RU2183754C2

RU2183754C2 - Power plant

Info

Publication number: RU2183754C2
Application number: RU99126111/06A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Гордиенко
Original assignee: Гордиенко Николай Николаевич
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2002-06-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: invention relates to power plants with rotary internal combustion engine. Proposed power plant has rotary engine and rotary energy recovering device. Systems to supply engine with fuel and compressed air, cooling and lubricating system are mounted on output shaft. Compressed air supply system has two- stage compressor whose first stage is ring centripetal blower, and second stage is positive displacement compressor with receiver communicating with engine combustion chamber to control delivery of compressed air. Fuel supply system has pair of fuel pumps installed diametrically relative to shaft for translation along guides and interacting with shaft by means of tappets. Shaft of section of interaction is provided with one-side cam with slanted surface. Cooling and lubricating system has scoops on lower end of shaft. Shaft is made hollow, its space communicating through space of hydraulic take-in scoops with reservoir of lubricating and cooling liquid installed in crankcase, and through ports made in shaft body, with spaces of engine, recovering device and compressor. EFFECT: simplified design of plant, reduced labor input in manufacture and service, increased efficiency and reduced specific consumption of fuel. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к силовым установкам, включающим роторный двигатель внутреннего сгорания (роторный ДВС). The invention relates to engine building, and in particular to power plants, including a rotary internal combustion engine (rotary ICE).

Известны силовые установки, содержащие роторный ДВС и системы его питания топливом, воздухом, охлаждения и смазки, при этом роторный ДВС содержит полный корпус, установленный в его полости на выходном валу ротор, камеры сжатия, сгорания и расширения (например, пат. РФ 2009340, кл. F 02 В 53/00, публ. 1994). Known power plants containing a rotary internal combustion engine and systems for supplying fuel, air, cooling and lubrication, while the rotary internal combustion engine contains a complete housing mounted in its cavity on the output shaft of the rotor, compression, combustion and expansion chambers (for example, US Pat. RF 2009340, CL F 02 B 53/00, publ. 1994).

Такие установки сложны в изготовлении и обслуживании, металлоемки и крупногабаритны из-за некомпактности систем питания. Кроме того, установки имеют низкий КПД и малую удельную мощность, поскольку камера сжатия ДВС имеет фиксированный объем, т.е. степень сжатия топливно-воздушной смеси является неизменной на всех режимах работы двигателя, а воспламенение этой смеси происходит только в первой фазе рабочего хода, что приводит к неравномерному распределению давления рабочего тела по периоду рабочего хода и малой величине последнего. Such installations are difficult to manufacture and maintain, metal-consuming and bulky due to the non-compactness of power systems. In addition, the plants have low efficiency and low specific power, since the ICE compression chamber has a fixed volume, i.e. the compression ratio of the fuel-air mixture is unchanged at all engine operating modes, and ignition of this mixture occurs only in the first phase of the stroke, which leads to an uneven distribution of the pressure of the working fluid over the period of the stroke and a small value of the latter.

Известна силовая установка "Горник-2", включающая роторный ДВС, содержащий неподвижный корпус с рабочей полостью, установленный в последней на выходном валу ротор, камеру сгорания в теле корпуса и камеру расширения в рабочей полости, автономные источники топлива и сжатого до рабочего давления воздуха, сообщенные с упомянутыми камерами с возможностью регулирования оптимального соотношения топлива и сжатого воздуха, выпускное окно в теле корпуса (патент РФ 2044139, кл. F 02 В 53/02, публ. 1995). Known power plant "Gornik-2", including a rotary internal combustion engine, comprising a stationary housing with a working cavity, a rotor installed in the latter on the output shaft, a combustion chamber in the body of the housing and an expansion chamber in the working cavity, autonomous sources of fuel and compressed air to working pressure, communicated with these cameras with the ability to control the optimal ratio of fuel and compressed air, the exhaust window in the body of the housing (RF patent 2044139, CL F 02 B 53/02, publ. 1995).

Недостатком этой установки является достаточно высокий удельный расход топлива и недостаточно высокий КПД из-за того. что не полностью используется энергия рабочего тела (продуктов сгорания топливовоздушной смеси). Кроме того, установка достаточно металлоемка и габаритна, сложна а изготовлении и обслуживании из за автономности ее систем питания, а также из-за необходимости установки глушителя и пламегасителя для предотвращения выброса горящего рабочего тела в атмосферу. The disadvantage of this installation is a sufficiently high specific fuel consumption and insufficiently high efficiency because of that. that the energy of the working fluid (combustion products of the air-fuel mixture) is not fully used. In addition, the installation is quite metal-consuming and dimensional, difficult to manufacture and maintain because of the autonomy of its power systems, and also because of the need to install a silencer and a flame arrester to prevent the release of a burning working fluid into the atmosphere.

Наиболее близкой к предлагаемой является силовая установка "Горник-2М". включающая роторный ДВС "Горник-2" и утилизатор энергии, установленные на общем выходном валу и рабочие камеры которых сообщены между собой посредством канала, связывающего выпускное окно двигателя с впускным окном утилизатора. Установка снабжена автономными источниками топлива и сжатого до рабочего давления со средствами регулируемой подачи последние в камеру сгорания и системой охлаждения и смазки (патент РФ по заявке 97113942 от 04.11.97, решение а выдаче патента от 13.07.99). Closest to the proposed one is the Gornik-2M power plant. including the Gornik-2 rotary internal combustion engine and an energy utilizer installed on a common output shaft and whose working chambers are interconnected via a channel connecting the engine exhaust window to the exhaust gas inlet window. The installation is equipped with autonomous sources of fuel and compressed to working pressure with means for controlled supply of the latter to the combustion chamber and cooling and lubrication system (RF patent on application 97113942 dated 11/04/97, decision and grant of patent on 07/13/99).

В этой установке за счет дополнительного использования энергии рабочего тела повышен КПД и снижен удельный расход топлива, однако она также достаточно металлоемка и габаритна, сложна в изготовлении и обслуживании за счет автономности источников питания и, как следствие, средств регулируемой подачи топлива, сжатого воздуха и смазки-охлаждения. In this installation, due to the additional use of the energy of the working fluid, the efficiency is increased and the specific fuel consumption is reduced, however, it is also quite metal-consuming and dimensional, difficult to manufacture and maintain due to the autonomy of power sources and, as a result, means of controlled supply of fuel, compressed air and lubrication -cooling.

Задачей изобретения является упрощение конструкции установки, уменьшение ее металлоемкости и габаритов, уменьшение трудоемкости изготовления и обслуживания, а также дополнительное повышение КПД и снижение удельного расхода топлива. The objective of the invention is to simplify the design of the installation, reducing its metal consumption and dimensions, reducing the complexity of manufacturing and maintenance, as well as an additional increase in efficiency and lower specific fuel consumption.

Технический результат достигается тем, что в силовой установке, включающей роторный ДВС, содержащий корпус с рабочей камерой, камерой сгорания и выходным окном и ротор, установленный в рабочей камере на выходном валу, роторный утилизатор энергии, ротор которого установлен на выходном валу ДВС, а в корпусе выполнены входное и выходное окна, причем входное сообщено с выходным окном двигателя, источники питания топливом и сжатым до рабочего давления воздухом со средствами их регулируемой подачи в камеру сгорания, систему охлаждения и смазки, в нем все упомянутые узлы смонтированы на выходном валу двигателя. При этом источник сжатого воздуха выполнен в виде двухступенчатого компрессора, первой ступенью которого является кольцевой центростремительный нагнетатель, а второй - сообщенный с ним объемный компрессор с ресивером, в свою очередь сообщенным с камерой сгорания двигателя с возможностью регулирования объема подачи сжатого воздуха. Источник питания топливом включает пару топливных насосов, преимущественно поршневых, установленных диаметрально относительно вала с возможностью поступательного перемещений по направляющим вдоль него и взаимодействующих с ним посредством толкателей, смонтированных на рабочем органе, в частности поршне, насоса, причем вал на участке этого взаимодействия выполнен с односторонним кулачком, имеющим наклонную поверхность. При этом вал выполнен полым, нижним концом смонтирован в картере со смазочно-охлаждающей жидкостью и снабжен гидрозаборными лопатками и окнами для сообщения его полости с полостями двигателя, утилизатора и объемного компрессора. The technical result is achieved by the fact that in a power plant including a rotary internal combustion engine, comprising a housing with a working chamber, a combustion chamber and an output window, and a rotor installed in the working chamber on the output shaft, a rotary energy utilizer, the rotor of which is installed on the output shaft of the internal combustion engine, and the input and output windows are made in the housing, the input being in communication with the engine output window, fuel power sources and air compressed to working pressure with means for their controlled supply to the combustion chamber, cooling and lubrication system , in it all the mentioned nodes are mounted on the output shaft of the engine. In this case, the compressed air source is made in the form of a two-stage compressor, the first stage of which is an annular centripetal supercharger, and the second is a volume compressor connected to it with a receiver, which in turn communicates with the engine combustion chamber with the possibility of controlling the volume of compressed air supply. The fuel power source includes a pair of fuel pumps, mainly piston, mounted diametrically relative to the shaft with the possibility of translational movement along the guides along it and interacting with it by means of pushers mounted on a working body, in particular a piston, of a pump, and the shaft on the site of this interaction is made with one-sided a cam having an inclined surface. In this case, the shaft is made hollow, the lower end is mounted in the crankcase with a cutting fluid and is equipped with hydraulic sampling blades and windows for communicating its cavity with the cavities of the engine, utilizer and volume compressor.

Объемный компрессор выполнен роторным и содержит корпус с рабочей камерой, в которой на упомянутом выходном валу двигателя вращается ротор, взаимодействующий с отсекателем, смонтированным а теле корпуса, а ресивер выполнен в виде кожуха, окружающего корпус компрессора, и сообщен с каналом подачи сжатого воздуха в камеру сгорания ДВС. The volume compressor is made rotary and contains a housing with a working chamber, in which a rotor rotates on the said output shaft of the engine, interacting with a cutter mounted on the body of the housing, and the receiver is made in the form of a casing surrounding the compressor housing and is in communication with the channel for supplying compressed air to the chamber combustion engine.

Топливные насосы установлены а полости, образованной внутри кольцевого центростремительного нагнетателя, а направляющие для этих насосов являются одновременно топливопроводами. Fuel pumps are installed in the cavity formed inside the annular centripetal supercharger, and the guides for these pumps are simultaneously fuel lines.

Все упомянутые узлы установки смонтированы на валу в вертикальной плоскости и скреплены между собой и с опорой-картером посредством шпилек, пропущенные через проушины, выполненные на периферийной поверхности этих узлов. All the mentioned units of the installation are mounted on a shaft in a vertical plane and are fastened together and with a support-crankcase by means of pins, passed through eyes made on the peripheral surface of these units.

Таким образом, технический результат обеспечивается тем, что все узлы установки как основные силовые - двигатель и утилизатор, так и системы их питания и охлаждения-смазки, объединены в единый компактный блок, смонтированный на общем валу, который для силовых узлов является выходным и одновременно для остальных узлов - приводным. Кроме того, тот же вал использован как средство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости и как средство для регулирования подачи топлива. Это упрощает конструкцию установки, уменьшает ее металлоемкость и габариты, а также повышает надежность за счет уменьшения количества приводов и коммуникаций, снижает удельный расход топлива, упрощает сборку и обслуживание. Thus, the technical result is ensured by the fact that all the units of the installation, both the main power units - the engine and the utilizer, and their power supply and cooling-lubrication systems, are combined into a single compact unit mounted on a common shaft, which is output for power units and at the same time for other nodes - driven. In addition, the same shaft was used as a means for supplying a cutting fluid and as a means for regulating the supply of fuel. This simplifies the design of the installation, reduces its metal consumption and dimensions, and also increases reliability by reducing the number of drives and communications, reduces specific fuel consumption, simplifies assembly and maintenance.

Пример осуществления изобретения показан на чертеже, где:
на фиг.1 показан общий вид установки, продольный разрез,
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, роторный ДВС,
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1, утилизатор энергии,
на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1, объемный компрессор (слева) и центробежный нагнетатель (справа).An example embodiment of the invention is shown in the drawing, where:
figure 1 shows a General view of the installation, a longitudinal section,
figure 2 - section aa in figure 1, a rotary engine,
figure 3 is a section bB in figure 1, an energy recovery device,
figure 4 - section bb in figure 1, a volumetric compressor (left) and a centrifugal supercharger (right).

Силовая установка (фиг.1) состоит из нескольких отдельно изготавливаемых узлов, смонтированных на общем вертикальном валу 1: основание-картер 2, роторный двигатель внутреннего сгорания 3, утилизатор энергии 4, объемный компрессор 5 и воздухо-топливозаборная секция 6. The power plant (Fig. 1) consists of several separately manufactured units mounted on a common vertical shaft 1: a crankcase 2, a rotary internal combustion engine 3, an energy recovery unit 4, a volume compressor 5 and an air-fuel intake section 6.

Вал 1 выполнен полым. Его нижний конец размещен в гнезде 7 картера, а опорный подшипник 8 обеспечивает возможность вращения вала относительно картера. Картер заполнен смазочно-охлаждающей жидкостью, а на участке вала, расположенном внутри картера, выполнены сквозные гидрозаборные лопатки 9, через окна 10 которых полость 11 вала сообщается с полостью картера. В теле вала на уровне установки узлов 3-4-5 заполнены окна 12 для сообщения полости 11 вала с полостями этих узлов. The shaft 1 is made hollow. Its lower end is placed in the socket 7 of the crankcase, and the thrust bearing 8 allows rotation of the shaft relative to the crankcase. The crankcase is filled with a cutting fluid, and through the shaft section located inside the crankcase, through-hole water-intake blades 9 are made, through the windows 10 of which the shaft cavity 11 communicates with the crankcase cavity. In the shaft body at the installation level of nodes 3-4-5, windows 12 are filled for communication of the shaft cavity 11 with the cavities of these nodes.

Роторный ДВС 3 (фиг.2) содержит неподвижный корпус 13, в полости которого образована рабочая камера 14, а в теле - камера сгорания 15, сообщенная с камерой 14 и системами питания топливом - через форсунку 16 и сжатым воздухом - через канал 17. В камере 15 смонтирована свеча зажигания 18, а в корпусе выполнено выпускное окно 19. В камере 14 нa шлицах вала 1 установлен ротор 20, периферийная поверхность 21 которого частично взаимодействует с внутренней поверхностью 22 корпуса через уплотнители 23 и подпружиненный отсекатель 24. В корпуса 13 и роторе 20 выполнены каналы 25, сообщенные с полостью 11 вала, для подачи смазочно-охлаждающей жидкости, а также каналы 26 в их торцовой части для обратного слива этой жидкости в картер. The rotary ICE 3 (Fig. 2) contains a fixed housing 13, in the cavity of which a working chamber 14 is formed, and in the body there is a combustion chamber 15, connected with the chamber 14 and fuel supply systems through the nozzle 16 and compressed air through the channel 17. B a spark plug 18 is mounted in the chamber 15, and an exhaust window 19 is made in the housing. In the chamber 14, a rotor 20 is installed on the splines of the shaft 1, the peripheral surface 21 of which partially interacts with the inner surface 22 of the housing through seals 23 and a spring-loaded shutoff 24. In the housing 13 and the rotor 20 performed kana l 25, in communication with the cavity 11 of the shaft, for supplying a cutting fluid, as well as channels 26 in their end part for the reverse discharge of this fluid into the crankcase.

Утилизатор энергии 4 (фиг.3) до конструкции является аналогией двигателя 3. Он содержит корпус 27 с рабочей камерой 28 и ротор 29, установленный на шлицах вала 1. Ротор частично взаимодействует с внутренней поверхностью корпуса через уплотнители 30 и подпружиненный отсекатель 31. В корпусе выполнено выпускное окно 31. Отличием утилизатора 4 от двигателя 3 является то, что в нем отсутствует камера сгорания, но имеется впускное окно 33, которое через канал 34 соединено с выходным окном 19 двигателя. The energy utilizer 4 (Fig. 3), before the design, is analogous to the engine 3. It contains a housing 27 with a working chamber 28 and a rotor 29 mounted on the splines of the shaft 1. The rotor partially interacts with the inner surface of the housing through seals 30 and a spring-loaded shut-off device 31. In the housing the exhaust window 31 is made. The difference between the utilizer 4 and the engine 3 is that it does not have a combustion chamber, but there is an inlet window 33, which is connected through the channel 34 to the exit window 19 of the engine.

Источник сжатого воздуха выполнен в виде двухступенчатого компрессора (фиг.4), первой ступенью которого является кольцевой центростремительный нагнетатель 35, размещенный на воздухо-топливозаборной секции 6, а второй ступенью - объемный компрессор 5. The compressed air source is made in the form of a two-stage compressor (Fig. 4), the first stage of which is an annular centripetal blower 35 located on the air-fuel intake section 6, and the second stage is a volume compressor 5.

Нагнетатель 35 выполнен в виде кольца, установленного по периферии секции 6, снабженного воздухозаборными лопатками 36 и связанного со шлицевым участком 37 вала 1. The supercharger 35 is made in the form of a ring mounted on the periphery of the section 6, equipped with air intake blades 36 and connected to the spline section 37 of the shaft 1.

Объемный компрессор 5 выполнен роторным. Он содержит цилиндрический корпус 38, в котором на валу 1 установлен кулачковый ротор 39 с уплотнением 40, через которое ротор взаимодействует с корпусом. Отсекатель 41 размещен в теле корпуса 38 и посредством пружины 42 поджат к ротору 39. Рабочая камера 43 через обратный клапан 44 сообщена с рабочей полостью 45 ресивера, выполненного в виде кожуха 46, окружающего корпус 38. Volumetric compressor 5 is made rotary. It contains a cylindrical housing 38, in which a cam rotor 39 with a seal 40 is installed on the shaft 1, through which the rotor interacts with the housing. The cutter 41 is placed in the body of the housing 38 and by means of a spring 42 is pressed against the rotor 39. The working chamber 43 through the check valve 44 communicates with the working cavity 45 of the receiver, made in the form of a casing 46 surrounding the housing 38.

Система питания топливом разведена в воздухо-топливозаборной секции 6, в свободной полости 47, образованной внутри кольцевого нагнетателя 35 и отделенной от последнего посредством воздушного фильтра 48. Система включает пару топливных насосов 49, преимущественно поршневых, которые установлены диаметрально относительно вала 1, с возможностью поступательного перемещения вдоль него по направляющим 50, закрепленным в основаниях 51, верхнем и нижнем. Опорный подшипник 52 обеспечивает неподвижность узла относительно вращающегося вала 1. Направляющие 50 являются одновременно частью топливопровода, соединяющего насосы 49 с резервуаром топлива (на чертеже не показан) и форсункой 16 двигателя 3. The fuel supply system is divorced in the air-fuel intake section 6, in the free cavity 47 formed inside the annular supercharger 35 and separated from the latter by an air filter 48. The system includes a pair of fuel pumps 49, mainly piston pumps, which are installed diametrically relative to the shaft 1, with the possibility of translational moving along it along the guides 50, fixed in the bases 51, the upper and lower. The support bearing 52 ensures the immobility of the assembly relative to the rotating shaft 1. The guides 50 are simultaneously part of the fuel line connecting the pumps 49 to the fuel tank (not shown) and the nozzle 16 of the engine 3.

Рабочий орган, в частности поршень, насоса 49 снабжен подпружиненным толкателем 53, постоянно взаимодействующим с валом 1, причем вал на участке этого взаимодействия выполнен с кулачком 54, имеющим на вершине наклонную поверхность 55, для обеспечения регулируемого рабочего хода поршня. Обратная (на 180^o) поверхность 56 вала выполнена цилиндрической. Насосы 49 поочередно в противофазе взаимодействуют толкателями 53 с поверхностью 55 либо 56 вала.The working body, in particular the piston, of the pump 49 is equipped with a spring-loaded pusher 53, constantly interacting with the shaft 1, and the shaft in the area of this interaction is made with a cam 54 having an inclined surface 55 at the top, to ensure an adjustable piston stroke. The reverse (180 ^o ) surface 56 of the shaft is cylindrical. The pumps 49 alternately in antiphase interact with the pushers 53 with the surface 55 or 56 of the shaft.

Установку собирают следующим образом. Installation is collected as follows.

Отдельно полностью собирает узлы: двигатель 3, утилизатор 4 и объемный компрессор 5. Вал 1 в сборе с подшипником 8 нижним концом устанавливают в гнездо 7 картера 2, предварительно установив в нем сальники 57. Утилизатор 4, а затем двигатель 3 и компрессор 5 последовательно нанизывают ступицами на шлицы 58 вала, а проушинами 59, выполненными на их периферийной поверхности, на шпильки 60, жестко закрепленные на картере 2, при этом окна 12 вала совмещают с окнами в ступицах узлов 3-4-5, выходное окно 19 двигателя совмещают с входным окном 33 утилизатора, а канал выпуска воздуха из ресивера 45 (на чертеже не показан) с каналом 17 камеры сгорания ДВС. Separately, it completely collects the assemblies: engine 3, utilizer 4 and volume compressor 5. Shaft 1 assembled with a bearing 8 with the lower end is installed in socket 7 of the crankcase 2, pre-installing seals 57 in it. Utilizer 4, and then engine 3 and compressor 5 are sequentially strung hubs on the splines 58 of the shaft, and eyes 59, made on their peripheral surface, on the studs 60, rigidly mounted on the crankcase 2, while the windows 12 of the shaft are combined with the windows in the hubs of nodes 3-4-5, the output window 19 of the engine is combined with the input window 33 of the utilizer, and the channel air exhaust from the receiver 45 (not shown) with the channel 17 of the combustion engine of the internal combustion engine.

Топливо-воздухозаборную секцию 6 с нагнетателем 35 монтируют при сборке установки. На вал 1 выше компрессора 5 устанавливают подшипник 52. Нижнее основание 51 секции устанавливают на подшипник 52 и шпильки 60. В гнездах основания 51 закрепляют направляющие 50 с насосами 42, устанавливают воздушный фильтр 48 и верхнее основание-крышку 51, закрепляя в ее гнездах направляющие 50. Последние соединяют с топливопроводами. На шлицы 37 вала одевают нагнетатель 35. The fuel-air intake section 6 with a supercharger 35 is mounted during assembly of the installation. A bearing 52 is mounted on the shaft 1 above the compressor 5. The lower base 51 of the section is mounted on the bearing 52 and the studs 60. The guides 50 with the pumps 42 are fixed in the sockets of the base 51, the air filter 48 and the upper base-cover 51 are mounted, fixing the guides 50 in its sockets The latter are connected to the fuel lines. On the splines of the shaft 37 put on a supercharger 35.

Картер 2 заполняет смазочно-охлаждающей жидкостью. Carter 2 fills with cutting fluid.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Подготовка и запуск ДВС:
Электростартером или вручную 10-15 раз прокручивают вал 1, задействуя объемный компрессор 5, в результате в рессивере 45 образуется запас воздуха, необходимый для запуска двигателя 3. От аккумулятора включают свечу зажигания 13, в систему закачивают топливо. В режиме холостого хода сжатый воздух из ресивера 45 через канал, регулируемый заслонкой или дросселем (на чертеже не показаны), подают в рабочую камеру 14 двигателя 3, в результате чего ротор 20 начинает вращаться, вращая вал 1. Последний через толкатели 53 задействует насосы 49, и результате топливо через форсунку 16 начинает поступать в камеру сгорания 15, где смешивается с сжатым воздухом и воспламеняется. Ориентировочно в течение одной минуты работы двигателя на холостом ходу в ресивере 45 и всей системе образуется запас сжатого до рабочего давления воздуха, что позволяет переключить двигатель на рабочий режим.Preparation and launch of ICE:
An electric starter or manually rotate the shaft 1 10-15 times, using the volume compressor 5, as a result, the air supply necessary for starting the engine 3 is formed in the receiver 45. The spark plug 13 is turned on from the battery, fuel is pumped into the system. In idle mode, compressed air from receiver 45 through a channel controlled by a damper or throttle (not shown in the drawing) is fed into the working chamber 14 of engine 3, as a result of which rotor 20 begins to rotate by rotating shaft 1. The latter engages pumps 49 through pushers 53 , and as a result, the fuel through the nozzle 16 begins to flow into the combustion chamber 15, where it is mixed with compressed air and ignited. Approximately within one minute of the engine idling in the receiver 45 and the entire system, a stock of compressed air to the working pressure is formed, which allows you to switch the engine to operating mode.

Работа установки в рабочем режиме. Installation operation in operating mode.

Система питания сжатым воздухом работает следующим образом. The compressed air supply system operates as follows.

На первой ступени, в центростремительном нагнетателе 35, атмосферный воздух нагнетается лопатками 36 и сжимается до 20-30% от рабочего давления. Через воздушный фильтр 48 он поступает в полость 47, а из нее в объемный компрессор 5, где сжимается до рабочего давления и через обратный клапан 44 накапливается в рабочем ресивере 45, из которого через регулируемый канал непрерывно в заданном объеме поступает в рабочую камеру 14 двигателя. At the first stage, in the centripetal blower 35, atmospheric air is pumped by the blades 36 and is compressed to 20-30% of the working pressure. Through the air filter 48, it enters the cavity 47, and from it into the volume compressor 5, where it is compressed to the operating pressure and is accumulated through the check valve 44 in the working receiver 45, from which it continuously enters the working chamber 14 of the engine through an adjustable channel in a predetermined volume.

Система питания топливом работает следующим образом. The fuel supply system operates as follows.

Посредством тросика дистанционного управления насосы 49 перемещают по направляющим 50 вдоль вала 1 и устанавливают на определенной высоте, соответствующей заданному режиму работы двигателя. Толкатели 53 взаимодействуют на цикле рабочего хода поршня с наклонной поверхностью 55 кулачка 54 и чем больше радиус кулачка на линии взаимодействия с толкателем, тем больше ход последнего и соответственно поршня насоса, т.е. больше объем подачи топлива в камеру сгорания 15 двигателя. Обратный ход поршня осуществляется при взаимодействии толкателя 53 с цилиндрической поверхностью 56 вала. Поскольку насосы установлены диаметрально, они работают в противофазе и подают топливо к форсунке 16 поочередно, т.е. непрерывно. Using a cable for remote control, the pumps 49 are moved along the guides 50 along the shaft 1 and installed at a certain height corresponding to a given engine operation mode. Pushers 53 interact on the cycle of the piston stroke with the inclined surface 55 of the cam 54 and the larger the radius of the cam on the line of interaction with the pusher, the greater the stroke of the last and, accordingly, piston of the pump, i.e. greater volume of fuel supply to the combustion chamber 15 of the engine. The piston return is carried out in the interaction of the pusher 53 with the cylindrical surface 56 of the shaft. Since the pumps are installed diametrically, they operate in antiphase and supply fuel to the nozzle 16 in turn, i.e. continuously.

Двигатель 3 и утилизатор энергии 4 работают следующим образом. The engine 3 and the energy recovery 4 work as follows.

В камеру сгорания 15 через канал 17 постоянно поступает из ресивера 45 сжатий до рабочего давления воздух, а через форсунку 16 поступает топливо от насосов 49, причем их оптимальное соотношение регулируется посредством вышеописанных средств в системах подачи топлива и сжатого воздуха. При запуске ДВС топливовоздушная смесь воспламеняется от свечи 18, дальнейшее ее воспламенение идет от продуктов сгорания (рабочего тела). Рабочее тело, расширяясь внутри рабочей камеры 14, воздействуют на отсекатель 24, приводя в движение ротор 20 и вращая вал 1, при этом продолжается подача топлива и сжатого воздуха в постоянно расширяющееся пространство рабочей камеры 14. Air is supplied to the combustion chamber 15 through the channel 17 from the receiver 45 of compressions to the working pressure, and fuel is supplied from the pumps 49 through the nozzle 16, and their optimal ratio is regulated by the above-described means in the fuel and compressed air supply systems. When starting the engine, the air-fuel mixture ignites from the candle 18, its further ignition comes from the products of combustion (working fluid). The working fluid, expanding inside the working chamber 14, acts on the cutter 24, driving the rotor 20 and rotating the shaft 1, while continuing to supply fuel and compressed air to the ever-expanding space of the working chamber 14.

После прохождения отсекателем 24 выходного окна 19 рабочее тело через это окно, канал 34 и входное окно 33 утилизатора 4 перетекает в рабочую камеру 28 последнего, продолжая при этом гореть и расширяться, воздействуя на отсекатель 31 и вращая ротор 29. Поскольку ротор 29 утилизатора сидит на одном валу 1 с ротором 20 двигателя, крутящий момент, создаваемый обоими роторами, суммируется. After the cutter 24 passes the output window 19, the working fluid through this window, channel 34 and the input window 33 of the utilizer 4 flows into the working chamber 28 of the latter, while continuing to burn and expand, acting on the cutter 31 and rotating the rotor 29. Since the rotor 29 of the utilizer sits on one shaft 1 with the rotor 20 of the engine, the torque generated by both rotors is added.

Система сказки и охлаждения работает следующим образом. The fairy tale and cooling system works as follows.

В процессе работы установки смазочно-охлаждающая жидкость из картера 2 нагнетается вращающимися на валу лопатками 9 в полость 11 вала, а из нее через окна 12 поступает в полости и каналы двигателя, утилизатора и компрессора, центробежными силами выбрасывается на их внешние поверхности и к уплотнениям, смазывая и охлаждая все рабочие узлы установки, затем по каналам и свободным пространствам в периферийной части этих узлов стекает в картер (на фиг.1 показано стрелками). During the operation of the installation, the cutting fluid from the crankcase 2 is pumped by the blades 9 rotating on the shaft into the cavity 11 of the shaft, and from it through the windows 12 it enters the cavities and channels of the engine, the utilizer and the compressor, it is ejected by centrifugal forces onto their external surfaces and to the seals, lubricating and cooling all operating units of the installation, then flows through the channels and free spaces in the peripheral part of these units into the crankcase (shown in Fig. 1 by arrows).

Claims

1. Силовая установка, включающая роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочей камерой, камерой сгорания и выходным окном и ротор, установленный в рабочей камере на выходном валу, роторный утилизатор энергии, ротор которого установлен на выходном валу двигателя, а в корпусе выполнено входное и выходное окна, причем входное сообщено с выходным окном двигателя, системы питания двигателя топливом и сжатым до рабочего давления воздухом со средствами регулируемой подачи в камеру сгорания, систему охлаждения и смазки, отличающаяся тем, что упомянутые системы смонтированы на выходном валу, вертикально установленном в картере, при этом система питания сжатым воздухом включает двухступенчатый компрессор, первой ступенью которого является кольцевой центростремительный нагнетатель, а второй - сообщенный с ним объемный компрессор с ресивером, сообщенным с камерой сгорания двигателя с возможностью регулирования объема подачи сжатого воздуха, система питания топлива включает пару топливных насосов, установленных диаметрально относительно вала с возможностью поступательного перемещения по направляющим вдоль него и взаимодействующих с ним посредством толкателей, закрепленных на рабочем органе, причем вал на участке этого взаимодействия выполнен с односторонним кулачком, имеющим наклонную поверхность, а система охлаждения-смазки включает смонтированные на нижнем конце вала гидрозаборные лопатки, при этом вал выполнен полым и полость его сообщена через полость гидрозаборных лопаток с резервуаром смазочно-охлаждающей жидкости, размещенным в картере, а через окна, выполненные в теле вала, с полостями двигателя, утилизатора и компрессора. 1. Power plant, including a rotary internal combustion engine, comprising a housing with a working chamber, a combustion chamber and an output window, and a rotor installed in the working chamber on the output shaft, a rotary energy recovery unit, the rotor of which is mounted on the output shaft of the engine, and the input is made in the housing and an exit window, the input being in communication with the exit window of the engine, the engine's fuel supply system, and compressed air to working pressure with means of controlled supply to the combustion chamber, cooling and lubrication system, from characterized in that the said systems are mounted on an output shaft vertically mounted in the crankcase, while the compressed air supply system includes a two-stage compressor, the first stage of which is an annular centripetal supercharger, and the second is a volume compressor connected to it with a receiver in communication with the engine combustion chamber with the ability to control the volume of compressed air, the fuel supply system includes a pair of fuel pumps installed diametrically relative to the shaft with the possibility of for translational movement along the guides along it and interacting with it by means of pushers fixed on the working body, the shaft in the area of this interaction being made with a one-sided cam having an inclined surface, and the cooling-lubrication system includes hydraulic intake vanes mounted on the lower end of the shaft, the shaft is made hollow and its cavity is communicated through the cavity of the water intake blades with a reservoir of cutting fluid placed in the crankcase, and through windows made in the shaft body, with cavities of the engine, utilizer and compressor.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что объемный компрессор выполнен роторным и содержит корпус с рабочей камерой, в которой на валу установлен ротор, взаимодействующий с отсекателем, смонтированным в теле корпуса, а ресивер выполнен в виде кожуха, окружающего корпус. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the volume compressor is made rotary and comprises a housing with a working chamber, in which a rotor is installed on the shaft, which interacts with a cutter mounted in the body of the housing, and the receiver is made in the form of a casing surrounding the housing.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что топливные насосы выполнены поршневыми и установлены в полости, образованной внутри кольцевого нагнетателя, а направляющие являются одновременно топливопроводами. 3. Installation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the fuel pumps are reciprocating and installed in the cavity formed inside the annular supercharger, and the guides are simultaneously fuel lines.

4. Установка по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что роторный двигатель внутреннего сгорания, утилизатор энергии, компрессор и кольцевой нагнетатель скреплены между собой и с опорой-картером посредством шпилек, пропущенных через проушины, выполненные на периферийной поверхности указанных узлов. 4. Installation according to one of paragraphs. 1-3, characterized in that the rotary internal combustion engine, an energy recovery unit, a compressor and an annular supercharger are fastened together and with a crankcase by means of studs passed through eyes made on the peripheral surface of these nodes.