RU2338883C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2338883C1
RU2338883C1 RU2007116383/06A RU2007116383A RU2338883C1 RU 2338883 C1 RU2338883 C1 RU 2338883C1 RU 2007116383/06 A RU2007116383/06 A RU 2007116383/06A RU 2007116383 A RU2007116383 A RU 2007116383A RU 2338883 C1 RU2338883 C1 RU 2338883C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
shaft
stator
gear
prism
Prior art date
Application number
RU2007116383/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей В чеславович Устинович (RU)
Сергей Вячеславович 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
Priority to RU2007116383/06A priority Critical patent/RU2338883C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2338883C1 publication Critical patent/RU2338883C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01C17/02Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing of toothed-gearing type
    • 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
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/008Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for rotary or oscillating-piston machines or engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: internal combustion engine incorporates, at least, one rotor section made up of a stator accommodating a cylindrical shaft and a cylindrical cam with and outer surface and inner surface, off-center to the former supported by the shaft main journal part running in the stator. The cam outer surface accommodates the rotor arranged aligned with the aforesaid surface. A prism-like rotor is fitted on the shaft cam, the prism parallel bases centers being located on the cam axis. The rotor profile represents a symmetric star with equal number of apexes and faces. One of the rotor prism faces accommodates an internal engagement program gear rigidly fixed thereon in mesh with the external engagement program gear rigidly fitted on the stator surface aligned with engine shaft lain journal part. Every engine section is furnished with a pair of power gears, the smaller diameter external-engagement gear being rigidly fitted on the shaft and aligned with it to come into mesh with the greater internal engagement power gear fitted inside the rotor and aligned with it.
EFFECT: higher efficiency of displacement internal combustion engine.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to internal combustion engines.

Известен четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания (Е.В.Михайловский, К.Б.Серебряков, Е.Я.Тур. Устройство автомобиля, Москва, Машиностроение, 1985, стр.16-19 (1)), содержащий, по меньшей мере, одну поршневую секцию кривошипно-шатунного механизма, состоящую из статора, в котором с возможностью вращения относительно собственной - коренной оси установлен эксцентриковый вал, представляющий собой цилиндрический стержень. Ведущим программным и силовым элементом вала является его прямолинейный рычаг, в профиле расположенный между коренной осью вала - точкой опоры рычага и параллельной ей осью - точкой приложения усилия другого цилиндрического стержня - эксцентрика, жестко закрепленного на валу. Этот рычаг - эксцентриситет эксцентрика вала - кинематически связан через шатун с поршнем, днище которого является подвижной стенкой рабочей полости секции механизма.A four-stroke reciprocating internal combustion engine is known (E.V. Mikhailovsky, K. B. Serebryakov, E. Ya. Tour. Automobile, Moscow, Mechanical Engineering, 1985, pp. 16-19 (1)), containing at least one piston section of the crank mechanism, consisting of a stator, in which an eccentric shaft, which is a cylindrical rod, is mounted with the possibility of rotation relative to its own root axis. The leading program and power element of the shaft is its linear lever, located in the profile between the root axis of the shaft - the support point of the lever and its parallel axis - the point of application of the force of another cylindrical rod - an eccentric, rigidly fixed to the shaft. This lever - the eccentricity of the shaft eccentric - is kinematically connected through the connecting rod to the piston, the bottom of which is the movable wall of the working cavity of the mechanism section.

Газообразное рабочее тело совершает колебательное изменение своего объема в замкнутом пространстве рабочей полости между днищем поршня, а также стенками и головкой цилиндра. Для связи замкнутой рабочей полости с атмосферой в организации открытого термодинамического цикла рабочего тела в головке цилиндра выполнены впускной и выпускной газовые каналы. В рабочей полости они изолируются от атмосферы клапанами, открывающими и закрывающими эти каналы по программе газораспределительного механизма, частью которого являются и сами.A gaseous working fluid oscillates its volume in a confined space of the working cavity between the piston bottom and the walls and cylinder head. To connect the closed working cavity with the atmosphere, inlet and outlet gas channels are made in the organization of the open thermodynamic cycle of the working fluid in the cylinder head. In the working cavity, they are isolated from the atmosphere by valves that open and close these channels according to the gas distribution mechanism program, of which they themselves are a part.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению является четырехтактный роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания Ванкеля (С.Н.Богданов, М.М.Буренков, И.Е.Иванов. Автомобильные двигатели, Москва, Машиностроение, 1987, стр.356-358 (2), Авто ревю, №2 (281), 2003, стр.28-33 (3)), содержащий, по меньшей мере, одну роторную секцию, состоящую из статора, в котором с возможностью вращения относительно собственной - коренной оси установлен эксцентриковый вал. Цилиндрический эксцентрик вала роторно-поршневого двигателя представляет собой кольцо, имеющее внешнюю окружность и эксцентрическую ей внутреннюю окружность, которой эксцентрик, будучи жестко закрепленным на цилиндре вала с возможностью вращения относительно его коренной оси, установлен в статоре. На внешней окружности эксцентрика с возможностью вращения установлен трехгранный ротор с равным количеством вершин и одинаковых по размерам граней. На одной из плоскостей призмы ротора соосно жестко закреплена шестерня с внутренними зубьями. Внутри и в зацеплении с ней на плоскости рабочей полости статора и соосно с коренной осью вала жестко закреплена меньшая по диаметру шестерня с наружными зубьями. Отношение диметров шестерен статора и ротора равно 2 к 3. При вращении вала в профиле секции происходит планетарное перемещение ротора в плоскости, перпендикулярной коренной оси вала, в котором вершины ротора описывают симметричную замкнутую линию - эпициклоиду, имеющую чередующиеся вогнутые и выпуклые относительно коренной оси вала сектора своего профиля. Вершины ротора скользят вдоль эпициклоиды профиля статора. Профиль граней ротора определяется вогнутыми в сторону коренной оси вала участками эпициклоиды профиля статора, касающимися граней движущегося ротора. В середине каждой грани выполнена выемка дугообразного профиля, шириной около половины высоты призмы ротора.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technical solution is a four-stroke Wankel rotary piston internal combustion engine (S. N. Bogdanov, M. M. Burenkov, I. E. Ivanov. Automotive engines, Moscow, Engineering, 1987, pp. .356-358 (2), Auto Review, No. 2 (281), 2003, pp. 28-33 (3)), comprising at least one rotor section, consisting of a stator, in which it can rotate relative to its own - the root axis has an eccentric shaft. A cylindrical eccentric shaft of a rotary piston engine is a ring having an outer circumference and an eccentric inner circumference thereof, with which the eccentric, being rigidly fixed to the shaft cylinder with the possibility of rotation about its main axis, is installed in the stator. A triangular rotor with an equal number of vertices and faces of the same size is installed with the possibility of rotation on the outer circumference of the eccentric. On one of the planes of the prism of the rotor, a gear with internal teeth is coaxially rigidly fixed. Inside and in engagement with it on the plane of the working cavity of the stator and coaxially with the root axis of the shaft, a smaller gear with external teeth is rigidly fixed. The ratio of the diameters of the stator and rotor gears is 2 to 3. When the shaft rotates in the section profile, the rotor moves planetary in a plane perpendicular to the root axis of the shaft, in which the rotor vertices describe a symmetrical closed line - an epicycloid, which has alternating concave and convex relative to the root axis of the sector shaft your profile. The rotor vertices glide along the stator profile epicycloids. The profile of the faces of the rotor is determined by the sections of the stator profile epicycloid that are concave toward the root axis of the shaft and touching the faces of the moving rotor. In the middle of each face a recess is made of an arcuate profile, about half the height of the rotor prism.

Профиль эпициклоиды статора роторно-поршневого двигателя имеет одну большую и одну малую ось своей симметрии. В секторах малой оси симметрии находятся два вогнутых в сторону коренной оси вала сектора профиля эпициклоиды. Около одного из этих секторов выполнены окна впуска и выпуска рабочего тела, около другого вогнутого сектора установлена, по меньшей мере, одна свеча зажигания. Во избежание коробления эпициклоиды и для уменьшения вероятности взаимного перекрытия каналов впуска и выпуска рабочего тела окна впуска и выпуска выполнены на плоскости статора.The profile of the stator epicycloid of a rotary piston engine has one major and one minor axis of symmetry. In sectors of the minor axis of symmetry, two epicycloid profile sectors are concave toward the main axis of the shaft. Near one of these sectors, the inlet and outlet windows of the working fluid are made, at least one spark plug is installed near the other concave sector. In order to avoid warping of the epicycloids and to reduce the likelihood of mutual overlapping of the intake and exhaust channels, the intake and exhaust windows are made on the plane of the stator.

Как и в секции поршневого двигателя, так и в секции роторно-поршневой секции Ванкеля эксцентрик пространственно позиционирует относительно коренной оси вала динамический элемент конструкции, принимающий усилия работающего над его гранью газа, а также воспринимает на себя и гасит мощные силовые импульсы начальной стадии подвода теплоты к массе рабочего тела в камере сгорания двигателя.As in the piston engine section and in the section of the Wankel rotary piston section, the eccentric spatially positions the dynamic structural element relative to the shaft’s main axis, which receives the forces of the gas working on its face, and also receives and extinguishes powerful power pulses of the initial stage of heat supply to the mass of the working fluid in the combustion chamber of the engine.

Известно, что при импульсном сжигании одинакового количества топлива и равном числе оборотов вала наибольшим вращающим моментом вала и наилучшей равномерностью его вращения обладает тот двигатель внутреннего сгорания, в каждой секции которого воспроизводится наибольшее количество тактов рабочего хода.It is known that during pulsed burning of the same amount of fuel and equal number of shaft revolutions, that internal combustion engine with the greatest number of strokes is reproduced in the maximum torque of the shaft and the best uniformity of its rotation.

Так в секции четырехтактного поршневого двигателя его механизм позволяет выполнять один рабочий ход за два полных оборота вала. А в секциии более эффективного механизма четырехтактного роторно-поршневого двигателя один рабочий ход осуществляется за один полный оборот вала.So in the four-stroke piston engine section, its mechanism allows one working stroke for two full shaft turns. And in the section of a more efficient mechanism of a four-stroke rotary piston engine, one working stroke is carried out for one full revolution of the shaft.

В известных поршневом и роторно-поршневом механизмах во время рабочего хода переменная по величине результирующая сила Р воздействия нагретых газов на грань ротора в точке ее приложения, лежащей на оси ротора, раскладывается на две составляющие: нормальную N, направленную по линии эксцентриситета и в подшипнике ротора на эксцентрике, непосредственно тормозящую вращение вала и перпендикулярную к ней тангенциальную составляющую Т, создающую именно тот самый вращающий момент силового вала, который из всего этого только и нужен механической нагрузке двигателя. Плечом рычага для этого момента является неизменный по величине эксцентриситет е эксцентрика вала. Этот рычаг через грань ротора не только воспринимает усилие нагретого рабочего тела, но и передает это усилие через вал на механическую нагрузку двигателя.In known piston and rotor-piston mechanisms during the stroke, the resultant variable force P of the influence of heated gases on the face of the rotor at the point of its application lying on the axis of the rotor is decomposed into two components: normal N, directed along the eccentricity line and in the rotor bearing on an eccentric, which directly inhibits the rotation of the shaft and the tangential component T perpendicular to it, which creates exactly the same torque of the power shaft, which all this is needed only mechanically th engine load. The lever arm for this moment is the constant eccentricity e of the shaft eccentric. This lever through the edge of the rotor not only perceives the force of the heated working fluid, but also transfers this force through the shaft to the mechanical load of the engine.

Причем превышение вращающей составляющей Т над тормозящей составляющей N в поршневой секции наступает только через 34 градуса поворота эксцентрика после верхней мертвой точки, в роторно-поршневой секции с трехгранным ротором - через 67,5 градуса, а у роторно-поршневой секции с пятигранным ротором - через 56,25 градуса поворота эксцентрика после верхней мертвой точки. Поэтому в этих устройствах после начала подвода теплоты к рабочему телу, условно в момент нахождения эксцентрика в верхней мертвой точке, на протяжении этих углов поворота своего эксцентрика за счет накопленной инерции вращения своего маховика и частично действия вращающей составляющей Т вал секции преодолевает наибольшее сопротивление своему вращению со стороны преобладающей тормозящей составляющей N работающего над гранью ротора собственного рабочего тела, обладающего в этот момент наибольшим запасом подведенной к нему тепловой энергии.Moreover, the excess of the rotating component T over the braking component N in the piston section occurs only after 34 degrees of rotation of the eccentric after the top dead center, in the rotor-piston section with a trihedral rotor - through 67.5 degrees, and in the rotor-piston section with a five-sided rotor - through 56.25 degrees of eccentric rotation after top dead center. Therefore, in these devices, after the beginning of the supply of heat to the working fluid, conditionally at the moment the eccentric is at top dead center, during these angles of rotation of its eccentric due to the accumulated inertia of rotation of its flywheel and partially the action of the rotating component T, the shaft of the section overcomes the greatest resistance to its rotation with side of the prevailing inhibitory component N working on the face of the rotor of its own working fluid, which at this moment has the largest supply of heat e energies.

Более эффективное использование энергии нагретого рабочего тела достигается в предложенном техническом решении, в рабочей полости секции роторно-поршневого двигателя с трехгранным ротором которого достигается воспроизводство трех рабочих ходов за один оборот вала, а в секции с пятигранным ротором - пяти рабочих ходов за один полный оборот вала.A more efficient use of the energy of the heated working fluid is achieved in the proposed technical solution, in the working cavity of the section of the rotary piston engine with a trihedral rotor of which the reproduction of three working strokes per shaft revolution is achieved, and in the section with a five-sided rotor - five working strokes per one shaft revolution .

Целью изобретения является повышение эффективности работы двигателя внутреннего сгорания объемного вытеснения.The aim of the invention is to increase the efficiency of the internal combustion engine volume displacement.

Указанная цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем, по меньшей мере, одну роторную секцию, состоящую из статора, внутри которого с возможностью вращения относительно собственной - коренной оси установлен цилиндрический вал, а также цилиндрический кольцевой эксцентрик, имеющий внешнюю окружность и эксцентрическую ей внутреннюю окружность, которой эксцентрик с возможностью вращения относительно коренной оси вала установлен в статоре, а на его внешней окружности с возможностью вращения и соосно с ней установлен ротор, представляющий собой призму, центры двух плоских взаимно параллельных оснований которой лежат на оси эксцентрика, а профиль ротора относительно центра основания его призмы представляет собой симметричную звезду с равным между собой количеством вершин и граней, при этом на одной плоскости призмы ротора и соосно с ее центром жестко закреплена программная шестерня ротора с внутренними зубьями, которая находится снаружи и в зацеплении с меньшей по диаметру программной шестерней статора с внешними зубьями, жестко закрепленной на плоскости статора и соосно с коренной осью вала двигателя, при этом газообразное рабочее тело расположено в рабочей полости секции между гранями ротора, плоскостями и эпициклоидой статора, которая в профиле относительно коренной оси вала представляет собой замкнутую и симметричную линию траектории планетарного перемещения вершин профиля ротора при вращении вала, согласно изобретению каждая его секция дополнительно снабжена парой силовых шестерен, из которых меньшая по диаметру силовая шестерня с внешними зубьями соосно и жестко закреплена на цилиндрическом валу и находится внутри и в зацеплении с большей по диаметру силовой шестерней с внутренними зубьями, соосно и жестко закрепленной внутри ротора.This goal is achieved by the fact that in an internal combustion engine containing at least one rotor section, consisting of a stator, inside which a cylindrical shaft is installed with the possibility of rotation relative to its own root axis, as well as a cylindrical annular eccentric having an outer circumference and an eccentric her inner circle, with which the eccentric rotatably relative to the main axis of the shaft is installed in the stator, and on its outer circumference rotatably and coaxially installed with it the rotor is a prism, the centers of two flat mutually parallel bases of which lie on the axis of the eccentric, and the profile of the rotor relative to the center of the base of its prism is a symmetrical star with an equal number of vertices and faces, while on the same plane of the rotor prism and coaxially with its center is rigidly fixed to the program gear of the rotor with internal teeth, which is located outside and in engagement with the smaller diameter of the program gear of the stator with external teeth, rigidly fixed to the stator plane and coaxially with the root axis of the motor shaft, while the gaseous working fluid is located in the working cavity of the section between the rotor faces, the stator planes and epicycloid, which in the profile relative to the root axis of the shaft is a closed and symmetrical line of the path of planetary movement of the rotor profile vertices during rotation shaft, according to the invention, each of its sections is additionally equipped with a pair of power gears, of which the smaller power gear with external teeth coaxially and rigidly closed eplena on the cylindrical shaft and is located within and in engagement with a larger diameter power gear with internal teeth, coaxial and rigidly fixed inside the rotor.

Сущность изобретения поясняется чертежами фиг.1, 2 и 3.The invention is illustrated by the drawings of figures 1, 2 and 3.

На фиг.1, 2 изображена кинематическая схема предложенной роторной секции с пятигранным ротором.Figure 1, 2 shows a kinematic diagram of the proposed rotor section with a five-sided rotor.

На фиг.3 представлен вид в профиле предложенной секции двигателя с пятигранным ротором.Figure 3 presents a view in profile of the proposed engine section with a five-sided rotor.

Поставленная задача решается в предложенном механизме роторной секции, в которой эксцентрик 1 исключается из узла передачи механического усилия работающего газа на вал двигателя и обратно от вала к газу путем разрыва жесткой механической связи между эксцентриком 1 и валом 2. В этом случае эксцентрик 1 теряет одну из трех своих функций в механизме секции. Он больше не является силовым элементом, но по-прежнему остается программным и демпфирующим элементом устройства.The problem is solved in the proposed mechanism of the rotor section, in which the eccentric 1 is excluded from the transmission unit of the mechanical force of the working gas to the engine shaft and back from the shaft to the gas by breaking the rigid mechanical connection between the eccentric 1 and the shaft 2. In this case, the eccentric 1 loses one of its three functions in the section mechanism. It is no longer a power element, but still remains a software and damping element of the device.

При соблюдении описанных условий соосности в каждой секции отношение диаметров дополнительных силовых шестерен цилиндрического вала и ротора может быть представлено в виде отношения любых чисел. Однако в двигателе внутреннего сгорания для настройки совместной работы с программными механизмами зажигания и подачи топлива необходимо, чтобы длины их диаметров были кратны длине эксцентриситета "е", и сами числа отношения были целыми, например 2:3, 3:5 и так далее.Subject to the described alignment conditions in each section, the ratio of the diameters of the additional power gears of the cylindrical shaft and rotor can be represented as the ratio of any numbers. However, in an internal combustion engine, in order to set up joint work with software mechanisms for ignition and fuel supply, it is necessary that the lengths of their diameters are multiples of the length of the eccentricity “e”, and the ratio numbers themselves are integers, for example 2: 3, 3: 5, and so on.

В предложенном техническом решении величина вращающего момента М вала 2 равна величине вращающего момента ротора 3, без учета потерь на трение (фиг.3).In the proposed technical solution, the magnitude of the torque M of the shaft 2 is equal to the magnitude of the torque of the rotor 3, excluding friction losses (figure 3).

Вращающий момент ротора М является произведением величины результирующей силы Р воздействия нагретых газов на грань ротора и плеча "m" рычага ротора, представляющего собой перпендикуляр, проведенный из точки опоры рычага, в которой в конкретный текущий момент своего вращения программная шестерня 5 ротора 3 зафиксирована на конкретном луче неподвижной программной шестерни 4 статора, к прямой вектора действия результирующей силы Р, исходящего из точки ее приложения, то есть от оси ротора 3.The rotational moment of the rotor M is the product of the magnitude of the resulting force P of the action of heated gases on the face of the rotor and the shoulder "m" of the rotor lever, which is a perpendicular drawn from the point of support of the lever, in which the program gear 5 of the rotor 3 is fixed on a specific current moment of rotation the beam of the stationary software gear 4 of the stator, to the direct action vector of the resulting force P coming from the point of its application, that is, from the axis of the rotor 3.

Вращающий момент вала М представляет собой произведение величины вращающего (тангенциального) усилия Т цилиндрического вала 2 и плеча "n" рычага дополнительной силовой шестерни 6 вала, соединяющего опорную для этого рычага точку коренной оси вала 2 с текущей точкой механического контакта дополнительных силовых шестерен 6 и 7, которая является точкой приложения вращающего шестерню 6 вала усилия Т, исходящего от шестерни 7 ротора 3.The torque of the shaft M is the product of the magnitude of the rotational (tangential) force T of the cylindrical shaft 2 and the arm "n" of the arm of the additional power gear 6 of the shaft connecting the reference point for the main axis of the shaft 2 with the current point of mechanical contact of the additional power gears 6 and 7 , which is the point of application of the rotary gear 6 of the shaft of the force T emanating from the gear 7 of the rotor 3.

В процессе рабочего хода нагретая масса рабочего тела, находящаяся в рабочей полости над верхней гранью ротора 3 (фиг.3), совершает механическую работу по перемещению ротора 3, и вращающий момент М равен:During the working stroke, the heated mass of the working fluid located in the working cavity above the upper face of the rotor 3 (Fig. 3) performs mechanical work to move the rotor 3, and the torque M is equal to:

M=P·m=T·n.M = Pm = Tn.

При планетарном движении ротора 3 по часовой стрелке (фиг.3) силовая шестерня 7 ротора принуждает силовую шестерню 6 вместе с валом 2 вращаться против часовой стрелки относительно коренной оси вала 2. При отношении диаметров силовых шестерен 6 вала и 7 ротора, равном 2:3, один полный оборот ротора 3 по часовой стрелке соответствует одному полному обороту цилиндрического вала 2 против часовой стрелки. Таким образом, в предложенной секции пятигранного ротора за один оборот ее цилиндрического вала в ее рабочей полости совершается пять процессов рабочего хода.With the planetary movement of the rotor 3 in a clockwise direction (Fig. 3), the power gear 7 of the rotor forces the power gear 6 together with the shaft 2 to rotate counterclockwise relative to the root axis of the shaft 2. When the ratio of the diameters of the power gears 6 of the shaft and 7 of the rotor is 2: 3 , one full revolution of the rotor 3 clockwise corresponds to one full revolution of the cylindrical shaft 2 counterclockwise. Thus, in the proposed section of the five-sided rotor for one revolution of its cylindrical shaft in its working cavity, five processes of the working stroke are performed.

Для получения желательно большего вращающего усилия Т на валу плечо n рычага силовой шестерни 6 вала должно быть как можно меньше, но настолько, насколько позволяет выбранная величина диаметра силового цилиндрического вала 2.To obtain a desirably greater rotational force T on the shaft, the shoulder n of the lever of the power gear 6 of the shaft should be as small as possible, but as much as the selected diameter of the power cylindrical shaft 2 allows.

Еще большую эффективность предложенного двигателя подчеркивает тот факт, что его механизм работает как силовой повышающий редуктор, преобразуя вращающее усилие ротора 3 при большем плече рычага "m" в большее по величине вращающее усилие вала 2 при меньшем плече рычага "n" (фиг.3), которое и передается механической нагрузке двигателя.An even greater efficiency of the proposed engine is emphasized by the fact that its mechanism works as a power boost reducer, converting the rotational force of the rotor 3 with a larger lever arm "m" to a larger rotational force of the shaft 2 with a smaller lever arm "n" (Fig. 3) , which is transmitted to the mechanical load of the engine.

При этом, по сравнению с классической схемой роторно-поршневого двигателя с эксцентриковым валом, предложенное техническое решение обладает следующими дополнительными преимуществами.Moreover, in comparison with the classical design of a rotary piston engine with an eccentric shaft, the proposed technical solution has the following additional advantages.

В процессе рабочего хода ротор воспринимает вращающее воздействие всего результирующего усилия Р сразу после прохождения им верхней мертвой точки, как только появляется хотя бы минимальный рычаг в профиле между точкой контакта программных шестерен 4 и 5 и вектором усилия Р, вплоть до момента открытия выпускного окна полости расширения, то есть практически во всем возможном рабочем секторе поворота переменного по величине рычага "m" ротора, вплоть до m=5е, в диапазоне поворота эксцентрика при расширении рабочего тела от минимального до максимально возможного объема полости расширения.During the working stroke, the rotor receives the rotational effect of the entire resulting force P immediately after it passes the top dead center, as soon as at least the minimum lever appears in the profile between the contact point of the software gears 4 and 5 and the force vector P, up to the moment of opening the outlet window of the expansion cavity , that is, in almost all possible working sectors of rotation of the rotor variable in magnitude of the lever “m”, up to m = 5e, in the range of rotation of the eccentric when the working fluid expands from minimum to max of the possible volume of the expansion cavity.

Инерционная масса ротора 3 полностью исключается из узла силового вала 2, упрощая конструкцию вала, который, являясь цилиндрическим, не нуждается в дополнительной балансировке.The inertial mass of the rotor 3 is completely excluded from the power shaft assembly 2, simplifying the design of the shaft, which, being cylindrical, does not need additional balancing.

Двигателю уже не надо вырабатывать дополнительную механическую энергию, идущую на преодоление мощных сил торможения вала со стороны нагретого рабочего тела и собственного механизма.The engine no longer needs to generate additional mechanical energy, which is going to overcome the powerful braking forces of the shaft from the side of the heated working fluid and its own mechanism.

Уменьшается масса маховика.The flywheel mass is reduced.

В отношении нагрузки вал всего лишь одной секции двигателя с пятигранным ротором активен на протяжении 225 градусов за один оборот вала.In terms of load, the shaft of only one section of the engine with a five-sided rotor is active for 225 degrees per revolution of the shaft.

По принципу передачи усилий между рабочим телом и силовым узлом механизма - это уже не роторно-поршневой, но роторный двигатель.According to the principle of the transfer of forces between the working fluid and the power unit of the mechanism, it is no longer a rotary piston, but a rotary engine.

Claims (1)

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, одну роторную секцию, состоящую из статора, внутри которого с возможностью вращения относительно собственной - коренной оси установлен цилиндрический вал, а также цилиндрический кольцевой эксцентрик, имеющий внешнюю окружность и эксцентрическую ей внутреннюю окружность, которой эксцентрик с возможностью вращения относительно коренной оси вала установлен в статоре, а на его внешней окружности с возможностью вращения и соосно с ней установлен ротор, представляющий собой призму, центры двух плоских взаимно параллельных оснований которой лежат на оси эксцентрика, а профиль ротора относительно центра основания его призмы представляет собой симметричную звезду с равным между собой количеством вершин и граней, при этом на одной плоскости призмы ротора и соосно с ее центром жестко закреплена программная шестерня ротора с внутренними зубьями, которая находится снаружи и в зацеплении с меньшей по диаметру программной шестерней статора с внешними зубьями, жестко закрепленной на плоскости статора и соосно с коренной осью вала двигателя, при этом газообразное рабочее тело расположено в рабочей полости секции между гранями ротора, плоскостями и эпициклоидой статора, которая в профиле относительно коренной оси вала представляет собой замкнутую и симметричную линию траектории планетарного перемещения вершин профиля ротора при вращении вала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, каждая его секция дополнительно снабжена парой силовых шестерен, из которых меньшая по диаметру силовая шестерня с внешними зубьями соосно и жестко закреплена на цилиндрическом валу и находится внутри и в зацеплении с большей по диаметру силовой шестерней с внутренними зубьями, соосно и жестко закрепленной внутри ротора.An internal combustion engine comprising at least one rotor section, consisting of a stator, inside of which a cylindrical shaft is mounted rotatably relative to its own root axis, as well as a cylindrical annular eccentric having an outer circumference and an inner circle eccentric to it, with which the possibility of rotation relative to the main axis of the shaft is installed in the stator, and on its outer circumference with the possibility of rotation and coaxially installed rotor, which is a prism y, the centers of two flat mutually parallel bases of which lie on the axis of the eccentric, and the profile of the rotor relative to the center of the base of its prism is a symmetrical star with an equal number of vertices and faces, while on the same plane of the rotor prism and coaxially with its center is rigidly fixed software the rotor gear with internal teeth, which is located outside and meshed with the smaller diameter of the stator program gear with external teeth, rigidly fixed on the plane of the stator and coaxially with axis of the motor shaft, while the gaseous working fluid is located in the working cavity of the section between the rotor faces, the planes and the stator epicycloid, which in the profile relative to the main shaft axis is a closed and symmetrical line of the path of planetary movement of the rotor profile vertices during shaft rotation, characterized in that , in order to improve work efficiency, each of its sections is additionally equipped with a pair of power gears, of which the smaller power gear with external teeth is coaxial and rigid akreplena on the cylindrical shaft and is located within and in engagement with a larger diameter power gear with internal teeth, coaxial and rigidly fixed inside the rotor.
RU2007116383/06A 2007-05-03 2007-05-03 Internal combustion engine RU2338883C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007116383/06A RU2338883C1 (en) 2007-05-03 2007-05-03 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007116383/06A RU2338883C1 (en) 2007-05-03 2007-05-03 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2338883C1 true RU2338883C1 (en) 2008-11-20

Family

ID=40241326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007116383/06A RU2338883C1 (en) 2007-05-03 2007-05-03 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2338883C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009019253A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Ustinovich, Sergej V. Internal combustion engine, has smaller diameter power gear-wheel contacting with larger diameter power gear-wheel and arranged in internal tooth system, and larger diameter power gear-wheel rigidly fastened within rotor
RU2455509C2 (en) * 2010-08-09 2012-07-10 Сергей Вячеславович Устинович Internal combustion engine
WO2012165993A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Ustinovich Sergei Vyacheslavovich Internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009019253A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Ustinovich, Sergej V. Internal combustion engine, has smaller diameter power gear-wheel contacting with larger diameter power gear-wheel and arranged in internal tooth system, and larger diameter power gear-wheel rigidly fastened within rotor
RU2455509C2 (en) * 2010-08-09 2012-07-10 Сергей Вячеславович Устинович Internal combustion engine
WO2012165993A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Ustinovich Sergei Vyacheslavovich Internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4334506A (en) Reciprocating rotary engine
US6305345B1 (en) High-output robust rotary engine with a symmetrical drive and improved combustion efficiency having a low manufacturing cost
US6401686B1 (en) Apparatus using oscillating rotating pistons
RU2528796C2 (en) Internal combustion engine: six-stroke rotary engine with spinning gates, separate rotor different-purpose sections, invariable volume combustion chambers arranged in working rotors
US20110048370A1 (en) Revolving piston internal combustion engine
JP2008530413A (en) Rotor / piston internal combustion engine
JP6574447B2 (en) Cam driven internal combustion engine with toothed roller array
JPH084550A (en) Cam type engine
RU2338883C1 (en) Internal combustion engine
US9528585B2 (en) Piston engine
GB1565669A (en) Reciprocating rotary combustion engines
JPS6147966B2 (en)
RU2455509C2 (en) Internal combustion engine
US20130276761A1 (en) Variable-compression engine assembly
JP4521785B1 (en) Rotating piston machine
US6357397B1 (en) Axially controlled rotary energy converters for engines and pumps
EA003724B1 (en) Conversion of rectilinear reciprocating motion into rotational motion
JP2017155616A (en) Heat engine
RO117931B1 (en) Rotary internal combustion engine
RU2539412C1 (en) Rotary two-chamber internal combustion engine
CN202468018U (en) Revolving cylinder rotor engine
RU2778194C1 (en) Internal combustion engine
JP2006516695A (en) Improved engine
RU2754184C1 (en) Rotary internal combustion engine
RU2664725C1 (en) Rotary piston engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140504