins only when the eccentricity e is located in the so-called top dead center.
  • the rotor face of the rotor section is in the position of the minimum compression volume of the stator epicycloid (epitrochoid) sector, where the spark plugs are installed. Since the section of the rotary engine [2] does not have a rigid attachment of the eccentric to the output shaft of the section, then for each one revolution of the shaft, the number of revolutions of the eccentrics free from rigid coupling with the shaft is greater than in mechanisms with an eccentric rigidly fixed to the shaft .
  • a power clutch is used there as a power unit, in which, as in any mechanical clutch, the number of revolutions of any of its two power links is always the same.
  • These power links of the pin coupling are the rotor and shaft. Depending on the direction of transmission of mechanical energy, one power link is the leading one and the other is the driven one. In the operating mode of the stroke of the working stroke, the rotor is the leading (input) link, and the shaft is the driven (output) link. Thus, in one revolution of the rotor, the mechanical energy of each stroke of the working stroke is transmitted through the coupling one revolution of the shaft three times.
  • the section of this engine works as a thermal gear motor, in this case as an internal combustion engine, given that heat is supplied to the charge of the working fluid inside the working cavity of the section of this engine at the beginning of the stroke of the working stroke. That is, for each revolution of its rotor and shaft in the ICE-gear section, the cycle energy is three times more often the working stroke is selected from the heated working fluid. In total, for one revolution of the shaft from the rotor, three times more energy is transferred to it than in the Wankel RPD section and six times more than in the piston engine section of the same displacement. And compared with these sections, the efficiency of the ICE section is significantly higher.
  • the generator of the final product of the activity of the heat engine — the torque produced by its shaft — is the shaft eccentric.
  • the shaft eccentric In the kinematic diagram of the mechanism of a classical engine there is an energetically ballast link - a transmitter of charge forces to the moment generating unit, that is, to the shaft eccentric.
  • the function of the transmitter of the charge forces in the RPD is performed by the rotor, and in the piston section a piston group.
  • the entire magnitude of the force of the heated charge in the stroke of the working stroke in transit passes through the rotor or piston, which forces them to increase reliability, increasing the weight, dimensions of the structure and, accordingly, the cost.
  • the increased inertial mass of parts negatively affects the amount of mechanical energy loss inside the mechanism, that is, its efficiency.
  • the lever of the force moment generator - the shaft eccentric continuously has a point of support on the root axis of the shaft, limiting the length of the arm of the lever of the moment of force to the length of its eccentricity e.
  • the moment of force generator is directly the input power link of the mechanism — the rotor, because there is no force transmitter in it.
  • the lever of rotation of the generator of the rotor moment at each current point in time is a straight line of the perpendicular drawn from the point where the pitch circles of the program gears of the stator and rotor touch each other, into which the straight line of the eccentricity e is geometrically continued from the rotor axis beyond the main shaft axis.
  • the moment of rotor force cannot be transferred to the load mechanism shaft, it must be transformed at the moment of the output shaft force of the mechanism of the same section of the ICE gearbox. That is, the input shaft of the load mechanism is able to take on a moment of force for its rotation only from a similar in design and coaxial output shaft of the heat engine mechanism.
  • the transformation of the rotor moment of force at the moment of the shaft force of the ICE-gearbox section occurs through the mechanism of the power pin drive clutch, in which the rotor and shaft are its only two power links. As you know, any mechanical coupling practically without changes translates the value of the moment of force from one of its power link to another.
  • plain bearings require for their work the cost of an increased amount of high-quality lubricating oil and its sufficiently effective cooling. This leads to complication of the engine design for the continuous supply of oil and energy to them for the operation of the oil cooler, which also increases the cost of the engine.
  • any sliding bearing requires a complex and sometimes unique design both for the elements of its mounting inside the rotor volume and for equipment for lubrication and oil cooling.
  • This design is complex and time-consuming in serial production, therefore, complicates the manufacture and repair of the engine, and at the same time increases its cost.
  • ICE-gearbox section [2] is also the presence of a detachable power shaft. Since, regardless of operating conditions, the gap between the edge of the hole in the power disk of the half shaft in which the shaft spigot connecting the half shaft is inevitably increased. As a result, the rigidity of the attachment of the half-shafts in a single shaft is lost, reducing the degree of reliability of this most loaded and important power link of the engine section mechanism. In addition, this factor serves as a serious obstacle to mass production of the engine.
  • the aim of the invention is to increase the reliability and efficiency, simplify the design and increase the degree of suitability for mass production of an internal combustion engine.
  • This goal is achieved by embedding the monolithic shaft and standardized rolling bearings of the power pin coupling in a new simplified configuration and composition of the components of the section mechanism of the rotary internal combustion engine, which allows localizing areas of inevitable wear of friction surfaces in the power circuit of the mechanism within one simple part, minimizing the number assembly parts of the section, unify and simplify them as much as possible, as well as increase the convenience of manufacturing, installation and dismantling the same details of construction, including in order to simplify access to those parts of the mechanism that during operation are subject to inevitable restoration or replacement during engine repair.
  • Figure 1 shows the kinematic diagram of a section of an internal combustion engine.
  • Figure 2 shows the eccentric disc of the pin coupling made in the form of a cartridge for standardized rolling bearings.
  • D is the designation of the diameter of the central circle of the rotor disks and the shaft on which lie, respectively, the axis of the pinwheel of the extreme rotor disks and the pin of the shaft disk.
  • a monolithic shaft 2 is mounted with rotation in its main bearings, in the middle of which a flat disk 3 of the shaft is installed along its main axis, having a triangular profile and made integral with the shaft 2.
  • a flat disk 3 of the shaft is installed along its main axis, having a triangular profile and made integral with the shaft 2.
  • tsevki 4 of the disk 3 of the shaft On the axis lines of each of the three vertices of the disk 3 shaft from each of its two planes coaxially located tsevki 4 of the disk 3 of the shaft, which are made integral with the disk 3. That is, the shaft 2, its disk 3 and all the tsevka 4 are made of a single metal billet.
  • One free eccentric 5 is installed on each shaft 4 of the shaft disk with the possibility of rotation and its second bearing, whose axis is spaced from the support on the pin 4 by the length of the eccentricity line e, the eccentric 5 is mounted on one of the three pin 6, each which inside the rotor volume is made in one piece with one of the extreme flat disks 7, one coaxially mounted in one of the extreme sections along the root axis of the shaft on the rotor 8. That is, each extreme rotor disk 7 together and all its lugs are also made s from a single metal billet.
  • the profiles of the rotor 8 and its two extreme disks 7 have a triangular profile, and their axes coinciding with each other are parallel to the main axis of the shaft 2, from which they are spaced apart by the length of the eccentricity line e.
  • Each pin 6 of the rotor disk 7 is located on the axis of one of three vertices of the triangular profile of the disk 7.
  • the axis lines of the yokes 4 and 6 also lie, respectively, in the disk 3 of the shaft and in each of the disk 7 of the rotor on the lines of the central circles, of the same diameter equal to the same value D.
  • each disk 7 of the rotor is removable, that is, with the possibility of dismantling and mounting on the rotor 8.
  • each disk 7 of the rotor the internal teeth of the software (synchronizing) gear 9 of the rotor are cut, the axis of which is pine and the axis of the profile of the rotor 8. Its teeth are engaged with the external teeth of one of the program gears
  • stator coaxial with the root axis of the shaft 2 and one rigidly fixed in one of the two stator flanges.
  • the ratio of the radii of the pitch circles of the software gears 10 of the stator and 9 of the rotor is 2e: Ze.
  • Each free cam 5 is a flat disk, in each plane of which parallel to its axis one non-through circular hole is made, in each of which a standardized ball bearing 1 1 is rigidly fixed with its outer ring (Fig. 2).
  • the rectilinear distance between the axes of the through holes in the eccentric disk 5 and, accordingly, the pair of bearings 11 is equal to the length of the eccentricity e.
  • each eccentric 5 passes the amount of mechanical energy, under the combined effect of which, due to the simultaneous operation of all bearings 11 of all eccentrics 5, the parts of the power circuit move mechanism of the engine section in the range between the charge of the working fluid and the flywheel of the shaft.
  • the bearings 11 are the only power bearings through which the generated mechanical energy in the engine is transferred from the heated charge of the working fluid and, accordingly, the output shaft of the internal combustion engine mechanism to the input shaft of the load mechanism.
  • the only known alternative to the split shaft is only a monolithic shaft installed in at least two extreme main bearing bearings of the stator flanges. Which is used in the mechanism of the proposed internal combustion engine. Compared with the prototype, this increases the reliability of the engine.
  • the monolithic shaft 2 is also one of the links in the new general set of elements representing the mechanism of the section of the proposed internal combustion engine.
  • one of the lugs 4 is pressed into the inner ring of one rolling bearing 11 from the side of one plane of the disk of one eccentric 5.
  • One of the lugs 6 from the side of the other plane of the disk of the same eccentric 5 is pressed into the inner ring of the other bearing 11. And each of these two bearings it is also pre-pressed with its outer ring into one of the two through holes of the disk casing of this free eccentric 5, in which it is rolled for reliability.
  • the mechanism of the proposed section of the ICE gearbox consists of only seven monolithic parts. Three of them relate to the fixed stator - this is the stator housing with the inner surface of the epicycloid 1, the stator flange (not shown in the drawings) and the program gear of the stator 10.
  • the four parts are movable - this is the rotor 6 and the removable extreme disk 7 of the rotor, monolithic shaft 2 and free eccentric 5.
  • This is the smallest possible set of assembly monolithic parts for the rotary mechanism of a section that has significantly greater efficiency compared to, for example, the section of the well-known commercial RPM of Wankel, which also seven monolithic layout the details of its mechanism.
  • each extreme disk 7 is coaxially and rigidly mounted on the rotor 8, including using screw connections, while being on the edges of the rotor 8 are two rigid axial stops in opposite directions along its axis to ensure reliability specified by the design of the mutual fastening of the elements of the section mechanism located inside the rotor.
  • the removable outer disk 7 also provides free and convenient access to the only structural element in the section mechanism, which in the process and as a result of engine operation inevitably wears out and needs to be restored or replaced.
  • Such an element is each power ball bearing 11 of the eccentrics 5 of the pin coupling of the section mechanism.
  • each free eccentric 5 is a cassette for a pair of power bearings 11.
  • the inner ring of one of the bearings 11 of the cassette located on the side of the same plane of the eccentric disk 5 is first pressed onto one of the spindles 4 of the shaft disk 3, and then from the side opposite to the plane of the disk of the same cam 5 in the inner ring of its other bearing 11 is pressed one of the lugs 6 of one of the extreme disks 7 of the rotor.
  • the cam of the eccentric 5, together with its bearings is easily dismantled from the forearm during engine repair without the use of any unique equipment. Simplicity of design, low weight and small overall dimensions of the cartridge, as well as the possibility of using standardized ball bearings in it, determine the low cost of the cartridge, allowing you to change it together with the bearings to the same new cartridge with new bearings for each disassembly of the section. Thus, the repair time of each section is reduced, while continuously maintaining the operability of the internal combustion engine at a high level of reliability during operation, which also creates significant convenience for its serial production and repair.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

The invention is directed toward enhancing the operating efficiency and reliability of an internal combustion engine, while also simplifying the design thereof and increasing its suitability to mass production. This technical result is achieved in that an internal combustion engine is provided with a rotor section, the mechanism of which does not contain a shaft eccentric but consists of an output pin coupling and is disposed inside a triangular rotor. The output shaft of the rotor section is configured with an integral flat, triangular disk at its middle, wherein pins are rigidly fastened on both faces of said disk on the axis of each of the three vertices thereof, each pin being mounted in a bearing assembly on one of the two faces of a corresponding free eccentric in the form of a flat disk. In another similar bearing assembly on the other face of each eccentric, there is mounted a pin which corresponds to one of two removable triangle-shaped outer disks of the rotor, said pins being rigidly fastened on one each of the axes of symmetry of the three vertices of the corresponding disk. The distance between the axes of the bearing assemblies of each eccentric is equal to the length of a straight line of eccentricity on which, when the rotor section is viewed in profile, the axis of the rotor is offset from the main axis of the shaft.

Description

Двигатель внутреннего сгорания  Internal combustion engine
Изобретение относится к области машиностроения, к двигателям внутреннего сгорания объёмного вытеснения. The invention relates to the field of engineering, to internal combustion engines of volume displacement.
Известен четырёхтактный роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) [1] объёмного вытеснения Ванкеля (РПД), состоящий, по меньшей мере, из одной роторной секции с эксцентриковым валом. Он эффективнее секции известного и наиболее распространённого поршневого двигателя внутреннего сгорания, также содержащей эксцентриковый вал, по числу тактов рабочего хода в одном обороте вала. За каждый оборот своего вала он совершает один такт рабочего хода, вместо одного такта рабочего хода за два оборота вала в поршневой секции. По сравнению с поршневой секций механизм секции РПД проще по конструкции, в связи с отсутствием в нём шатуна и поршня. Она легче поршневой секции по весу и меньше по габаритам. Однако при таком же по величине объёма рабочей полости секции, той же температуре нагрева заряда рабочего тела и степени сжатия секция РПД Ванкеля способна вырабатывать меньший по значению момент силы на своём выходном валу, чем поршневая секция. Как известно, именно данный физический параметр передаётся входному валу механизма нагрузки от выходного вала теплового двигателя. Причиной малого значения момента силы является меньшая по величине геометрическая длина плеча рычага вала механизма секции РПД Ванкеля того же рабочего объёма, что и поршневая секция. Как известно значение длины плеча рычага вала в секциях с эксцентриковым валом находится в рамках длины эксцентриситета е эксцентрика, жёстко закреплённого на этом валу. При одинаковом рабочем объёме секций значение эксцентриситета е секции РПД меньше, чем в поршневой секции почти в 2,8 раза.  Known four-stroke rotary piston internal combustion engine (ICE) [1] Wankel volume displacement (RPD), consisting of at least one rotor section with an eccentric shaft. It is more effective than the section of the well-known and most common reciprocating internal combustion engine, also containing an eccentric shaft, in the number of strokes of the stroke in one revolution of the shaft. For each revolution of his shaft, he makes one stroke of the stroke, instead of one stroke of the stroke for two turns of the shaft in the piston section. Compared to the piston sections, the mechanism of the RPD section is simpler in design, due to the absence of a connecting rod and piston in it. It is lighter than the piston section in weight and smaller in size. However, with the same volume of the working cavity of the section, the same temperature of heating the charge of the working fluid and the degree of compression, the Wankel RPD section is capable of generating a smaller moment of force on its output shaft than the piston section. As you know, it is this particular physical parameter that is transmitted to the input shaft of the load mechanism from the output shaft of the heat engine. The reason for the small value of the moment of force is the smaller geometric length of the lever arm of the shaft of the mechanism of the Wankel RPD section of the same working volume as the piston section. As you know, the value of the length of the shoulder of the shaft lever in sections with an eccentric shaft is within the eccentric length e of the eccentric, rigidly fixed to this shaft. With the same working volume of the sections, the eccentricity value of the e section of the RPD is less than 2.8 times in the piston section.
Это отставание в длине плеча рычага вала не исправляет даже тот факт, что такт рабочего хода, то есть длительность отбора механической энергии от нагретого заряда рабочего тела в такте рабочего хода, в роторной секции в 1,5 раза длиннее - 270 градусов угла поворота эксцентриситета против 180 градусов у поршневой секции. При этом механизм секции РПД в рабочем режиме такта рабочего хода функционирует как мультипликатор, в котором за один оборот входного силового звена - ротора его выходное силовое звено - эксцентриковый вал совершает три полных оборота. Что снижает количество механической энергии, переданное на каждый градус угла поворота вала нагрузки, понижая эффективность работы двигателя. This lag in the length of the shoulder of the shaft lever does not even correct the fact that the stroke of the working stroke, that is, the duration of the selection of mechanical energy from a heated charge the working fluid in the stroke of the stroke, in the rotor section is 1.5 times longer - 270 degrees of the angle of rotation of the eccentricity against 180 degrees at the piston section. In this case, the mechanism of the RPD section in the operating mode of the stroke of the working stroke functions as a multiplier, in which for one revolution of the input power link - the rotor, its output power link - the eccentric shaft makes three full turns. This reduces the amount of mechanical energy transferred to each degree of the angle of rotation of the load shaft, reducing the efficiency of the engine.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному решению является четырёхтактный роторный двигатель внутреннего сгорания [2], в секции которого устранены описанные выше недостатки, присущие секции РПД Ванкеля. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed solution is a four-stroke rotary internal combustion engine [2], in the section of which the above-mentioned disadvantages inherent in the Wankel RPD section are eliminated.
Известно, что число тактов рабочего хода в секции любого эксцентрикового механизма определяется числом оборотов его эксцентриситета е, а рабочий ход в секции теплового двигателя с таким механизмом начинается только тогда, когда эксцентриситет е располагается в, так называемой, верхней мёртвой точке. В этот момент, например, грань ротора роторной секции, находится в положении минимального объёма сжатия сектора эпициклоиды (эпитрохоиды) статора, где установлены свечи зажигания. Так как в секции роторного двигателя [2] отсутствует жёсткая привязка эксцентрика к выходному валу секции, то за каждый один оборот вала число оборотов эксцентриков, свободных от жёсткой связи с валом, в ней совершается больше, чем в механизмах с эксцентриком, жёстко закреплённом на валу. В данной секции, синхронно вращающиеся эксцентрики делают три своих полных оборота на каждый один оборот вала. В качестве силового узла там используется цевочная муфта, в которой, как и в любой механической муфте, число оборотов любого из двух её силовых звеньев всегда одинаково. Такими силовыми звеньями цевочной муфты являются ротор и вал. В зависимости от направления передачи механической энергии одно силовое звено является ведущим, а другое - ведомым. В рабочем режиме такта рабочего хода ротор - ведущее (входное) звено, а вал - ведомое (выходное). Таким образом, за один оборот ротора механическая энергия каждого такта рабочего хода через муфту передаётся на один оборот вала трижды. Поэтому секция данного двигателя работает как тепловой мотор-редуктор, в данном случае как ДВС-редуктор, учитывая, что подвод теплоты к заряду рабочего тела производится внутри рабочей полости секции данного двигателя в начале такта рабочего хода. То есть за каждый оборот своего ротора и вала в секции ДВС -редуктора троекратно чаще энергия такта рабочего хода отбирается от нагретого рабочего тела. В совокупности за один оборот вала от ротора на него передаётся троекратно большее количество энергии, чем в секции РПД Ванкеля и шестикратно большее, чем в секции поршневого двигателя того же рабочего объёма. И по сравнению с этими секциями эффективность работы секции ДВС-редуктора существенно выше. It is known that the number of strokes of the working stroke in the section of any eccentric mechanism is determined by the number of revolutions of its eccentricity e, and the working stroke in the heat engine section with such a mechanism begins only when the eccentricity e is located in the so-called top dead center. At this moment, for example, the rotor face of the rotor section is in the position of the minimum compression volume of the stator epicycloid (epitrochoid) sector, where the spark plugs are installed. Since the section of the rotary engine [2] does not have a rigid attachment of the eccentric to the output shaft of the section, then for each one revolution of the shaft, the number of revolutions of the eccentrics free from rigid coupling with the shaft is greater than in mechanisms with an eccentric rigidly fixed to the shaft . In this section, synchronously rotating eccentrics make three of their full revolutions for every one revolution of the shaft. A power clutch is used there as a power unit, in which, as in any mechanical clutch, the number of revolutions of any of its two power links is always the same. These power links of the pin coupling are the rotor and shaft. Depending on the direction of transmission of mechanical energy, one power link is the leading one and the other is the driven one. In the operating mode of the stroke of the working stroke, the rotor is the leading (input) link, and the shaft is the driven (output) link. Thus, in one revolution of the rotor, the mechanical energy of each stroke of the working stroke is transmitted through the coupling one revolution of the shaft three times. Therefore, the section of this engine works as a thermal gear motor, in this case as an internal combustion engine, given that heat is supplied to the charge of the working fluid inside the working cavity of the section of this engine at the beginning of the stroke of the working stroke. That is, for each revolution of its rotor and shaft in the ICE-gear section, the cycle energy is three times more often the working stroke is selected from the heated working fluid. In total, for one revolution of the shaft from the rotor, three times more energy is transferred to it than in the Wankel RPD section and six times more than in the piston engine section of the same displacement. And compared with these sections, the efficiency of the ICE section is significantly higher.
В секции РПД и поршневой секции генератором конечного продукта деятельности теплового двигателя - выработанного его валом момента силы, является эксцентрик вала. Тем самым в кинематической схеме механизма классического двигателя присутствует энергетически балластное звено - передатчик усилий заряда на узел генерации момента, то есть на эксцентрик вала. Функцию передатчика усилий заряда в РПД выполняет ротор, а в поршневой секции поршневая группа. В результате вся величина усилия нагретого заряда в такте рабочего хода транзитом проходит через ротор или поршень, что заставляет повышать их надежность, увеличивая массу, габариты конструкции и, соответственно, стоимость. При этом повышенная инерционная масса деталей отрицательно влияет на величину потерь механической энергии внутри механизма, то есть на эффективность его работы.  In the RPD section and the piston section, the generator of the final product of the activity of the heat engine — the torque produced by its shaft — is the shaft eccentric. Thus, in the kinematic diagram of the mechanism of a classical engine there is an energetically ballast link - a transmitter of charge forces to the moment generating unit, that is, to the shaft eccentric. The function of the transmitter of the charge forces in the RPD is performed by the rotor, and in the piston section a piston group. As a result, the entire magnitude of the force of the heated charge in the stroke of the working stroke in transit passes through the rotor or piston, which forces them to increase reliability, increasing the weight, dimensions of the structure and, accordingly, the cost. At the same time, the increased inertial mass of parts negatively affects the amount of mechanical energy loss inside the mechanism, that is, its efficiency.
В связи с жёстким креплением эксцентрика на валу в механизмах секции РПД Ванкеля и в поршневой секции рычаг генератора момента силы - эксцентрика вала, непрерывно имеет точку своей опоры на коренной оси вала, ограничивая длину плеча рычага момента силы длиной его эксцентриситета е.  Due to the rigid fastening of the eccentric on the shaft in the mechanisms of the Wankel RPD section and in the piston section, the lever of the force moment generator - the shaft eccentric, continuously has a point of support on the root axis of the shaft, limiting the length of the arm of the lever of the moment of force to the length of its eccentricity e.
В секции ДВС-редуктора [2] генератором момента силы является непосредственно входное силовое звено механизма - ротор, потому передатчик усилия в ней отсутствует. Рычагом вращения генератора момента ротора в каждый текущий момент времени является прямая линия перпендикуляра, проведённая из точки касания друг с другом делительных окружностей программных шестерней статора и ротора, в которую от оси ротора за коренную ось вала геометрически проводится продолжение прямой линии эксцентриситета е. В связи с этим предел длины плеча рычага момента возрастает троекратно до трёх длин эксцентриситета - Зе из-за отношения радиусов делительных окружностей программных шестерней статора и ротора 2е : Зе, которое, собственно, и определяет собой число оборотов свободных эксцентриков секции [2], равное трём за один оборот ротора и вала. Троекратное повышение рычага приводит к троекратному повышению значения момента силы ротора секции ДВС-редуктора по сравнению с секцией РПД Ванкеля того же рабочего объёма. Что также приводит к повышению эффективности работы роторного двигателя внутреннего сгорания. Так как в профиле секции из-за эксцентричности перемещения оси ротора по отношению к оси вала момент силы ротора невозможно передать на вал механизма нагрузки, то его необходимо трансформировать в момент силы выходного вала механизма этой же секции ДВС-редуктора. То есть входной вал механизма нагрузки способен принимать на себя момент силы для своего вращения только от подобного ему по конструкции и соосного с ним выходного вала механизма теплового двигателя. Трансформация момента силы ротора в момент силы вала секции ДВС-редуктора происходит посредством механизма силовой цевочной муфты, в которой ротор и вал являются двумя единственными её силовыми звеньями. Как известно, любая механическая муфта практически без изменений транслирует значение момента силы с одного своего силового звена на другое. In the ICE-gearbox section [2], the moment of force generator is directly the input power link of the mechanism — the rotor, because there is no force transmitter in it. The lever of rotation of the generator of the rotor moment at each current point in time is a straight line of the perpendicular drawn from the point where the pitch circles of the program gears of the stator and rotor touch each other, into which the straight line of the eccentricity e is geometrically continued from the rotor axis beyond the main shaft axis. this limit the length of the arm of the lever of the moment increases three times to three lengths of eccentricity - Ze due to the ratio of the radii of the pitch circles of the program gears of the stator and rotor 2e: Ze, which The second one, in fact, determines the number of revolutions of the free eccentrics of the section [2], equal to three for one revolution of the rotor and shaft. A three-fold increase in the lever leads to a three-fold increase in the value of the rotor torque of the ICE-gear section compared to the Wankel RPD section of the same working volume. Which also leads to increased efficiency of the rotary internal combustion engine. Since in the section profile due to the eccentricity of the movement of the rotor axis with respect to the shaft axis, the moment of rotor force cannot be transferred to the load mechanism shaft, it must be transformed at the moment of the output shaft force of the mechanism of the same section of the ICE gearbox. That is, the input shaft of the load mechanism is able to take on a moment of force for its rotation only from a similar in design and coaxial output shaft of the heat engine mechanism. The transformation of the rotor moment of force at the moment of the shaft force of the ICE-gearbox section occurs through the mechanism of the power pin drive clutch, in which the rotor and shaft are its only two power links. As you know, any mechanical coupling practically without changes translates the value of the moment of force from one of its power link to another.
В результате передачи значения момента силы без изменения его величины через силовые звенья цевочной муфты, а также в результате устранения в секции ДВС- редуктора жёсткой привязки эксцентрика к валу, в значении создаваемого в её механизме момента силы, наряду с усилиями, создаваемыми в узлах механизма, большее влияние получили другие компоненты момента силы - плечи рычагов в звеньях механизма, значение которых в секции ДВС-редуктора имеет величины выше, чем в секции РПД того же рабочего объёма. Как известно, значение длин рычагов в звеньях конструкции определяется геометрическими особенностями его кинематической схемы. При передаче в секции ДВС-редуктора неизменного значения момента силы в такте рабочего хода от ротора на вал, за счёт своей большей длины плеча рычага вала, по сравнению с меньшей длиной среднего за такт рабочего хода плеча рычага ротора, снизилось значение общей нагрузки на силовые подшипники эксцентриков, по сравнению с исходной нагрузкой нагретого заряда на ротор. Кроме того, за счёт применения сразу трёх эксцентриков в муфте кратно снизилась силовая нагрузка и на каждый подшипник эксцентрика. Что привело к снижению веса и габаритов его силовых подшипников, а также повысило предел их быстроходности.  As a result of the transmission of the value of the moment of force without changing its value through the power links of the pin coupling, as well as as a result of eliminating the rigid attachment of the eccentric to the shaft in the ICE section, in the value of the moment of force created in its mechanism, along with the forces created in the nodes of the mechanism, other components of the moment of force — the shoulders of the levers in the links of the mechanism, whose value in the ICE-gearbox section has values higher than in the RPD section of the same working volume — have a greater influence. As you know, the value of the leverage lengths in the links of the structure is determined by the geometric features of its kinematic scheme. When an unchanged value of the moment of force in the stroke of the working stroke from the rotor to the shaft is transmitted to the ICE section of the engine, due to its larger length of the shoulder of the shaft lever, the value of the total load on the power bearings decreases compared to the shorter length of the average stroke per stroke of the shoulder of the lever of the rotor eccentrics, compared with the initial load of a heated charge on the rotor. In addition, due to the use of three eccentrics at once in the clutch, the power load for each eccentric bearing also decreased several times. Which led to a decrease in the weight and dimensions of its power bearings, and also increased the limit of their speed.
Однако из-за возрастания числа силовых подшипников, как причины повышения числа факторов риска отказа в работе и возможностей для снижения общей эффективности работы, в цевочной муфте механизма секции ДВС-редуктора возросла степень требования к надёжности их работы. Также повысились требования, выраженные в способности силовых подшипников, установленных в свободных эксцентриках цевочной муфты, удерживать в стабильных рамках заданную длину эксцентриситета е, при безусловном соблюдении оставшегося незыблемым основного функционального критерия работы подшипников - собственной высокой эффективности работы, выраженной минимально возможным значением коэффициента трения. Например, в поршневой секции и в секции РПД Ванкеля подобные условия выполняет всего лишь один силовой подшипник эксцентрика вала, над повышением функциональной эффективности которого продолжается исследовательская работа уже на протяжении достаточно длительного периода времени. However, due to an increase in the number of power bearings, as a reason for increasing the number of risk factors for failure in work and opportunities to reduce overall work efficiency, the degree of requirement for the reliability of their work has increased in the pin coupling of the mechanism of the ICE section. The requirements expressed in the ability of the power bearings installed in the free eccentrics of the pin drive clutch to keep the set eccentricity length e in a stable framework, while unconditionally observing the unshakable basic functional the criterion for the operation of bearings is their own high work efficiency, expressed as the lowest possible value of the coefficient of friction. For example, in the piston section and in the Wankel RPD section, such conditions are fulfilled by only one power shaft eccentric bearing, over which the research work has been continuing to increase the functional efficiency for a rather long period of time.
В связи с этим наличие в силовой цевочной муфте механизма секции подшипников скольжения, которые обладают высоким коэффициентом трения, снижает эффективность работы механизма.  In this regard, the presence of a section of sliding bearings in the power transmission sleeve of the mechanism of the mechanism, which have a high coefficient of friction, reduces the efficiency of the mechanism.
Также подшипники скольжения требуют для своей работы затраты на повышенное количество качественного смазочного масла и на его достаточно эффективное охлаждение. Это приводит к усложнению конструкции двигателя для непрерывной подачи на них масла и энергии для работы холодильника для масла, что также повышает стоимость двигателя.  Also, plain bearings require for their work the cost of an increased amount of high-quality lubricating oil and its sufficiently effective cooling. This leads to complication of the engine design for the continuous supply of oil and energy to them for the operation of the oil cooler, which also increases the cost of the engine.
Кроме этого, любой подшипник скольжения требует сложной и порой уникальной конструкции как для элементов его крепления внутри объёма ротора, так и для оборудования смазки и охлаждения масла. Такая конструкция сложна и трудоёмка в серийном производстве, поэтому усложняет изготовление и ремонт двигателя, и одновременно повышает его стоимость.  In addition, any sliding bearing requires a complex and sometimes unique design both for the elements of its mounting inside the rotor volume and for equipment for lubrication and oil cooling. This design is complex and time-consuming in serial production, therefore, complicates the manufacture and repair of the engine, and at the same time increases its cost.
При этом наличие зазоров в подшипнике скольжения, изменяющих свою толщину между его кольцами скольжения не только в процессе эксплуатации, но и в моменты пуска и останова, а также набора и сброса мощности, способны привести к ощутимому изменению расстояния между осями подшипников в каждом из свободных эксцентриков цевочной муфты в секции, что может спровоцировать заклинивание её механизма. Этот фактор снижает степень надёжности работы двигателя.  At the same time, the presence of gaps in the sliding bearing, changing their thickness between its sliding rings, not only during operation, but also at the start and stop moments, as well as at power up and down, can lead to a noticeable change in the distance between the axes of the bearings in each of the free eccentrics the pin coupling in the section, which can provoke jamming of its mechanism. This factor reduces the degree of reliability of the engine.
Также одним из главных недостатков в секции ДВС-редуктора [2] также является наличие разъёмного силового вала. Так как независимо от условий эксплуатации зазор между кромкой отверстия в силовом диске полувала, в котором крепится соединяющая полувалы цевка вала, неизбежно возрастает. В результате теряется жёсткость крепления полувалов в едином валу, снижая степень надёжность работы этого наиболее нагруженного и важного силового звена механизма секции двигателя. Кроме того, данный фактор служит серьёзным препятствием для серийного производства двигателя. Also one of the main disadvantages in the ICE-gearbox section [2] is also the presence of a detachable power shaft. Since, regardless of operating conditions, the gap between the edge of the hole in the power disk of the half shaft in which the shaft spigot connecting the half shaft is inevitably increased. As a result, the rigidity of the attachment of the half-shafts in a single shaft is lost, reducing the degree of reliability of this most loaded and important power link of the engine section mechanism. In addition, this factor serves as a serious obstacle to mass production of the engine.
Ещё одним недостатком является наличие излишних деталей механизма секции двигателя, функции которых без ущерба можно передать тем деталям, без которых механизм секции никак не сможет обойтись. Тем самым существует возможность для упрощения и облегчения конструкции. Another drawback is the presence of excessive parts of the engine section mechanism, the functions of which can be transferred without damage to those parts without which the mechanism of the section can not do without. Thus, it is possible to simplify and facilitate the design.
Целью изобретения является повышение надёжности и эффективности работы, упрощения конструкции и повышения степени пригодности для серийного производства двигателя внутреннего сгорания. The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency, simplify the design and increase the degree of suitability for mass production of an internal combustion engine.
Указанная цель достигается посредством встраивания монолитного вала и стандартизированных подшипников качения силовой цевочной муфты в новую упрощенную конфигурацию и состав компонентов механизма секции роторного двигателя внутреннего сгорания, которые позволяют локализовать зоны неизбежного износа поверхностей трения в силовой цепи механизма в пределах одной простейшей детали, свести к минимуму число компоновочных деталей секции, унифицировать и максимально упростить их, а также повысить удобство изготовления, монтажа и демонтажа деталей конструкции, в том числе для того, чтобы упростить доступ к тем деталям механизма, которые в процессе эксплуатации подлежат неизбежному восстановлению или замене при ремонте двигателя. This goal is achieved by embedding the monolithic shaft and standardized rolling bearings of the power pin coupling in a new simplified configuration and composition of the components of the section mechanism of the rotary internal combustion engine, which allows localizing areas of inevitable wear of friction surfaces in the power circuit of the mechanism within one simple part, minimizing the number assembly parts of the section, unify and simplify them as much as possible, as well as increase the convenience of manufacturing, installation and dismantling the same details of construction, including in order to simplify access to those parts of the mechanism that during operation are subject to inevitable restoration or replacement during engine repair.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг.1 и фиг.2. The invention is illustrated by drawings in figure 1 and figure 2.
На фиг.1 изображена кинематическая схема секции двигателя внутреннего сгорания. На фиг.2 изображён диск эксцентрика цевочной муфты, выполненный в виде кассеты для стандартизованных подшипников качения. Figure 1 shows the kinematic diagram of a section of an internal combustion engine. Figure 2 shows the eccentric disc of the pin coupling made in the form of a cartridge for standardized rolling bearings.
Условные обозначения на чертежах и в тексте описания: Symbols in the drawings and in the description text:
е - обозначение эксцентриситета механизма секции, на длину прямой линии которого в профиле секции ось ротора отстоит от коренной оси вала; e - designation of the eccentricity of the mechanism of the section, the length of the straight line of which in the section profile of the rotor axis is separated from the root axis of the shaft;
D - обозначение диаметра центральной окружности дисков ротора и вала, на котором лежат, соответственно, оси цевок крайних дисков ротора и цевок диска вала.  D is the designation of the diameter of the central circle of the rotor disks and the shaft on which lie, respectively, the axis of the pinwheel of the extreme rotor disks and the pin of the shaft disk.
Согласно предложенной кинематической схеме секции двигателя внутреннего сгорания (фиг.1 ) внутри статора 1 , содержащего внутреннюю поверхность формы двуполостной эпициклоиды, с возможностью вращения в своих коренных подшипниках установлен монолитный вал 2, в средине которого вдоль его коренной оси, установлен плоский диск 3 вала, имеющий треугольный профиль и выполненный монолитно с валом 2. На линиях осей каждой из трёх вершин диска 3 вала со стороны каждой из двух его плоскостей соосно расположены цевки 4 диска 3 вала, которые выполнены монолитно с диском 3. То есть вал 2, его диск 3 и все цевки 4 изготовлены из единой металлической заготовки. According to the proposed kinematic diagram of the section of the internal combustion engine (Fig. 1), inside the stator 1 containing the inner surface of the two-cavity epicycloid form, a monolithic shaft 2 is mounted with rotation in its main bearings, in the middle of which a flat disk 3 of the shaft is installed along its main axis, having a triangular profile and made integral with the shaft 2. On the axis lines of each of the three vertices of the disk 3 shaft from each of its two planes coaxially located tsevki 4 of the disk 3 of the shaft, which are made integral with the disk 3. That is, the shaft 2, its disk 3 and all the tsevka 4 are made of a single metal billet.
На каждой цевке 4 диска вала одной своей подшипниковой опорой с возможностью вращения установлен один свободный эксцентрик 5. Второй своей подшипниковой опорой, ось которой отстоит от опоры на цевке 4 на длину линии эксцентриситета е, эксцентрик 5 установлен на одной из трёх цевок 6, каждая из которых внутри объёма ротора выполнена монолитно с одним из крайних плоских дисков 7, по одному соосно закреплённых в одном из крайних сечений вдоль коренной оси вала на роторе 8. То есть каждый крайний диск 7 ротора вместе и все его цевки также изготовлены из единой металлической заготовки.  One free eccentric 5 is installed on each shaft 4 of the shaft disk with the possibility of rotation and its second bearing, whose axis is spaced from the support on the pin 4 by the length of the eccentricity line e, the eccentric 5 is mounted on one of the three pin 6, each which inside the rotor volume is made in one piece with one of the extreme flat disks 7, one coaxially mounted in one of the extreme sections along the root axis of the shaft on the rotor 8. That is, each extreme rotor disk 7 together and all its lugs are also made s from a single metal billet.
Профили ротора 8 и его обоих крайних дисков 7 имеют треугольный профиль, а их совпадающие друг с другом оси параллельны коренной оси вала 2, от которой они в профиле секции отстоят на длину линии эксцентриситета е. Каждая цевка 6 диска 7 ротора расположена на оси одной из трёх вершин треугольного профиля диска 7.  The profiles of the rotor 8 and its two extreme disks 7 have a triangular profile, and their axes coinciding with each other are parallel to the main axis of the shaft 2, from which they are spaced apart by the length of the eccentricity line e. Each pin 6 of the rotor disk 7 is located on the axis of one of three vertices of the triangular profile of the disk 7.
При этом линии осей цевок 4 и 6 также лежат, соответственно, в диске 3 вала и в каждом из дисков 7 ротора на линиях центральных окружностей, одного диаметра, равного одинаковому значению D. А каждый диск 7 ротора, выполнен съёмным, то есть с возможностью демонтажа и монтажа на роторе 8. In this case, the axis lines of the yokes 4 and 6 also lie, respectively, in the disk 3 of the shaft and in each of the disk 7 of the rotor on the lines of the central circles, of the same diameter equal to the same value D. And each disk 7 of the rotor is removable, that is, with the possibility of dismantling and mounting on the rotor 8.
В теле каждого диска 7 ротора вырезаны внутренние зубья программной (синхронизирующей) шестерни 9 ротора, ось которой сосна с осью профиля ротора 8. Её зубья находятся в зацеплении с внешними зубьями одной из программных шестерен In the body of each disk 7 of the rotor, the internal teeth of the software (synchronizing) gear 9 of the rotor are cut, the axis of which is pine and the axis of the profile of the rotor 8. Its teeth are engaged with the external teeth of one of the program gears
10 статора, соосных с коренной осью вала 2 и по одной жёстко закреплённых в одном из двух статорных фланцев. Отношение радиусов делительных окружностей программных шестерен 10 статора и 9 ротора составляет 2е : Зе. 10 stator, coaxial with the root axis of the shaft 2 and one rigidly fixed in one of the two stator flanges. The ratio of the radii of the pitch circles of the software gears 10 of the stator and 9 of the rotor is 2e: Ze.
Каждый свободный эксцентрик 5 представляет собой плоский диск, в каждой плоскости которого параллельно его оси выполнено одно несквозное круглое отверстие, в каждом из которых своим внешним кольцом жёстко закреплён стандартизированный шариковый подшипник 1 1 (фиг.2). Прямолинейное расстояние между осями несквозных отверстий в диске эксцентрика 5 и, соостветственно, пары подшипников 11 равно длине эксцентриситета е.  Each free cam 5 is a flat disk, in each plane of which parallel to its axis one non-through circular hole is made, in each of which a standardized ball bearing 1 1 is rigidly fixed with its outer ring (Fig. 2). The rectilinear distance between the axes of the through holes in the eccentric disk 5 and, accordingly, the pair of bearings 11 is equal to the length of the eccentricity e.
В процессе работы секции через кольца и элементы качения каждого из подшипников During operation of the section through the rings and rolling elements of each of the bearings
11 каждого эксцентрика 5 проходит количество механической энергии, под совокупным воздействием которой, благодаря одновременной работе всех подшипников 11 всех эксцентриков 5, происходит перемещение деталей силовой цепи механизма секции двигателя в диапазоне между зарядом рабочего тела и маховиком вала. В связи с этим подшипники 11 являются единственными силовыми подшипниками, посредством которых выработанная механическая энергия в двигателе передаётся от нагретого заряда рабочего тела и, соответственно, выходного вала механизма двигателя внутреннего сгорания на входной вал механизма нагрузки. 11 of each eccentric 5 passes the amount of mechanical energy, under the combined effect of which, due to the simultaneous operation of all bearings 11 of all eccentrics 5, the parts of the power circuit move mechanism of the engine section in the range between the charge of the working fluid and the flywheel of the shaft. In this regard, the bearings 11 are the only power bearings through which the generated mechanical energy in the engine is transferred from the heated charge of the working fluid and, accordingly, the output shaft of the internal combustion engine mechanism to the input shaft of the load mechanism.
Единственной известной альтернативой разъёмному валу является только монолитный вал, установленный, по меньшей мере, в двух крайних коренных подшипниковых опорах фланцев статора. Что и применено в механизме предложенного двигателя внутреннего сгорания. По сравнению с прототипом это повышает надёжность работы двигателя. The only known alternative to the split shaft is only a monolithic shaft installed in at least two extreme main bearing bearings of the stator flanges. Which is used in the mechanism of the proposed internal combustion engine. Compared with the prototype, this increases the reliability of the engine.
При этом монолитный вал 2 также является одним из звеньев в новой общей совокупности элементов, представляющих собой механизм секции предложенного двигателя внутреннего сгорания.  Moreover, the monolithic shaft 2 is also one of the links in the new general set of elements representing the mechanism of the section of the proposed internal combustion engine.
Для соблюдения условия высокой надёжности работы цевочной муфты, которая и представляет собой сам механизм секции ДВС-редуктора, требуется максимально полное исключение возможностей образования зазоров между осями пары силовых подшипников 11 каждого свободного эксцентрика 5, способных сместить величину расстояния между данными осями за рамки заданной длины эксцентриситета е.  To comply with the conditions of high reliability of the operation of the pin coupling, which is the mechanism of the ICE gear section itself, it is necessary to completely eliminate the possibility of creating gaps between the axes of the pair of power bearings 11 of each free eccentric 5, which can shift the distance between these axes beyond the specified length of the eccentricity e.
Однако чтобы технически свести соблюдение этого условия только к масштабу одной детали - свободного эксцентрика 5, и локализовать развитие возможной проблемы рамками указанной пары его подшипников 11, необходимо добиться гарантии, что такие зазоры больше нигде не способны образоваться на всем пути распространения механической энергии силовой цепи в секции ДВС-редуктора в диапазоне между зарядом рабочего тела и маховиком вала. Потому в механизме предложенной секции двигателя все цевки 4 и все цевки 6 выполнены монолитными со своими несущими деталями, соответственно, диском 3 вала и диском 7 ротора. При этом одна из цевок 4 запрессовывается во внутреннее кольцо одного подшипника качения 11 со стороны одной плоскости диска одного эксцентрика 5. Одна из цевок 6 со стороны другой плоскости диска этого же эксцентрика 5 запрессовывается во внутренне кольцо другого подшипника 11. А каждый из этих двух подшипников своим наружным кольцом предварительно также запрессовывается в одно из двух несквозных отверстий корпуса диска данного свободного эксцентрика 5, в котором для надёжности оно завальцовывается. При этом соблюдение калиброванного расстояния длиной эксцентриситета е между осями пар подшипников 11 в эксцентрике 5 и заданного в предложенной конструкции механизма расположения всех цевок 4 и 6 на своих несущих деталях 3 и 7 обеспечивается в настоящее время точностью современных обрабатывающих станков общего пользования, даже без использования специализированного оборудования. However, in order to technically reduce the observance of this condition only to the scale of one detail — the free eccentric 5, and to localize the development of a possible problem by the framework of the indicated pair of its bearings 11, it is necessary to ensure that such gaps are nowhere else formed on the entire path of the mechanical energy distribution of the power circuit in sections of the internal combustion engine gearbox in the range between the charge of the working fluid and the flywheel of the shaft. Therefore, in the mechanism of the proposed engine section, all tsevki 4 and all tsavki 6 are made monolithic with their bearing parts, respectively, the disk 3 of the shaft and the disk 7 of the rotor. In this case, one of the lugs 4 is pressed into the inner ring of one rolling bearing 11 from the side of one plane of the disk of one eccentric 5. One of the lugs 6 from the side of the other plane of the disk of the same eccentric 5 is pressed into the inner ring of the other bearing 11. And each of these two bearings it is also pre-pressed with its outer ring into one of the two through holes of the disk casing of this free eccentric 5, in which it is rolled for reliability. In this case, the observance of the calibrated distance with the length of the eccentricity e between the axes of the pairs of bearings 11 in the eccentric 5 and the mechanism of arrangement of all the spindles 4 and 6 on their supporting parts 3 and 7 specified in the proposed design is ensured by the accuracy of modern general-purpose processing machines, even without using specialized equipment.
В предложенной секции внутри ротора, который является внешней оболочкой для её механизма, вместо трёх силовых дисков, как в прототипе - одного диска ротора и двух дисков вала - остался только один диск 3 вала, что упростило и облегчило конструкцию секции. Функцию силового диска ротора на себя приняли два крайних диска 7 ротора. Без учёта маслосъёмных элементов и элементов компрессионного уплотнения, располагаемых на наружной поверхности ротора, механизм предложенной секции ДВС-редуктора состоит всего из семи компоновочных монолитных деталей. Три из них относятся к неподвижному статору - это корпус статора с внутренней поверхностью эпициклоиды 1, статорный фланец (не показан на чертежах) и программная шестерня статора 10. Четыре детали являются подвижными - это ротор 6 и съёмный крайний диск 7 ротора, монолитный вал 2 и свободный эксцентрик 5. Это есть минимально возможный набор компоновочных монолитных деталей для роторного механизма секции, обладающей существенно большей эффективностью своей работы по сравнению, например, с секцией известного коммерческого РПД Ванкеля, в составе которой также семь монолитных компоновочных деталей её механизма. In the proposed section, inside the rotor, which is the outer shell for its mechanism, instead of three power disks, as in the prototype — one rotor disk and two shaft disks — only one shaft disk 3 remained, which simplified and facilitated the construction of the section. The function of the rotor power disk was assumed by two extreme rotor disks 7. Excluding oil scraper elements and compression seal elements located on the outer surface of the rotor, the mechanism of the proposed section of the ICE gearbox consists of only seven monolithic parts. Three of them relate to the fixed stator - this is the stator housing with the inner surface of the epicycloid 1, the stator flange (not shown in the drawings) and the program gear of the stator 10. The four parts are movable - this is the rotor 6 and the removable extreme disk 7 of the rotor, monolithic shaft 2 and free eccentric 5. This is the smallest possible set of assembly monolithic parts for the rotary mechanism of a section that has significantly greater efficiency compared to, for example, the section of the well-known commercial RPM of Wankel, which also seven monolithic layout the details of its mechanism.
Все детали предложенной секции ДВС-редуктора просты по своей конструкции, легко взаимно компонуются в единый механизм без соблюдения каких-либо особых условий взаимного расположения - вдоль коренной оси вала детали просто последовательно устанавливаются друг в друга с каждой стороны от диска вала. Данный процесс легко автоматизируется, что удобно для серийного производства. Удобство сборки и разборки механизма достигается, прежде всего, за счёт того, что каждый из крайних дисков 7 ротора 8 является отдельной съёмной деталью. Это позволяет также существенно облегчить массу ротора 8, освободив всё его внутреннее пространство для пространственной эволюции эксцентриков 5, каждый из которых по своей конструкции представляет собой относительно маломасштабную деталь. При этом каждый диск 7, надёжно поддерживает края полого ротора 8. Причём каждый крайний диск 7 соосно и жёстко крепится на роторе 8, в том числе, при помощи винтовых соединений, при этом являясь по краям ротора 8 двумя жёсткими осевыми упорами в противоположных направлениях вдоль его оси для обеспечения надёжности заданного конструкцией взаимного крепления элементов механизма секции, расположенных внутри ротора. Съёмный крайний диск 7 также обеспечивает свободный и удобный доступ к единственному в механизме секции элементу его конструкции, который в процессе и в результате эксплуатации двигателя неизбежно изнашивается и требует восстановления или замены. Таким элементом является каждый силовой шариковый подшипник 11 эксцентриков 5 цевочной муфты механизма секции. В предложенном техническом решении каждый свободный эксцентрик 5 представляет собой кассету для пары силовых подшипников 11. При сборке двигателя расположенное со стороны одной плоскости диска эксцентрика 5 внутреннее кольцо одного из подшипников 11 кассеты сначала запрессовывается на одной из цевок 4 диска 3 вала, а затем со стороны противоположной плоскости диска этого же эксцентрика 5 во внутреннее кольцо другого её подшипника 11 запрессовывается одна из цевок 6 одного из крайних дисков 7 ротора. All the details of the proposed section of the internal combustion engine reducer are simple in design, easily interconnected into a single mechanism without observing any special conditions of relative positioning - along the root axis of the shaft, the parts are simply sequentially mounted to each other on each side of the shaft disk. This process is easily automated, which is convenient for mass production. The convenience of assembling and disassembling the mechanism is achieved, first of all, due to the fact that each of the extreme disks 7 of the rotor 8 is a separate removable part. This also makes it possible to substantially lighten the mass of the rotor 8, freeing all its internal space for the spatial evolution of the eccentrics 5, each of which in its design is a relatively small-scale part. Moreover, each disk 7 reliably supports the edges of the hollow rotor 8. Moreover, each extreme disk 7 is coaxially and rigidly mounted on the rotor 8, including using screw connections, while being on the edges of the rotor 8 are two rigid axial stops in opposite directions along its axis to ensure reliability specified by the design of the mutual fastening of the elements of the section mechanism located inside the rotor. The removable outer disk 7 also provides free and convenient access to the only structural element in the section mechanism, which in the process and as a result of engine operation inevitably wears out and needs to be restored or replaced. Such an element is each power ball bearing 11 of the eccentrics 5 of the pin coupling of the section mechanism. In the proposed technical solution, each free eccentric 5 is a cassette for a pair of power bearings 11. When assembling the engine, the inner ring of one of the bearings 11 of the cassette located on the side of the same plane of the eccentric disk 5 is first pressed onto one of the spindles 4 of the shaft disk 3, and then from the side opposite to the plane of the disk of the same cam 5 in the inner ring of its other bearing 11 is pressed one of the lugs 6 of one of the extreme disks 7 of the rotor.
Также кассета эксцентрика 5 вместе со своими подшипниками легко демонтируется с цевок при ремонте двигателя без применения какого-либо уникального оборудования. Простота конструкции, малая масса и небольшие габаритные размеры кассеты, а также возможность применения в ней стандартизованных шариковых подшипников, определяют собой низкую стоимость кассеты, позволяя менять её вместе с подшипниками на такую же новую кассету с новыми подшипниками при каждой разборке секции. Тем самым, сокращаются сроки ремонта каждой секции, непрерывно поддерживая работоспособность двигателя внутреннего сгорания на высоком уровне надёжности во время эксплуатации, что также создаёт существенные удобства для его серийного изготовления и ремонта.  Also, the cam of the eccentric 5, together with its bearings, is easily dismantled from the forearm during engine repair without the use of any unique equipment. Simplicity of design, low weight and small overall dimensions of the cartridge, as well as the possibility of using standardized ball bearings in it, determine the low cost of the cartridge, allowing you to change it together with the bearings to the same new cartridge with new bearings for each disassembly of the section. Thus, the repair time of each section is reduced, while continuously maintaining the operability of the internal combustion engine at a high level of reliability during operation, which also creates significant convenience for its serial production and repair.
На базе предложенного механизма роторной секции возможно производство компактных и высокопроизводительных роторных насосов и компрессоров объёмного вытеснения. Список использованной литературы: Based on the proposed mechanism of the rotor section, it is possible to produce compact and high-performance rotary pumps and volume displacement compressors. List of used literature:
1. С.Н. Богданов, М.М. Буренков, И.Е. Иванов «Автомобильные двигатели», издательство «Машиностроение», Москва, 1987 год, стр. 356 - 358. 1. S.N. Bogdanov, M.M. Burenkov, I.E. Ivanov, Automotive Engines, Mashinostroenie Publishing House, Moscow, 1987, pp. 356–358.
2. Патент RU 2556838 С1 от 28.04.2014, F02B55/02, F01C1/22, F01C17/06.  2. Patent RU 2556838 C1 of 04/28/2014, F02B55 / 02, F01C1 / 22, F01C17 / 06.

Claims

Формула изобретения Claim
Двигатель внутреннего сгорания, состоящий, по меньшей мере, из одной роторной секции, содержащей статор с профилем двуполостной эпициклоиды, в крайних плоских фланцах которого с возможностью вращения относительно собственной коренной оси в коренных подшипниковых опорах соосно установлен вал, имеющий в плоскости, перпендикулярной своей коренной оси, монолитный с ним плоский диск вала треугольного профиля, с жестко закреплёнными на его плоскости параллельно коренной оси цевками диска вала, ось каждой из которых лежит на пересечении одной из трёх линий осей вершин треугольного профиля диска вала с линией его центральной окружности, причём на каждой цевке вала с возможностью вращения одной своей окружностью установлен один из эксцентриков, каждый из которых представляет собой плоский диск, который другой его окружностью, своей осью отстоящей от оси первой окружности диска эксцентрика на длину линии эксцентриситета, установлен в диске ротора с возможностью вращения относительно линии оси, параллельной коренной оси вала и лежащей на пересечении линии одной из осей вершины ротора, имеющего профиль треугольной гипоциклоиды, с линией его центральной окружности, длина диаметра которой равна длине диаметра линии центральной окружности профиля диска вала, на котором лежат оси цевок вала, при этом плоский диск вала расположен внутри объёма ротора и параллелен крайним плоским дискам ротора, по одному расположенным в одном из крайних сечении ротора вдоль коренной оси вала, и в каждом из которых соосно с осью ротора, параллельной коренной оси вала, установлена программная шестерня ротора, при этом ось ротора в профиле отстоит от коренной оси вала на длину прямой линии эксцентриситета, отличающийся тем, что с целью повышения надёжности и эффективности работы, упрощения конструкции и повышения степени пригодности для серийного производства двигателя, диск вала расположен в средине монолитного вала секции и снабжён дополнительными цевками вала, каждый крайний диск ротора также дополнительно снабжён цевками, жёстко закреплёнными на его плоскости, расположенной внутри ротора, на линиях осей, каждая из которых лежит на пересечении линии оси одной из вершин треугольного профиля диска ротора с линией его центральной окружности, имеющей длину диаметра, равную длине диаметра линии центральной окружности, на которой лежат оси цевок вала, попарно жёстко и соосно закреплённых на каждой из двух плоскостей диска вала, при этом в каждой из двух плоскостей диска каждого эксцентрика выполнено по одному несквозному круглому отверстию, в одном из которых в подшипниковой опоре закреплена одна цевка крайнего диска ротора, а в другом его отверстии также в подшипниковой опоре закреплена одна цевка диска вала, причём каждый из двух крайних дисков ротора установлен с возможностью его демонтажа и монтажа на роторе. An internal combustion engine consisting of at least one rotor section containing a stator with a two-cavity epicycloid profile, in the extreme flat flanges of which, with a possibility of rotation relative to its own main axis, a shaft is installed coaxially in the main bearing bearings, having a plane in a plane perpendicular to its main axis monolithic flat disk of a shaft of a triangular profile with it rigidly fixed on its plane parallel to the root axis by the spindles of the shaft disk, the axis of each of which lies at the intersection of one of the three lines of the axes of the vertices of the triangular profile of the shaft disk with a line of its central circle, and on each shaft shaft with the possibility of rotation with one of its circles, one of the eccentrics is installed, each of which is a flat disk, which with its other circle, its axis spaced from the axis the first circumference of the eccentric disk to the length of the eccentricity line, is installed in the rotor disk with the possibility of rotation relative to the axis line parallel to the main shaft axis and lying at the intersection of the line of one of the axes s of a rotor having a profile of a triangular hypocycloid, with a line of its central circle, the diameter of which is equal to the length of the diameter of the line of the central circle of the shaft disk profile on which the axis of the shaft sprocket lie, while the flat shaft disk is located inside the rotor volume and is parallel to the extreme flat rotor disks, one located in one of the extreme sections of the rotor along the root axis of the shaft, and in each of which is aligned with the axis of the rotor parallel to the root axis of the shaft, a software gear of the rotor is installed, while the rotor axis is in sludge is separated from the axis of the shaft to a length of a straight line of eccentricity, characterized in that in order to improve reliability and performance, simplify the design and improve the suitability for mass production of motor, drive shaft is located in the middle of the monolithic shaft of the section and is equipped with additional shaft handles, each extreme rotor disk is also additionally equipped with handles, rigidly fixed on its plane located inside the rotor, on the axis lines, each of which lies at the intersection of the axis line of one of the vertices of the triangular profile of the rotor disk with a line of its central circle having a diameter length equal to the diameter of the line of the central circle on which the axes of the shaft bores lie, pairwise rigidly and coaxially fixed on each of the two planes th shaft disk, while in each of the two planes of the disk of each eccentric, one non-through circular hole is made, in one of which one shaft of the outermost disk of the rotor is fixed in the bearing support, and one shaft of the shaft disk is fixed in the other hole of the bearing, moreover, each of the two extreme rotor disks is installed with the possibility of its dismantling and mounting on the rotor.
PCT/RU2016/000618 2015-10-30 2016-09-09 Internal combustion engine WO2017074218A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015146717A RU2634457C2 (en) 2015-10-30 2015-10-30 Internal combustion engine
RU2015146717 2015-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017074218A1 true WO2017074218A1 (en) 2017-05-04

Family

ID=58631856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000618 WO2017074218A1 (en) 2015-10-30 2016-09-09 Internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2634457C2 (en)
WO (1) WO2017074218A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3922121A (en) * 1974-03-06 1975-11-25 Marvin Garfinkle Rotary combustion engine
DE3120765A1 (en) * 1981-05-25 1982-12-09 Wilhelm 7120 Bietigheim-Bissingen Schmid Power shaft transmission for rotary internal combustion engine with circular engagement
RU2556838C1 (en) * 2014-04-28 2015-07-20 Сергей Вячеславович Устинович Internal combustion engine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455509C2 (en) * 2010-08-09 2012-07-10 Сергей Вячеславович Устинович Internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3922121A (en) * 1974-03-06 1975-11-25 Marvin Garfinkle Rotary combustion engine
DE3120765A1 (en) * 1981-05-25 1982-12-09 Wilhelm 7120 Bietigheim-Bissingen Schmid Power shaft transmission for rotary internal combustion engine with circular engagement
RU2556838C1 (en) * 2014-04-28 2015-07-20 Сергей Вячеславович Устинович Internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2634457C2 (en) 2017-10-30
RU2015146717A (en) 2017-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2343290C2 (en) Rotor-type internal combustion engine
US7721701B2 (en) Rotary scissors action machine
US9677401B1 (en) Radial piston rotary device with compact gear drive mechanism
JP2015503054A (en) engine
US20070062469A1 (en) Rotary radial internal combustion piston engine
EP2633207B1 (en) Axial piston machines
US7543559B2 (en) Gear crank mechanism for engine
RU2455509C2 (en) Internal combustion engine
RU2634457C2 (en) Internal combustion engine
CN109944686B (en) Eccentric shaft of multi-cylinder triangle rotor engine
JP2010523885A (en) Rotary engine
WO2011013184A1 (en) Rotating piston machine
CN102828825A (en) Symmetrical biphase cam swing type internal combustion engine with high rotating speed
CN201934186U (en) Rotary piston internal-combustion engine
RU2556838C1 (en) Internal combustion engine
CN109488388B (en) Transmission mechanism of connecting-rod-free thermomotor and transmission system of connecting-rod-free thermomotor
RU2285124C1 (en) Rotary machine with displaced shafts
RU2634458C2 (en) Internal combustion engine
CN113027601B (en) Double-rotor internal combustion engine
RU2421621C1 (en) Internal combustion engine
GB2557946A (en) Rotary engine
RU2352795C2 (en) "estapheta" rotary piston ice
RU2375595C1 (en) Asynchronous toothed converter of reciprocation into rotation and vice versa, front and rear crank pairs, idle gear and its anvil gear wheel
WO2008098328A1 (en) Rotary radial orbital motor
EP3587732A1 (en) Positive displacement machine with oscillating and rotary pistons

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16860363

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16860363

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1