RU2158830C2 - Двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158830C2 RU2158830C2 RU98123383/06A RU98123383A RU2158830C2 RU 2158830 C2 RU2158830 C2 RU 2158830C2 RU 98123383/06 A RU98123383/06 A RU 98123383/06A RU 98123383 A RU98123383 A RU 98123383A RU 2158830 C2 RU2158830 C2 RU 2158830C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotation
- pistons
- rotor
- rotors
- internal combustion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет увеличить срок службы силового агрегата, мощность и крутящий момент, снизить вибрации, а также уменьшить затраты при производстве и эксплуатации. Двигатель содержит роторы-поршни. По меньшей мере три ротора-поршня расположены в одном картере-корпусе так, что оси их вращения при проецировании на плоскость вращения преобразуются в точки, образующие вершины равностороннего треугольника со стороной, равной , и уравнение проекции ротора-поршня на плоскость вращения описывается математическими зависимостями, где Rmax - максимальный радиус (задается произвольно). Роторы-поршни при вращении с одинаковой угловой скоростью образуют между своими поверхностями замкнутые полости (рабочие камеры) переменного объема, выполняя таким образом еще и функции цилиндра. 8 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, может быть применено в моторостроении и предназначено преимущественно для автомототранспорта, сельхозмашин и других передвижных и стационарных силовых установок.
Известен классический поршневой двигатель внутреннего сгорания, состоящий из корпуса-картера с рабочими камерами, поршней и кривошипно-шатунного механизма [1].
Недостатком поршневых двигателей является сложность конструкции, громоздкость, наличие большого числа деталей, совершающих сложные формы движения (поступательное, колебательное, плоскопараллельное), приводящих к негативным процессам, таким как вибрация, ударные воздействия, что в конечном итоге сказывается на сроке службы и себестоимости двигателя в процессе производства и эксплуатации.
Известен также роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания с трохоидальной рабочей камерой, в котором ротор-поршень, установленный на эксцентриковом валу, выполняет сложное вращательно-колебательное движение внутри цилиндра, имеющего также сложную форму [2]. Цилиндр при этом оказывается разгороженным на несколько камер: всасывания, сгорания и выпуска. Роторно-поршневой двигатель заметно меньше своего "классического" собрата и как следствие легче. В нем меньше движущихся деталей, отсутствует система газораспределения. Двигатель обладает необычайно высокой литровой мощностью.
Однако камера сгорания представляет собой вытянутый полумесяц. У такой конфигурации велики потери тепла о стенки камеры (поскольку их поверхность велика), что снижает термический КПД мотора и, следовательно, его экономичность. По той же причине выше токсичность отработанных газов и склонность к детонации невелика из-за интенсивного охлаждения и перемешивания несгоревшей смеси. Кроме того, сложная геометрическая форма цилиндра (его основанием служит эпитрохоида) представляет значительные трудности в изготовлении и исключает ремонт.
Задачей предлагаемого технического решения является значительное увеличение срока службы устройства, увеличение мощности и крутящего момента, снижение вибрации, а также уменьшение затрат при производстве и эксплуатации устройства.
Поставленная задача решается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, три ротора-поршня, расположенные в одном корпусе-картере таким образом, что оси их вращения при проецировании на плоскость вращения преобразуются в точки, образующие вершины равностороннего треугольника со стороной, равной и уравнение проекции ротора-поршня на плоскость вращения, описывается математическими зависимостями:
где Rmax - максимальный радиус (задается произвольно);
R* - текущий радиус;
φ* - текущий угол.
где Rmax - максимальный радиус (задается произвольно);
R* - текущий радиус;
φ* - текущий угол.
Роторы-поршни при вращении с одинаковой угловой скоростью образуют между своими поверхностями замкнутые полости (рабочие камеры) переменного объема, выполняя таким образом еще и функцию цилиндра.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
На фиг. 1 изображена схематично плоскость вращения двухкамерного двигателя внутреннего сгорания, где точки А, В, С и D являются проекциями осей вращения роторов-поршней, а образованные треугольники ABC и BCD являются равносторонними с длиной стороны На фиг. 2 приведен (для примера) ротор-поршень, где Rmax =80,00 мм., а значения φ* и R* (полярные координаты) определены по приведенным выше формулам. Полученные данные сведены в таблицу. На фиг. 3 - разрез А-А по фиг.4, схематично представлен разрез двигателя, содержащего четыре ротора-поршня, расположенных на четырех продольных валах и заключенных в общий корпус-картер. На фиг. 4 - разрез Б-Б по фиг. 3, показаны рабочие камеры переменного объема в исходном положении в момент максимального сжатия (верхняя камера) и максимального объема (нижняя камера). На фиг. 5 - разрез Б-Б по фиг. 3 (при повороте на 30o от исходного), показаны рабочие камеры переменного объема, образованные поверхностями роторов-поршней при вращении против часовой стрелки, в которых происходит сжатие смеси (нижняя камера) и ее воспламенение (верхняя камера). На фиг. 6 - разрез Б-Б по фиг. 3 (при повороте на 60o от исходного), в нижней камере достигается максимальное сжатие, а в верхней - достижение максимального объема. На фиг. 7 - разрез Б-Б по фиг. 3 (при повороте на угол более 60o от исходного), происходит образование нижней камеры и начало процесса сжатия в верхней камере. На фиг. 8 - разрез Б-Б по фиг. 3 (при повороте на 120o), снова исходное положение нижней и верхней камер.
На фиг. 1 изображена схематично плоскость вращения двухкамерного двигателя внутреннего сгорания, где точки А, В, С и D являются проекциями осей вращения роторов-поршней, а образованные треугольники ABC и BCD являются равносторонними с длиной стороны На фиг. 2 приведен (для примера) ротор-поршень, где Rmax =80,00 мм., а значения φ* и R* (полярные координаты) определены по приведенным выше формулам. Полученные данные сведены в таблицу. На фиг. 3 - разрез А-А по фиг.4, схематично представлен разрез двигателя, содержащего четыре ротора-поршня, расположенных на четырех продольных валах и заключенных в общий корпус-картер. На фиг. 4 - разрез Б-Б по фиг. 3, показаны рабочие камеры переменного объема в исходном положении в момент максимального сжатия (верхняя камера) и максимального объема (нижняя камера). На фиг. 5 - разрез Б-Б по фиг. 3 (при повороте на 30o от исходного), показаны рабочие камеры переменного объема, образованные поверхностями роторов-поршней при вращении против часовой стрелки, в которых происходит сжатие смеси (нижняя камера) и ее воспламенение (верхняя камера). На фиг. 6 - разрез Б-Б по фиг. 3 (при повороте на 60o от исходного), в нижней камере достигается максимальное сжатие, а в верхней - достижение максимального объема. На фиг. 7 - разрез Б-Б по фиг. 3 (при повороте на угол более 60o от исходного), происходит образование нижней камеры и начало процесса сжатия в верхней камере. На фиг. 8 - разрез Б-Б по фиг. 3 (при повороте на 120o), снова исходное положение нижней и верхней камер.
Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания содержит роторы-поршни (1), валы (2), общий корпус-картер (3), синхронизирующий редуктор (4). В торцевых гранях корпуса-картера сделаны углубления (5), которые являются компрессионными камерами. В вершинах компрессионных камер расположены элементы воспламенения горючей смеси (свечи)(6). В торцевых гранях также находятся впускные отверстия (7) и выпускные отверстия (8). Грани взаимно сопрягающихся при вращении роторов-поршней образуют между собой замкнутые полости (рабочие камеры): верхнюю и нижнюю камеры переменного объема.
Двигатель работает следующим образом. Роторы-поршни (1), расположенные на четырех продольных валах (2) и заключенные в общий корпус картер (3), осуществляют простое вращательное движение против часовой стрелки. Синхронизирующее устройство (4) обеспечивает вращение всех валов с одинаковой угловой скоростью. В качестве синхронизирующего устройства может быть ременная, цепная передача или шестеренчатый редуктор. В нижнюю камеру при ее максимальном объеме через впускные отверстия (7) подается горючая смесь (см. фиг. 4, нижняя камера). При дальнейшем синхронном вращении впускные отверстия перекрываются плоскостями вращающихся роторов, и происходит сжатие горючей смеси (см. фиг. 5, нижняя камера). При уменьшении объема данной полости сжимаемая смесь вытесняется в компрессионные камеры (5), форма и размер которых очерчивается линией вращения максимального радиуса роторов. Компрессионные камеры со сжатой и вытесненной в них горючей смесью, в момент максимального сжатия (вершины трех роторов-поршней проходят максимально близко друг от друга) (см. фиг. 6, нижняя камера), перекрываются плоскостями вращаемых роторов-поршней, предотвращая ее вырывание наружу, а при дальнейшем вращении образуется новая полость малого объема (см. фиг. 7, нижняя камера), и смесь попадает в нее, где и происходит воспламенение смеси от воспламеняющих элементов (свечей) (6), приводящей к совершению работы, увеличению объема и вращению роторов (см. фиг. 8, нижняя камера). Отработанные газы выводятся наружу через выпускные отверстия (8). Такой же процесс в своей фазе происходит и в верхней камере предлагаемой конструкции двигателя внутреннего сгорания, делая двигатель подобным двухцилиндровому поршневому или двухсекционному роторно- поршневому двигателю.
Таким образом, в предложенном двигателе работа воспламеняемой горючей смеси направлена непосредственно на совершение простого вращательного движения, снижающего такие негативные процессы, как вибрация или ударные воздействия, что в конечном итоге значительно увеличивает срок его службы. Увеличение литровой мощности, крутящего момента на более низких оборотах достигается за счет того, что полный оборот роторов-поршней на 360o происходит за три цикла воспламенения горючей смеси, а также за счет более рационального приложения равнодействующей силы, что также увеличивает и КПД мотора. Применение стандартных, взаимозаменяемых роторов-поршней снижает себестоимость производства подобных двигателей, упрощает эксплуатацию и ремонт. К тому же конструкция двигателя - количество роторов-поршней в плоскости вращения, количество роторов-поршней на продольных валах может быть любым (не менее трех в одной плоскости), что при незначительном увеличении габаритных размеров существенно увеличивает мощность двигателя внутреннего сгорания.
Claims (1)
- Двигатель внутреннего сгорания, содержащий роторы-поршни, отличающийся тем, что по меньшей мере три ротора-поршня, расположенные в одном картере-корпусе так, что оси их вращения при проецировании на плоскость вращения преобразуются в точки, образующие вершины равностороннего треугольника со стороной, и уравнение проекции ротора-поршня на плоскость вращения описывается математическими зависимостями
где Rmax - максимальный радиус (задается произвольно);
R* - текущий радиус;
φ* - текущий угол,
роторы-поршни при вращении с одинаковой угловой скоростью образуют между своими поверхностями замкнутые полости (рабочие камеры) переменного объема, выполняя, таким образом, еще и функции цилиндра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123383/06A RU2158830C2 (ru) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123383/06A RU2158830C2 (ru) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Двигатель внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2158830C2 true RU2158830C2 (ru) | 2000-11-10 |
Family
ID=20213834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123383/06A RU2158830C2 (ru) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2158830C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007097733A1 (fr) * | 2006-02-22 | 2007-08-30 | Ivan Samko | Moteur à combustion interne à rotor à pales et à réducteur (et variantes) |
US7707975B2 (en) | 2005-04-29 | 2010-05-04 | Iris Engines, Inc. | Radial impulse engine, pump, and compressor systems, and associated methods of operation |
RU2684141C2 (ru) * | 2017-08-14 | 2019-04-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ нарезания конических зубчатых колес для роторного двигателя |
RU2730629C1 (ru) * | 2020-03-09 | 2020-08-24 | Нурлан Урынтаевич Кабаков | Трехроторный винтовой двигатель |
-
1998
- 1998-12-22 RU RU98123383/06A patent/RU2158830C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ХАНИН Н.С. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. - М.: МАШГИЗ, 1964, с. 100. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7707975B2 (en) | 2005-04-29 | 2010-05-04 | Iris Engines, Inc. | Radial impulse engine, pump, and compressor systems, and associated methods of operation |
US7753011B2 (en) | 2005-04-29 | 2010-07-13 | Iris Engines, Inc. | Radial impulse engine, pump, and compressor systems, and associated methods of operation |
US7770546B2 (en) | 2005-04-29 | 2010-08-10 | Iris Engines, Inc. | Radial impulse engine, pump, and compressor systems, and associated methods of operation |
US8100094B2 (en) | 2005-04-29 | 2012-01-24 | Iris Engines, Inc. | Radial impulse engine, pump, and compressor systems, and associated methods of operation |
WO2007097733A1 (fr) * | 2006-02-22 | 2007-08-30 | Ivan Samko | Moteur à combustion interne à rotor à pales et à réducteur (et variantes) |
RU2684141C2 (ru) * | 2017-08-14 | 2019-04-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ нарезания конических зубчатых колес для роторного двигателя |
RU2730629C1 (ru) * | 2020-03-09 | 2020-08-24 | Нурлан Урынтаевич Кабаков | Трехроторный винтовой двигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5094890B2 (ja) | 内燃機関およびその作動方法 | |
US3855977A (en) | Rotary internal-combustion engine | |
EP0510125B1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US4057035A (en) | Internal combustion engines | |
CN101205812A (zh) | 四活塞缸体旋转发动机 | |
JPS5879623A (ja) | 偏心だ円ギヤ制御の扇形ロ−タ回転エンジン | |
RU2158830C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
KR20070005440A (ko) | 로터리 엔진 | |
US4553503A (en) | Rotary piston machine | |
JP2010523885A (ja) | ロータリーエンジン | |
CA2457800A1 (en) | Operating method for a rotary engine and a rotary internal combustion engine | |
US5429083A (en) | Rotary internal combustion twin engine | |
JP2006516695A (ja) | 改良エンジン | |
JPH10205345A (ja) | ロータリーピストンエンジン | |
RU2344298C2 (ru) | Роторный двигатель внутреннего сгорания | |
RU2467183C1 (ru) | Способ работы роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания и роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
RU2239712C1 (ru) | Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
KR100372086B1 (ko) | 4절 링크 로타리 기관 | |
RU2067187C1 (ru) | Торовая поршневая машина | |
JPH03182631A (ja) | 4サイクルロータリーピストンエンジン | |
KR920000990B1 (ko) | 회전 파형식 엔진 | |
RU25907U1 (ru) | Цилиндрический роторный двигатель | |
RU2305785C2 (ru) | Многороторный двигатель внутреннего сгорания | |
JPH0223228A (ja) | 2サイクルガソリンエンジン | |
JPS60206938A (ja) | 回転形エンジン |