RU2311548C2 - Rotary internal combustion engine - Google Patents
Rotary internal combustion engineInfo
- Publication number
- RU2311548C2 RU2311548C2 RU2005138239/06A RU2005138239A RU2311548C2 RU 2311548 C2 RU2311548 C2 RU 2311548C2 RU 2005138239/06 A RU2005138239/06 A RU 2005138239/06A RU 2005138239 A RU2005138239 A RU 2005138239A RU 2311548 C2 RU2311548 C2 RU 2311548C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- rotor
- eccentric
- oval
- crankshaft
- 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
- Supercharger (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для использования в технике наземного и воздушного сообщения.The invention relates to the field of transport engineering and is intended for use in the technique of ground and air traffic.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, принятый за ближайший аналог (прототип), содержащий корпус с трехвершинной эпитрохоидной полостью, вал с эксцентриком, проходящий через центр корпуса, овальный ротор, свободно установленный на эксцентрике, переднюю и заднюю торцевые крышки корпуса и две цилиндрические синхронизирующие шестерни, большая из которых с внутренними зубьями соединена жестко с передней торцевой крышкой корпуса, а меньшая синхронизирующая шестерня с наружными зубьями соединена жестко с овальным ротором, состоящим из полуовал-поршня и полуовал-газораспределителя, радиальное уплотнение, выполненное в виде установленных в выступах полости корпуса радиальных уплотнительных пластин с гофрированными пружинами, при этом полуовал-газораспределитель имеет каналы, окна и канавки впуска и выпуска, сообщающиеся соответственно с впускными и выпускными окнами торцевых крышек корпуса (FR 2050093, 26.03.1971, F02B 53/00).Known rotary internal combustion engine, adopted for the closest analogue (prototype), comprising a housing with a three-vertex epitrochoid cavity, a shaft with an eccentric passing through the center of the housing, an oval rotor freely mounted on the eccentric, front and rear end covers of the housing and two cylindrical synchronizing gears, the largest of which is connected rigidly to the front end cover of the housing with the internal teeth, and the smaller synchronizing gear with the external teeth is rigidly connected to the oval rotor, with a half-piston and half-gas distributor, a radial seal made in the form of radial sealing plates installed in the protrusions of the body cavity with corrugated springs, while the semi-gas distributor has channels, windows and grooves of the intake and exhaust, communicating respectively with the intake and exhaust windows end covers of the housing (FR 2050093, 03/26/1971, F02B 53/00).
Однако известный двигатель имеет существенные недостатки, так как в нем не разработано торцевое уплотнение овального ротора и недостаточно разработано радиальное уплотнение ротора, а без этого затрудняется его реализация, так как осуществление в нем торцевого лабиринтного уплотнения не обеспечивает надежный запуск и экономичную работу двигателя на небольших оборотах из-за повышенных утечек рабочего тела через зазоры такого уплотнения.However, the known engine has significant drawbacks, since it does not have an end face seal of the oval rotor and the radial seal of the rotor is not well developed, and without this it is difficult to implement it, since the implementation of the front labyrinth seal in it does not provide reliable start and economical operation of the engine at low speeds due to increased leaks of the working fluid through the gaps of such a seal.
В известном двигателе вал выполнен эксцентриковым и на его эксцентрике установлена синхронизирующая меньшая шестерня с наружными зубьями, соединенная жестко с овальным ротором, а большая синхронизирующая шестерня с внутренними зубьями жестко закреплена на передней торцевой крышке корпуса.In the known engine, the shaft is made eccentric and a synchronizing smaller gear with external teeth mounted rigidly with an oval rotor is mounted on its eccentric, and a large synchronizing gear with internal teeth is rigidly fixed to the front end cover of the housing.
Однако выполнение такой шестеренчатой синхронизации движения овального ротора в этом двигателе практически неосуществимо, потому что для этого надо обеспечивать соотношение диаметров делительных окружностей шестерен 2:3, но при установке на эксцентрике вала меньшей синхронизирующей шестерни с наружными зубьями ее диаметр будет большим, а диаметр большей синхронизирующей шестерни будет еще больше из-за большой величины эксцентриситета в этом случае, а это неизбежно приводит к значительному увеличению радиальных размеров овального ротора и габаритов двигателя при небольшой величине диаметра опорных шеек эксцентрикового вала, а поэтому при повышении оборотов эксцентрикового вала, сопровождающемся резким увеличением центробежных сил ротора, опорные шейки вала не выдержат больших нагрузок и это приведет к снижению надежности и долговечности двигателя и к нецелесообразности его создания, а значит, в таком двигателя нельзя использовать две цилиндрические синхронизирующие шестерни с соотношением диаметров 2:3.However, the implementation of such a gear synchronization of the movement of the oval rotor in this engine is practically impossible, because for this it is necessary to provide a ratio of the diameters of the pitch circles of the gears 2: 3, but when the smaller eccentric gear with the external teeth is installed on the shaft eccentric, its diameter will be large and the diameter of the larger synchronizing one the gear will be even larger due to the large amount of eccentricity in this case, and this inevitably leads to a significant increase in the radial dimensions of the oval torus and engine dimensions with a small diameter of the support journals of the eccentric shaft, and therefore, when the revolutions of the eccentric shaft increase, accompanied by a sharp increase in the centrifugal forces of the rotor, the support journals of the shaft will not withstand heavy loads and this will lead to a decrease in the reliability and durability of the engine and to its inadvisability, which means that in such an engine two cylindrical synchronizing gears with a ratio of diameters of 2: 3 cannot be used.
Изобретение решает задачи при создании роторного двигателя внутреннего сгорания, в котором достигается максимальная степень сжатия больше 100 и компактные стационарные камеры сгорания выполняются во впадинах полости корпуса, разработать надежное торцевое уплотнение овального ротора и улучшить радиальное уплотнение с целью значительного уменьшения потерь рабочего тела как при запуске двигателя, так и на всех режимах его работы, как при воспламенении рабочей смеси от искры свечей зажигания, так и при работе его с еще большей экономичностью при впрыске топлива в камеры сгорания, и при этом осуществить в двигателе применение двух цилиндрических синхронизирующих шестерен с соотношением диаметров 2:3, кроме того, обеспечить выполнение вала с эксцентриком с небольшой величиной эксцентриситета, чтобы уменьшить диаметры цилиндрических синхронизирующих шестерен, радиальные размеры овального ротора и при этом увеличить диаметр опорных шеек вала.The invention solves the problem of creating a rotary internal combustion engine in which a maximum compression ratio of more than 100 is achieved and compact stationary combustion chambers are performed in the cavities of the housing cavity, to develop a reliable mechanical seal of the oval rotor and to improve radial sealing in order to significantly reduce the loss of the working fluid as when starting the engine , and in all modes of its operation, both when igniting the working mixture from a spark of spark plugs, and when working with even greater efficiency during injection of fuel into the combustion chambers, and at the same time carry out the use of two cylindrical synchronizing gears in the engine with a ratio of diameters of 2: 3, in addition, ensure that the shaft with an eccentric with a small eccentricity is reduced to reduce the diameters of the cylindrical synchronizing gears, the radial dimensions of the oval rotor and at the same time increase the diameter of the journal journals.
Технический результат заключается в увеличении надежности и долговечности, обеспечении возможности увеличения оборотов вала, уменьшении габаритов и массы двигателя при увеличении его мощности.The technical result consists in increasing reliability and durability, providing the possibility of increasing the shaft speed, reducing the size and weight of the engine while increasing its power.
Указанный технический результат достигается в роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с трехвершинной эпитрохоидной полостью, вал с эксцентриком, проходящий через центр корпуса, овальный ротор, свободно установленный на эксцентрике, переднюю и заднюю торцевые крышки корпуса и две цилиндрические синхронизирующие шестерни, большая из которых с внутренними зубьями соединена жестко с передней торцевой крышкой корпуса, а меньшая синхронизирующая шестерня с наружными зубьями соединена жестко с овальным ротором, состоящим из полуовал-поршня и полуовал-газораспределителя, радиальное уплотнение, выполненное в виде установленных в выступах полости корпуса радиальных уплотнительных пластин с гофрированными пружинами, при этом полуовал-газораспределитель имеет каналы, окна и канавки впуска и выпуска, сообщающиеся соответственно с впускными и выпускными окнами торцевых крышек корпуса, согласно изобретению по торцам ротора установлены маслосъемные кольца, а по периферии - торцевые уплотнения, состоящие из овальных колец, эквидистантных радиальной поверхности ротора, и гофрированных пружин, причем кольца выполнены сужающимися в радиальном направлении и раздвигающимися посредством гофрированных пружин к периферии ротора, радиальное уплотнение имеет торцевые сухарики с гофрированными пружинами, которые поджимают сухарики к торцевым крышкам, вал выполнен эксцентрико-коленчатым, синхронизирующие шестерни - с соотношением диаметров 2:3, меньшая синхронизирующая шестерня выполнена со ступицей шестерни и с наплавленным подшипником скольжения и установлена на коленчатой шейке вала.The specified technical result is achieved in a rotary internal combustion engine comprising a housing with a three-vertex epitrochoid cavity, a shaft with an eccentric passing through the center of the housing, an oval rotor freely mounted on the eccentric, front and rear end covers of the housing and two cylindrical synchronizing gears, the larger of which internal teeth rigidly connected to the front end cover of the housing, and a smaller synchronizing gear with external teeth rigidly connected to the oval rotor, consisting them from the semi-shaft-piston and semi-shaft-gas distributor, a radial seal made in the form of radial sealing plates installed in the protrusions of the cavity of the housing with corrugated springs, while the semi-shaft-gas distributor has channels, windows and grooves of the inlet and outlet communicating respectively with the inlet and outlet windows end caps of the housing, according to the invention, oil scraper rings are installed at the ends of the rotor, and mechanical seals consisting of oval rings equidistant radially over rotor and corrugated springs, moreover, the rings are made tapering in the radial direction and extensible by means of corrugated springs to the periphery of the rotor, the radial seal has end crackers with corrugated springs that press the crackers to the end caps, the shaft is made of eccentric-cranked, synchronizing gears - with the ratio diameters 2: 3, a smaller synchronizing gear is made with the gear hub and with a built-in sliding bearing and mounted on the crankshaft of the shaft.
Кроме того, эксцентрико-коленчатый вал может быть выполнен составным, при этом опорная шейка заднего конца вала выполнена заодно с эксцентриком и по оси последнего выполнено глухое отверстие со шлицами, а опорная шейка переднего конца вала выполнена заодно с коленчатой шейкой, снабженной шлицевым стержнем, который после установки на коленчатую шейку меньшей синхронизирующей шестерни со ступицей шестерни с наплавленным подшипником скольжения запрессовывается в осевое глухое шлицевое отверстие эксцентрика, образуя жесткое соединение составных частей вала.In addition, the eccentric crankshaft can be made integral, while the supporting neck of the rear end of the shaft is made integral with the eccentric and a blind hole is made along the axis of the latter with splines, and the supporting neck of the front end of the shaft is integral with the crankshaft equipped with a spline shaft, which after installing on the crankshaft of a smaller synchronizing gear with a gear hub with a built-in sliding bearing, it is pressed into the axial blind spline hole of the eccentric, forming a rigid connection ostavnyh shaft parts.
Кроме того, эксцентрико-коленчатый вал может быть выполнен цельным, при этом меньшая синхронизирующая шестерня со ступицей шестерни выполнены разрезными и после установки на коленчатую шейку соединены жестко ступицей шестерни с овальным ротором.In addition, the eccentric crankshaft can be made integral, while the smaller synchronizing gear with the gear hub is split and, after installation on the crankshaft, the gear hub is rigidly connected to the oval rotor.
На фиг.1 показан роторный двигатель внутреннего сгорания в поперечном разрезе В-В фиг.2; на фиг.2 - в продольном разрезе А-А фиг.1.Figure 1 shows a rotary internal combustion engine in cross section bb of figure 2; figure 2 is a longitudinal section aa of figure 1.
Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1 с трехвершинной эпитрохоидной полостью и соответствующий ей овальный ротор 2, состоящий из полуовал-поршня 3 и полуовал-газораспределителя 4, и в последнем выполнены впускной 5 и выпускной 6 каналы, соединенные впускным 7 и выпускным 8 окнами соответственно с впускной 9 и выпускной 10 канавками, выполненными на разных торцах полуовал-газораспределителя 4 эквидистантно его радиальной поверхности, которые периодически в нужное время время соединяются соответственно с тремя впускными окнами 11 передней торцевой крышки корпуса 12 (на фиг.1 одно из окон 11 показано штрихпунктирными линиями, как находящееся впереди чертежа) и с тремя выпускными окнами 13 задней торцевой крышки корпуса 14 (на фиг.1 две из них показаны штриховыми линиями, как находящиеся с задней стороны чертежа), размещенными на лучах, проведенных через центр корпуса О1 к вершинам его полости (возможно, близко к ним) через 120° относительно друг друга. Через полость корпуса 1 по его центру О1 проходит вал двигателя, который выполнен эксцентрико-коленчатым и он может быть и составным, как показано на фиг.1, и цельным и в первом случае его задняя опорная шейка 15 выполнена заодно с эксцентриком 16, а передняя опорная шейка 17 выполнена заодно с коленчатой шейкой 18, снабженной шлицевым стержнем 19, который запрессован в осевое глухое отверстие 20, выполненное со шлицами в эксцентрике 16 по его оси О2, и такое соединение эксцентрика большого диаметра с коленчатой шейкой меньшего диаметра обеспечивает высокую прочность и надежность эксцентрикового вала, так как величину эксцентритета можно выполнять от очень малой величины до достаточно большой при значительной величине диаметра опорных шеек вала. Ротор 2 по переферии имеет торцевое уплотнение 21 для предотвращения утечки рабочего тела и состоящее из овальных колец, эквидистантных радиальной поверхности ротора 2, имеющих тепловой зазор 22 и суживающихся в радиальном направлении и раздвигающихся посредством гофрированных пружин 23, и еще по торцам ротора установлены маслосъемные кольца 24, а радиальное уплотнение выполнено в виде установленных в выступах полости корпуса радиальных уплотнительных пластин 25 с гофрированными пружинами 26, прижимающих первые к радиальной поверхности ротора 2 с постоянным усилием, и еще оно имеет торцевые сухарики 27 с гофрированными пружинами 28, которые поджимают сухарики к торцевым крышкам корпуса 12 и 14. Вблизи вершин полости корпуса 1 выполнены три камеры сгорания 29, в которых установлены свечи зажигания или форсунки 30. Двигатель имеет две цилиндрические синхронизирующие шестерни, большая из которых с внутренними зубьями 31 соединена жестко с передней торцевой крышкой корпуса 12, а меньшая синхронизирующая шестерня 32 имеет наружные зубья и выполнена заодно со ступицей шестерни 33 с наплавленным подшипником 34, которым она опирается на коленчатую шейку 18 и шлицами 35 соединена жестко с овальным ротором 2. Коленчатая шейка 18 имеет торцевой буртик 36, примыкающий к диску жесткости 37, выполненным заодно с передней опорной шейкой 17, имеющей шлицевой конец 38 для привода вспомогательных агрегатов, а задняя опорная шейка 15 имеет шлицевой конец 39 для привода силовой передачи. Передняя торцевая крышка корпуса 12 имеет выступ 40, который способствует образованию полости 41 для размещения в ней синхронизирующих шестерен 31 и 32 и диска жесткости 37 передней опорной шейки 17 вала двигателя. А в случае выполнения эксцентрико-коленчатого вала цельным, то тогда малая синхронизирующая шестерня 32 со ступицей 33 выполняются разрезными и на шлицы 35 находит своими шлицами ротор 2 и происходит его жесткое соединение с меньшей синхронизирующей шестерней 32, сидящей свободно на коленчатой шейке 18 эксцентрико-коленчатого вала. Ротор 2 подшипником скольжения 42 опирается на эксцентрик 16. Передняя опорная шейка 17 эксцентрико-коленчатого вала опирается на подшипник скольжения 43 выступа 40 передней торцевой крышки 12, а задняя опорная шейка этого вала опирается на подшипник 44 задней торцевой крышки корпуса 14. Впуск свежей смеси или воздуха в двигатель и в его рабочие камеры А, В и С показан стрелками с ноликом 45, выпуск отработанных газов из этих камер и двигателя показан стрелками с крестиком 46. Расстояние между центром О1 опорных шеек вала 15 и 17 и центром О2 эксцентрика 16 и коленчатой шейки 18 определяет величину эксцентриситета Е эксцентрико-коленчатого вала.The rotary internal combustion engine comprises a
Двигатель работает следующим образом. При вращении эксцентрико-коленчатого вала двигателя в направлении стрелки С1 вокруг своего центра О2 на его эксцентрике 16 в округ его центра О2 вращается ротор 2 в противоположном направлении согласно стрелке С2 (см. фиг.1), так как к ротору 22 присоединена жестко меньшая синхронизирующая шестерня 32 с наружными зубьями, которая обкатывает большую синхронизирующую шестерню 31 с внутренними зубьями и соединенную жестко с торцевой крышкой корпуса 12 и при соотношении диаметров их шестерен 2:3, меньшая синхронизирующая шестерня 32 вращается в два раза медленнее и в противоположном направлении, а в результате этого в вершины полости корпуса 1 заходят поочередно то полуовал-поршень 3, то полуовал-газораспределитель 4 и изменяют объемы рабочих камер А, В и С, а когда полуовал-поршень 3 вытеснит, например, из рабочей камеры А весь рабочий заряд в камеру сгорания 29, как это показано на фиг.1, то в это время в свече зажигания проскакивает искра или впрыскивается топливо форсункой 30 и происходит воспламенение рабочей смеси, а при дальнейшем вращении ротора 2 происходит расширение рабочей смеси в камере А и их давление передается через ротор 2 на эксцентрик 16 и поворачивает его в направлении стрелки С1 и обеспечивает вращение эксцентрико-коленчатого вала с передачей им работы силовым агрегатам. А в рабочую камеру В в это время происходит впуск рабочей смеси 45, которая проходит через впускное окно 11 передней торцевой крышки 12 и перетекает по впускной канавке 9 торца полуовал-газораспределителя 4 и через его впускное окно 7 и впускной канал 5 попадает в рабочую камеру В, и так как сообщение впускных элементов происходит по мере необходимости, то поэтому не наблюдаются потери рабочей смеси. На фиг.1 и 2 отражено и то, что из рабочей камеры С производится выпуск отработанных газов, которые выходят из нее в выпускной канал 6 полуовал-газораепределителя 4 и проходят через выпускное окно 8 в выпускную канавку 10 и из последней выходят в атмосферу через выпускное окно 13 задней торцевой крышки 14, и так как сообщение выпускных элементов с атмосферой начинает происходить при максимальном расширении отработанных газов и продолжается до полного их вытеснения из рабочей камеры, то это обеспечивает наиболее полное использование работы газов и хорошую очистку рабочих камер.The engine operates as follows. When the eccentric rotation of the engine crankshaft in the direction of the arrow C 1 about its center O 2 at its eccentric 16 in the district of its center O 2 rotor 2 rotates in the opposite direction according to the arrow C2 (see FIG. 1) because the rotor 22 a rigidly smaller synchronizing
Роторный двигатель имеет хорошие технико-экономические показатели. В нем выполнена простая и надежная синхронизация вращения эксцентрико-коленчатого вала и планетарного движения ротора при использовании всего двух цилиндрических синхронизирующих шестерен при соотношении диаметров их делительных окружностей 2:3, что обеспечивает наивысшую компактность двигателя с применением таких шестерен в результате выполнения вала двигателя эксцентрико-коленчатым, что позволяет уменьшить диаметры таких шестерен и вследствие этого уменьшить радиальные размеры овального ротора и габариты двигателя при достаточно большой величине диаметра опорных шеек вала двигателя и вследствие этого повысить надежность и долговечность двигателя и создать возможность повышения оборотов его вала для еще более значительного уменьшения габаритов двигателя при достижении им большой мощности.The rotary engine has good technical and economic indicators. It made a simple and reliable synchronization of the rotation of the eccentric crankshaft and planetary motion of the rotor using only two cylindrical synchronizing gears with a ratio of the diameters of their pitch circles of 2: 3, which ensures the highest compactness of the engine using such gears as a result of the execution of the engine shaft by an eccentric crankshaft , which allows to reduce the diameters of such gears and as a result to reduce the radial dimensions of the oval rotor and the dimensions of the engine with sufficient but the large diameter of the supporting journals of the motor shaft and, as a result, increase the reliability and durability of the engine and create the possibility of increasing the speed of its shaft to further reduce the size of the engine when it reaches high power.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138239/06A RU2311548C2 (en) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Rotary internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138239/06A RU2311548C2 (en) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Rotary internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005138239A RU2005138239A (en) | 2007-06-20 |
RU2311548C2 true RU2311548C2 (en) | 2007-11-27 |
Family
ID=38313916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138239/06A RU2311548C2 (en) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Rotary internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2311548C2 (en) |
-
2005
- 2005-12-08 RU RU2005138239/06A patent/RU2311548C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005138239A (en) | 2007-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2737435C (en) | Internal combustion engine | |
US5277158A (en) | Multiple vane rotary internal combustion engine | |
US3693601A (en) | Rotary engine | |
AU2008314441B2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US3797464A (en) | Balanced rotary combustion engine | |
EP2653694B1 (en) | Rotary engine and rotor unit thereof | |
US5352295A (en) | Rotary vane engine | |
JP3136698U (en) | Rotary internal combustion engine | |
JP3301758B2 (en) | Internal combustion engine | |
EP0734486B1 (en) | Rotary engine | |
RU2619672C1 (en) | Six-stroke rotary-vane internal combustion engine | |
RU2311548C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
CA2782758C (en) | Rotary internal combustion engine with phasing gear | |
CA2782848C (en) | Oil seal arrangement for rotary internal combustion engine | |
RU2441992C1 (en) | Rotary diesel engine | |
KR100536468B1 (en) | a rotary engine | |
RU2109149C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
EP0625629B1 (en) | Turbine | |
RU2730202C1 (en) | Rodless rotary internal combustion engine | |
WO2000012867A1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2361088C2 (en) | Rotor-piston engine for vehicles | |
RU2006615C1 (en) | Rotor-type internal combustion engine | |
CN212838062U (en) | Conjugate double-cavity shuttle plate rotor engine | |
GB1573552A (en) | Rotary internal combustion engine | |
CA1155064A (en) | Multicycle rotary engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101209 |