RU2416031C1 - Rotary internal combustion engine - Google Patents

Rotary internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2416031C1
RU2416031C1 RU2010102295/06A RU2010102295A RU2416031C1 RU 2416031 C1 RU2416031 C1 RU 2416031C1 RU 2010102295/06 A RU2010102295/06 A RU 2010102295/06A RU 2010102295 A RU2010102295 A RU 2010102295A RU 2416031 C1 RU2416031 C1 RU 2416031C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
rotor
plate
piston
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2010102295/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ростислав Петрович Лунькин (RU)
Ростислав Петрович Лунькин
Эдуард Вячеславович Артемчик (RU)
Эдуард Вячеславович Артемчик
Original Assignee
Ростислав Петрович Лунькин
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 Ростислав Петрович Лунькин filed Critical Ростислав Петрович Лунькин
Priority to RU2010102295/06A priority Critical patent/RU2416031C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2416031C1 publication Critical patent/RU2416031C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: rotary internal combustion engine includes housing, side covers, rotor with radial blade, combustion chamber, precompression box, separating plates and inlet and outlet holes. Combustion chamber and precompression box is located outside the housing cavity. Precompression box is connected to combustion chamber through bypass valve. Rotor has annular flanges dividing inner cylindrical cavity of housing into fuel mixture compartment and working compartment. Fuel mixture compartment is separated with radial rotor blade into suction and compression cavities. Working compartment is divided with radial blade into expansion cavity and outlet cavity. One plate is installed in combustion chamber, and the other one is installed in precompression box. Separating plates are made in the form of pistons. Surface of each separating plate-piston, which is in constant contact with rotor under action of excess pressure in chambers is profiled to provide lifting and lowering of plate-piston when radial plate passes without loss of contact with its surface. Inlet hole is made in plate-piston located in precompression box. Outlet hole is made in plate-piston located in combustion chamber. In body of each plate-piston there is additional channel by means of which combustion chamber is interconnected with expansion cavity, and compression cavity is interconnected with precompression cavity; at that, the last channel is equipped with return valve.
EFFECT: improving efficiency and simplifying the engine design.
5 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения и может найти применение в транспортной технике, а также может быть использовано в качестве компрессоров, гидромоторов и насосов в разных отраслях.The invention relates to the field of engine building and can find application in transport technology, and can also be used as compressors, hydraulic motors and pumps in various industries.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №8056, МПК F02В 53/00, опубл. 16.10.1998 г.), содержащий корпус в виде полого диска с полостью и размещенный внутри корпуса ротор, выполненный с максимальным поперечным сечением, совпадающим с поперечным сечением корпуса. В периферийных областях максимального поперечного сечения ротора расположены, по крайней мере, два поршня. С диаметрально противоположных сторон корпуса установлена, по крайней мере, одна пара уплотняющих задвижек с возможностью выдвижения под действием соответствующих механизмов и взаимодействия с поверхностью ротора с образованием временных камер сгорания и сжатия. Двигатель содержит ресивер с впускными и выпускными клапанами, выхлопные и впускные патрубки, расположенные по обе стороны от одной из уплотняющих задвижек пары. Уплотняющие задвижки выполнены с возможностью обратного утапливания под действием обода ротора. Ротор выполнен с двумя кулачковообразными выступами, имеющими одинаковую конфигурацию, образованную плавно изменяющимися диаметрами участков поверхности ротора, предназначенных для взаимодействия с соответствующими задвижками.Known rotary internal combustion engine (RF patent No. 8056, IPC F02B 53/00, publ. 16.10.1998), comprising a housing in the form of a hollow disk with a cavity and a rotor located inside the housing, made with a maximum cross section matching the cross section corps. At least two pistons are located in the peripheral regions of the maximum rotor cross section. From diametrically opposite sides of the casing, at least one pair of sealing valves is installed with the possibility of extension under the action of appropriate mechanisms and interaction with the rotor surface with the formation of temporary combustion and compression chambers. The engine contains a receiver with inlet and outlet valves, exhaust and intake pipes located on both sides of one of the pair's sealing valves. The sealing valves are made with the possibility of reverse recession under the action of the rim of the rotor. The rotor is made with two cam-shaped protrusions having the same configuration, formed by smoothly changing diameters of the rotor surface sections, designed to interact with the corresponding valves.

К недостаткам роторного двигателя можно отнести необходимость в механизмах, осуществляющих перемещение уплотняющих задвижек, и ресивере, сложность изготовления конструкции и обеспечения торцевых уплотнений.The disadvantages of a rotary engine include the need for mechanisms that move the sealing valves, and the receiver, the complexity of the manufacture of the structure and the provision of mechanical seals.

Известен роторно-турбинный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №43594, МПК F02B 53/00, опубл. 27.01.2005 г.), содержащий корпус с полостью цилиндрической формы, ограниченной с торцов боковыми крышками, имеющий впускное и выпускное отверстия. Ротор установлен внутри полости корпуса так, что его ось вращения совпадает с продольной осью полости корпуса. На поверхности ротора вдоль его оси вращения размещена радиальная лопасть, крайняя часть которой образует минимальный зазор с внутренней поверхностью полости цилиндрической формы. Вне полости корпуса размещена разделительная пластина, установленная с возможностью перемещения внутрь полости корпуса по направлению к оси вращения ротора до его поверхности и обратно. Двигатель снабжен камерой сгорания, расположенной вне полости корпуса.Known rotary-turbine internal combustion engine (RF patent No. 43594, IPC F02B 53/00, publ. 01/27/2005), comprising a housing with a cylindrical cavity bounded at the ends by side covers having an inlet and an outlet. The rotor is installed inside the body cavity so that its axis of rotation coincides with the longitudinal axis of the body cavity. A radial blade is placed on the surface of the rotor along its axis of rotation, the extreme part of which forms a minimum gap with the inner surface of the cavity of a cylindrical shape. Outside the housing cavity there is a dividing plate installed with the possibility of moving inside the housing cavity towards the axis of rotation of the rotor to its surface and back. The engine is equipped with a combustion chamber located outside the body cavity.

К недостаткам вышеописанного технического решения можно отнести его низкий КПД, обусловленный сжиганием топливной смеси атмосферного давления при отсутствии необходимого в таком случае избытка воздуха, а также сложность конструкции, которая выражается в необходимости специального привода, и средств обеспечения синхронизированного с другими актами рабочего цикла ввода и вывода разделительной пластины и ее уплотнения.The disadvantages of the above technical solution include its low efficiency, due to the combustion of the atmospheric pressure fuel mixture in the absence of the required excess air, as well as the design complexity, which is expressed in the need for a special drive, and means of providing input and output synchronized with other acts of the working cycle separation plate and its seals.

Изобретение решает задачу повышения КПД двигателя за счет сжигания топливной смеси при давлении выше атмосферного и упрощения конструкции двигателя за счет осуществления рабочего цикла при постоянном контакте разделительной пластины с ротором, который обеспечивается создаваемым избыточным давлением.The invention solves the problem of increasing engine efficiency by burning the fuel mixture at a pressure above atmospheric and simplifying the design of the engine by performing a duty cycle with constant contact of the separation plate with the rotor, which is provided by the generated overpressure.

Для получения необходимого технического результата в известном роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с полостью цилиндрической формы, ограниченной с торцов боковыми крышками, установленный в полости корпуса полый ротор, выполненный с радиальной лопастью, ориентированной вдоль его оси вращения, которая совпадает с продольной осью полости корпуса, камеру сгорания, расположенную вне полости корпуса, разделительную пластину, впускное и выпускное отверстия, предлагается двигатель дополнительно снабдить камерой подпрессовки, расположенной вне полости корпуса и связанной с камерой сгорания через перепускной клапан, ротор выполнить с кольцевыми ребордами, которые делят внутреннюю цилиндрическую полость корпуса на секцию топливной смеси, разделенную радиальной лопастью ротора на полости всасывания и сжатия, и рабочую секцию, разделенную радиальной лопастью на полость расширения и полость выпуска. Двигатель предлагается снабдить дополнительной разделительной пластиной, причем одну пластину установить в камере сгорания, а вторую - в камере подпрессовки, кроме того, разделительные пластины предлагается выполнить в виде поршней, а поверхность каждой разделительной пластины-поршня, находящуюся в постоянном контакте с ротором под действием избыточного давления в камерах, профилировать таким образом, чтобы обеспечить подъем и опускание пластины-поршня при прохождении радиальной лопасти без потери контакта с ее поверхностью, впускное отверстие выполнить в пластине-поршне, расположенной в камере подпрессовки, а выпускное - в пластине-поршне, расположенной в камере сгорания. Кроме этого, в теле каждой пластины-поршне предлагается выполнить дополнительный канал, посредством которого камера сгорания сообщается с полостью расширения, а полость сжатия - с полостью подпрессовки, причем последний канал оборудовать обратным клапаном.To obtain the desired technical result in a known rotary internal combustion engine, comprising a body with a cylindrical cavity limited to the ends by the side covers, a hollow rotor installed in the body cavity, made with a radial blade oriented along its axis of rotation, which coincides with the longitudinal axis of the body cavity , a combustion chamber located outside the body cavity, a separation plate, an inlet and an outlet, it is proposed that the engine is further provided with a sub chamber The rotor located outside the body cavity and connected to the combustion chamber through the bypass valve, the rotor is made with annular flanges that divide the internal cylindrical body cavity into a fuel mixture section separated by a radial rotor blade into a suction and compression cavity, and a working section divided by a radial blade into expansion cavity and exhaust cavity. The engine is proposed to be equipped with an additional separation plate, with one plate installed in the combustion chamber and the second in the prepress chamber, in addition, the separation plates are proposed to be made in the form of pistons, and the surface of each separation plate-piston in constant contact with the rotor under the action of excess pressure in the chambers, profiled in such a way as to ensure the rise and lowering of the piston plate during the passage of the radial blade without loss of contact with its surface, inlet The hole must be made in the piston plate located in the prepress chamber, and the outlet in the piston plate located in the combustion chamber. In addition, it is proposed to make an additional channel in the body of each piston plate through which the combustion chamber communicates with the expansion cavity and the compression cavity with the prepress cavity, and equip the last channel with a check valve.

Для обеспечения герметичности секций и полостей двигателя предлагается верхние части реборд и боковых поверхностей разделительных пластин-поршней выполнить с канавками, в которых установить поршневые уплотнительные кольца, а верхнюю часть радиальной лопасти и нижние части боковых поверхностей разделительных пластин-поршней выполнить с пазами, в которых разместить шпонки уплотнения.To ensure the tightness of the sections and cavities of the engine, it is proposed that the upper parts of the flanges and the side surfaces of the separation plates-pistons be made with grooves in which to install the piston sealing rings, and the upper part of the radial blade and the lower parts of the side surfaces of the separation plates-pistons should be made with grooves in which to place dowel seals.

В полости ротора можно расположить систему охлаждения и дополнительно гидравлический насос или воздушный компрессор, или генератор переменного тока.In the cavity of the rotor, you can place the cooling system and optionally a hydraulic pump or an air compressor, or an alternator.

Предлагаемый роторный двигатель внутреннего сгорания изображен на прилагаемых к описанию чертежах:The proposed rotary internal combustion engine is shown in the accompanying drawings:

- на фиг.1 - двигатель, фронтальный вид;- figure 1 - engine, front view;

- на фиг.2 - двигатель, вид сбоку в разрезе;- figure 2 is an engine, a side view in section;

- на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2, секция смеси;- figure 3 is a section aa in figure 2, section of the mixture;

- на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2, рабочая секция;- figure 4 is a section bB in figure 2, the working section;

- на фиг.5 - внешний вид ротора;- figure 5 is an external view of the rotor;

- на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.3;- figure 6 is a cross section GG in figure 3;

- на фиг.7 - вид Е на фиг.3;- figure 7 is a view of E in figure 3;

- на фиг.8 - вид Ж на фиг.4;- in Fig.8 is a view W in Fig.4;

- на фиг.9 - сечение Д-Д на фиг.2.- figure 9 is a section DD in figure 2.

На чертежах приняты следующие обозначения:In the drawings, the following notation:

1 - ротор;1 - rotor;

2 - радиальная лопасть ротора;2 - radial rotor blade;

3 - корпус;3 - case;

4 - камера сгорания;4 - combustion chamber;

5 - разделительная пластина-поршень, расположенная в камере сгорания;5 - dividing plate-piston located in the combustion chamber;

6 - штуцер подвода масла;6 - oil supply fitting;

7 - штуцер отвода масла;7 - oil discharge fitting;

8 - профилированная поверхность разделительной пластины-поршня;8 - profiled surface of the separation plate-piston;

9 - разделительная пластина-поршень, расположенная в камере смеси;9 - a separating plate-piston located in the mixture chamber;

10 - клапан перепускной;10 - bypass valve;

11 - камера подпрессовки;11 - prepress chamber;

12 - свеча зажигания;12 - a spark plug;

13 - клапан обратный;13 - check valve;

14 - фиксатор;14 - a clamp;

15 - блок корпуса;15 - housing unit;

16 - блок цилиндров;16 - cylinder block;

17 - датчик начала зажигания;17 - ignition start sensor;

18 - всасывающий коллектор;18 - intake manifold;

19 - выхлопной коллектор;19 - an exhaust manifold;

20 - масляный насос;20 - oil pump;

21 - масляный картер;21 - an oil case;

22 - поршневое уплотнительное кольцо;22 - piston sealing ring;

23 - радиальное уплотнительное кольцо;23 - radial sealing ring;

24 - боковая крышка;24 - side cover;

25 - подшипник радиально опорный;25 - radial bearing;

26 - крышка подшипника;26 - a bearing cover;

27 - уплотнительные манжеты;27 - sealing cuffs;

28 - воздухопропускные окна;28 - air passage windows;

29 - лопасти для перемещения воздуха;29 - blades for moving air;

30 - реборда ротора;30 - rotor flange;

31 - секция топливной смеси;31 - section of the fuel mixture;

32 - рабочая секция;32 - working section;

33 - полость всасывания;33 - suction cavity;

34 - полость сжатия;34 - compression cavity;

35 - полость выпуска;35 - release cavity;

36 - полость расширения;36 - expansion cavity;

37 - впускное отверстие;37 - inlet;

38 - выпускное отверстие;38 - outlet;

39 - канал;39 - channel;

40 - канал;40 - channel;

41 - шпонка уплотнения, расположенная на радиальной лопасти;41 - seal key located on the radial blade;

42 - шпонка уплотнения, расположенная на боковой поверхности разделительной пластины-поршня, установленной в камере подпрессовки;42 - seal key located on the side surface of the separation plate-piston installed in the prepress chamber;

43 - шпонка уплотнения, расположенная на боковой поверхности разделительной пластины-поршня, установленного в камере сгорания;43 - seal key located on the side surface of the separation plate-piston installed in the combustion chamber;

44 - уплотнительная прокладка;44 - sealing gasket;

45 - отверстие в разделительной пластине-поршне, расположенной в камере сгорания;45 - hole in the separation plate-piston located in the combustion chamber;

46 - отверстие в разделительной пластине-поршне, расположенной в камере подпрессовки;46 - hole in the separation plate-piston located in the chamber prepress;

47 - отверстие в радиальной лопасти ротора со стороны камеры подпрессовки;47 - hole in the radial rotor blade from the side of the prepress chamber;

48 - отверстие в радиальной лопасти ротора со стороны камеры сгорания;48 - hole in the radial rotor blade from the side of the combustion chamber;

49 - полость ротора.49 - the cavity of the rotor.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 3 с полостью цилиндрической формы. Корпус ограничен с торцов боковыми крышками 24. В полости корпуса установлен на двух радиально опорных подшипниках 25 ротор 1, выполненный полым и с радиальной лопастью 2 на внешней поверхности, ориентированной вдоль его оси вращения. Ось вращения ротора 1 совмещена с продольной осью полости корпуса 3. Подшипники 25 закрыты крышками 26 с уплотнительными манжетами 27.The proposed internal combustion engine comprises a housing 3 with a cavity of cylindrical shape. The casing is bounded at the ends by the side covers 24. In the cavity of the casing there is mounted on two radial bearings 25 a rotor 1 made hollow and with a radial blade 2 on the outer surface oriented along its axis of rotation. The axis of rotation of the rotor 1 is aligned with the longitudinal axis of the cavity of the housing 3. The bearings 25 are closed by covers 26 with sealing cuffs 27.

На внешней стороне ротора 1 выполнены кольцевые реборды 30, которые делят его поверхность по длине на два участка и создают во внутренней цилиндрической полости корпуса две секции: секцию 31 топливной смеси и рабочую секцию 32. Радиальная лопасть 2 делит секцию 31 топливной смеси на полость 33 всасывания и полость 34 сжатия. Рабочая секция 32 разделена радиальной лопастью 2 на полость 36 расширения и полость 35 выпуска. Для обеспечения герметичности секций и полостей двигателя, реборды 30 выполнены с канавками, в которых установлены радиальные уплотнительные кольца 23. На верхней части радиальной лопасти 2 выполнен паз, в котором расположена шпонка 41 уплотнения. Поджатие шпонки 41 к поверхности полости корпуса обеспечивается давлением газов в полости 36 расширения, подвод которых осуществляется через отверстия 48. Диаметр отверстия равен 0,8 мм, что по расходу смеси или газов достаточно для обеспечения прижатия шпонок уплотнения к поверхности полости корпуса.On the outside of the rotor 1, annular flanges 30 are made, which divide its surface in length into two sections and create two sections in the inner cylindrical cavity of the housing: the fuel mixture section 31 and the working section 32. The radial blade 2 divides the fuel mixture section 31 into the suction cavity 33 and compression cavity 34. The working section 32 is divided by a radial blade 2 into the expansion cavity 36 and the exhaust cavity 35. To ensure the tightness of the sections and cavities of the engine, the flanges 30 are made with grooves in which radial sealing rings 23 are installed. On the upper part of the radial blade 2 there is a groove in which the seal key 41 is located. The pressing of the keys 41 to the surface of the housing cavity is ensured by the gas pressure in the expansion cavity 36, the supply of which is through the holes 48. The diameter of the hole is 0.8 mm, which is sufficient for the flow of the mixture or gases to ensure that the compression keys are pressed against the surface of the housing cavity.

Камера 11 подпрессовки и камера 4 сгорания расположены вне полости корпуса. Для обеспечения технологичности сборки и облегчения обслуживания двигателя камеры сформированы из двух блоков. Нижняя часть камер образована блоком корпуса 15, выполненным заодно с корпусом 3, а верхняя часть камер - блоком цилиндров 16, установленным на блок корпуса 15 через уплотнительную прокладку 44 и закрепленным известным способом при помощи крепежных шпилек. В верхней части блока цилиндров камера 11 подпрессовки и камера 4 сгорания сообщаются через перепускной клапан 10, установленный в камере 4 сгорания, где также установлена свеча зажигания 12, которая срабатывает по команде датчика 17 начала зажигания. Разделительные пластины-поршни расположены в камерах сгорания и подпрессовки и выполнены в виде поршней, причем нижняя часть каждого поршня находится в постоянном контакте с ротором 1. Верхние части боковых поверхностей разделительных пластин-поршней 5 и 9 выполнены с канавками, в которых установлены поршневые уплотнительные кольца 22. Ниже на боковых поверхностях разделительных пластин-поршней 5 и 9 выполнены пазы, в которых установлены шпонки уплотнения 42, 43. Поджатие шпонки уплотнения 42 к фиксатору 14 обеспечивается давлением смеси в полости 34 сжатия, подвод которой осуществляется при помощи отверстия 46, таким же образом шпонка 43 поджимается к фиксатору 14 за счет давления газов, подводимых из полости расширения при помощи отверстия 45. Фиксаторы 14 обеспечивают постоянное положение разделительных пластин поршней относительно оси вращения ротора.The prepress chamber 11 and the combustion chamber 4 are located outside the body cavity. To ensure the manufacturability of the assembly and facilitate maintenance of the engine, the cameras are formed of two blocks. The lower part of the chambers is formed by a block of the casing 15, made integral with the casing 3, and the upper part of the chambers is a block of cylinders 16 mounted on the block of the casing 15 through the gasket 44 and secured in a known manner using fixing pins. In the upper part of the cylinder block, the prepress chamber 11 and the combustion chamber 4 communicate through a bypass valve 10 installed in the combustion chamber 4, where a spark plug 12 is also installed, which is triggered by the command of the ignition start sensor 17. Separating plates-pistons are located in the combustion and prepress chambers and are made in the form of pistons, the lower part of each piston being in constant contact with the rotor 1. The upper parts of the side surfaces of the separating plates-pistons 5 and 9 are made with grooves in which piston sealing rings are installed 22. Below, on the side surfaces of the separation plates of the pistons 5 and 9, grooves are made in which the keys of the seal 42, 43 are installed. The pressing of the keys of the seal 42 to the clamp 14 is ensured by the mixture pressure in the floor the compression bridge 34, which is supplied through the hole 46, in the same way, the key 43 is pressed against the latch 14 due to the pressure of the gases supplied from the expansion cavity by the hole 45. The clamps 14 provide a constant position of the piston dividing plates relative to the axis of rotation of the rotor.

Поверхность 8 каждой разделительной пластины-поршня, которая находится в постоянном контакте с ротором, профилирована таким образом, что при воздействии на нее радиальной лопасти 2 пластина-поршень 5 (или 9) поднимается, не теряя контакта с лопастью 2, пропускает ее и опять опускается под действием давления газов в камере 5 сгорания (или под действием избыточного давления топливной смеси в камере 11 подпрессовки). В пластине-поршне 9, расположенном в камере 11 подпрессовки, выполнено впускное отверстие 37, а выпускное отверстие 38 выполнено в пластине-поршне 5, расположенном в камере 4 сгорания. В теле разделительной пластины-поршне 5 выполнен дополнительный канал 40, посредством которого камера 4 сгорания сообщается с полостью 36 расширения, а в теле разделительной пластины-поршне 9 выполнен канал 39, посредством которого полость 34 сжатия сообщается с камерой 11 подпрессовки, причем последний канал 39 оборудован обратным клапаном 13.The surface 8 of each dividing plate-piston, which is in constant contact with the rotor, is profiled in such a way that when exposed to a radial blade 2, the piston plate 5 (or 9) rises without losing contact with the blade 2, passes it and again falls under the influence of gas pressure in the combustion chamber 5 (or under the action of excessive pressure of the fuel mixture in the prepress chamber 11). In the piston plate 9 located in the prepress chamber 11, an inlet 37 is made, and the outlet 38 is made in the piston plate 5 located in the combustion chamber 4. An additional channel 40 is made in the body of the separation plate-piston 5, by means of which the combustion chamber 4 communicates with the expansion cavity 36, and in the body of the separation plate-piston 9, a channel 39 is made, by means of which the compression cavity 34 communicates with the prepress chamber 11, the last channel 39 equipped with check valve 13.

Для смазки трущихся поверхностей смазочное масло масляным насосом 20 подается через штуцер 6 подвода масла и отводится через штуцер 7 отвода масла в масляный картер 21.To lubricate friction surfaces, lubricating oil is supplied by an oil pump 20 through an oil supply nozzle 6 and discharged through an oil discharge nozzle 7 to the oil sump 21.

Для обеспечения более интенсивного воздушного охлаждения в полости 49 ротора 1 установлены лопасти 29, которые обеспечивают перемещение воздуха через воздухопропускные окна 28.To provide more intensive air cooling in the cavity 49 of the rotor 1, blades 29 are installed, which provide air movement through the air passage windows 28.

Всасывание смеси осуществляется через всасывающий коллектор 18, а выпуск отработанных газов - через выхлопной коллектор 19.The mixture is sucked in through the intake manifold 18, and the exhaust gas is discharged through the exhaust manifold 19.

Учитывая то, что ротор 1 выполнен с полостью 49, в ней можно расположить проточную систему жидкостного охлаждения для двигателей с двумя и большим числом пар секций и гидравлический насос, выполненный в виде неподвижного блока, в котором расположены 6 поршней, а их перемещение обеспечивается воздействием наклонной шайбы, укрепленной внутри вращающегося ротора двигателя. Вместо гидравлического насоса можно расположить аналогичной конструкции воздушный компрессор или генератор переменного тока, якорь которого выполнить неподвижным и с соответствующими обмотками, а на внутренней поверхности ротора расположить самовозбуждающиеся от вращения обмотки возбуждения.Considering the fact that the rotor 1 is made with a cavity 49, it is possible to arrange a flow-through liquid cooling system for engines with two and a large number of pairs of sections and a hydraulic pump made in the form of a fixed unit in which 6 pistons are located, and their movement is ensured by the action of an inclined Washers mounted inside a rotating rotor of an engine. Instead of a hydraulic pump, an air compressor or an alternator can be arranged in a similar design, the armature of which can be fixed and with appropriate windings, and the excitation windings self-excited from rotation can be placed on the inner surface of the rotor.

Описание работы роторного двигателя внутреннего сгоранияDescription of the operation of a rotary internal combustion engine

При вращении ротора 1 по часовой стрелке в полости 33 всасывания секции 31 смеси между радиальной лопастью 2 ротора 1 и разделительной пластиной-поршнем 9 создается разрежение, в которое устремляется топливная смесь через всасывающий коллектор 18 из карбюратора (не показан). После перехода радиальной лопасти 2 ротора 1 через поднимаемую им разделительную пластину-поршень 9 в полости 34 сжатия происходит сжатие смеси до степени 10-18 кг/см2, а в полости 33 всасывания одновременно происходит всасывание смеси для следующего цикла. Сжатая топливная смесь из полости 34 сжатия через обратный клапан 13 попадает в камеру 11 подпрессовки, которая сообщается с камерой 4 сгорания через настроенный на давление 9-11 кг/см2 перепускной клапан 10. Камера 4 сгорания и полость 36 расширения сообщаются через канал 40 в разделительной пластине-поршне 5. После прохода радиальной лопасти и опускания разделительной пластины-поршня 5 под воздействием искры в свече зажигания 12 воздушно-топливная смесь в камере 4 сгорания воспламеняется и начинает гореть, происходит резкое повышение давления в камере 4 сгорания и полости 36 расширения, которое оказывает воздействие и на радиальную лопасть 2 ротора 1, благодаря чему происходит вращение ротора, т.е. совершается полезная работа. Одновременно, вращающаяся радиальная лопасть 2 своей обратной стороной вытесняет отработанные в прошлом цикле и немного охлажденные газы через выпускное отверстие 38 в разделительной пластине-поршне 5 и выхлопной коллектор 19 в атмосферу.When the rotor 1 rotates clockwise in the suction cavity 33 of the mixture section 31 between the radial blade 2 of the rotor 1 and the separation plate-piston 9, a vacuum is created in which the fuel mixture flows through the suction manifold 18 from the carburetor (not shown). After the radial blade 2 of the rotor 1 passes through the separation plate-piston 9 raised by it in the compression cavity 34, the mixture is compressed to a degree of 10-18 kg / cm 2 , and in the suction cavity 33 the mixture is simultaneously sucked for the next cycle. The compressed fuel mixture from the compression cavity 34 through the check valve 13 enters the prepress chamber 11, which communicates with the combustion chamber 4 through a bypass valve 10 configured for pressure 9-11 kg / cm 2. The combustion chamber 4 and the expansion cavity 36 are communicated through the 40 separation plate-piston 5. After the radial blade passes and lowering the separation plate-piston 5 under the influence of a spark in the spark plug 12, the air-fuel mixture in the combustion chamber 4 ignites and starts to burn, there is a sharp increase in pressure in combustion chamber 4 and expansion cavity 36, which also affects the radial blade 2 of the rotor 1, due to which the rotor rotates, i.e. useful work is being done. At the same time, the rotating radial blade 2 with its reverse side displaces the exhausted in the last cycle and slightly cooled gases through the outlet 38 in the separation plate-piston 5 and the exhaust manifold 19 into the atmosphere.

Таким образом, роторный двигатель предлагаемой конструкции работает по циклу Отта, но разделительные пластины-поршни находятся в постоянном контакте с ротором за счет избыточного давления в камерах подпрессовки и сгорания.Thus, the rotary engine of the proposed design operates according to the Ott cycle, but the separation plates-pistons are in constant contact with the rotor due to overpressure in the prepress and combustion chambers.

Следствием конструктивной особенности ротора является возможность предварительной подпрессовки топливной смеси, что дает возможность обеспечить сгорание смеси при давлении выше атмосферного, повышая тем самым КПД двигателя, как показывают расчеты, на 10-14% по сравнению с прототипом. КПД повышается за счет увеличения среднего индикаторного давления, которое повышается в рабочем процессе за счет сгорания смеси при давлении выше атмосферного.A consequence of the design features of the rotor is the possibility of pre-pressing the fuel mixture, which makes it possible to ensure the combustion of the mixture at a pressure above atmospheric, thereby increasing the engine efficiency, as the calculations show, by 10-14% compared with the prototype. Efficiency is increased by increasing the average indicator pressure, which increases in the working process due to the combustion of the mixture at a pressure above atmospheric.

Дополнительное повышение КПД за счет снижения механических потерь, которые произошли в результате упрощения конструкции, может составить еще до 10%.An additional increase in efficiency due to the reduction of mechanical losses that occurred as a result of simplification of the design can be up to 10%.

Удельная масса двигателя снижается до 1,1-1,4 кг/кВт по отношению к показателю удельной массы аналогичного двигателя по ГОСТ 10150-88, равному 7,0-5,3 кг/кВт. Кроме того, конструкция двигателя и его кинематика значительно упрощаются за счет того, что нет необходимости в средствах, обеспечивающих синхронное возвратно-поступательное движение разделительных пластин.The specific gravity of the engine is reduced to 1.1-1.4 kg / kW in relation to the specific gravity of a similar engine according to GOST 10150-88, equal to 7.0-5.3 kg / kW. In addition, the design of the engine and its kinematics are greatly simplified due to the fact that there is no need for tools that provide synchronous reciprocating motion of the separation plates.

Герметизация секций и полостей обеспечивается известными средствами с использованием создаваемого избыточного давления в камерах подпрессовки и сгорания.Sealing of sections and cavities is provided by known means using the generated overpressure in the prepress and combustion chambers.

Система, регулирующая частоту вращения вала двигателя, является традиционной для двигателей внутреннего сгорания.The system that controls the engine shaft speed is traditional for internal combustion engines.

Система охлаждения для двигателей с двумя секциями может быть воздушной, а для двигателей, у которых число секций равно 4 или 6, для охлаждения необходимо применять жидкость.The cooling system for engines with two sections can be air, and for engines in which the number of sections is 4 or 6, liquid must be used for cooling.

Проработан параметрический ряд двигателей. Ряд основан на размерах разделительных пластин-поршней. Размеры диаметров пластин-поршней выбраны в следующей последовательности: 20, 38, 45, 67, 85, 110 мм. Каждый двигатель параметрического ряда может состоять из 1, 2, и 6 пар секций. В таблице приведены основные характеристики некоторых двигателей параметрического ряда:A parametric series of engines has been developed. The series is based on the dimensions of the separation plates-pistons. The diameters of the piston plates are selected in the following sequence: 20, 38, 45, 67, 85, 110 mm. Each engine of a parametric row can consist of 1, 2, and 6 pairs of sections. The table shows the main characteristics of some engines of the parametric series:

УдельнаяSpecific ГабаритыDimensions Роторный двигатель-Rotary engine ОбъемVolume МощностьPower МассаWeight массаweight В/НB / N LL Диаметр поршня-Piston Diameter Число пар секцийNumber of Section Pairs ед. изм.units rev. литрliter кВтkW кгkg кг/кВтkg / kW мm мm 1one 22 33 4four 55 66 77 РД-20-1RD-20-1 0,030,03 1,061.06 4,324.32 4,084.08 0,14/0,180.14 / 0.18 0,120.12 РД-20-2RD-20-2 0,060.06 2,122.12 7,27.2 3,43.4 0,14/0,180.14 / 0.18 0,20.2 РД-20-6RD-20-6 0,180.18 66 14,414,4 2,42,4 0,14/0,180.14 / 0.18 0,40.4 РД-67-1RD-67-1 1,41.4 4545 6060 1,331.33 0,4/0,480.4 / 0.48 0,220.22 РД-67-2RD-67-2 2,72.7 8989 9898 1,11,1 0,4/0,480.4 / 0.48 0,340.34 РД-67-6RD-67-6 8,48.4 204204 245245 1,21,2 0,4/0,480.4 / 0.48 0,860.86 РД-110-1RD-110-1 5,85.8 201201 323323 1,611,61 0,73/0,90.73 / 0.9 0,330.33 РД-110-2RD-110-2 11,611.6 400400 636636 1,591,59 0,73/0,90.73 / 0.9 0,650.65 РД-110-6RD-110-6 3535 12101210 14681468 1,211.21 0,73/0,90.73 / 0.9 1,51,5

Расчетным путем были определены необходимые геометрические размеры, определена конструкция и произведен расчет на прочность основных деталей одного из ряда двигателей (РД-67-1). Определены основные параметры, которые указаны в таблице.By calculation, the necessary geometric dimensions were determined, the design was determined, and the strength analysis of the main parts of one of a number of engines was performed (RD-67-1). The main parameters that are indicated in the table are determined.

При сравнении двигателя из вышеприведенной таблицы РД-67-1 с двигателем по ГОСТ 10150-88 было установлено, что удельный расход топлива у предлагаемого двигателя составляет 125 г/кВт·ч, что ниже на 30%, а удельная его масса на 40% лучше, чем у двигателя по ГОСТ 10150-88.When comparing the engine from the above table RD-67-1 with the engine according to GOST 10150-88, it was found that the specific fuel consumption of the proposed engine is 125 g / kW · h, which is 30% lower, and its specific gravity is 40% better than the engine according to GOST 10150-88.

Claims (5)

1. Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с полостью цилиндрической формы, ограниченной с торцов боковыми крышками, установленный в полости корпуса полый ротор, выполненный с радиальной лопастью, ориентированной вдоль его оси вращения, которая совпадает с продольной осью полости корпуса, камеру сгорания, расположенную вне полости корпуса, разделительную пластину, впускное и выпускное отверстия, отличающийся тем, что двигатель дополнительно снабжен камерой подпрессовки, расположенной вне полости корпуса и связанной с камерой сгорания через перепускной клапан, ротор выполнен с кольцевыми ребордами, которые делят внутреннюю цилиндрическую полость корпуса на секцию топливной смеси, разделенную радиальной лопастью ротора на полости всасывания и сжатия, и рабочую секцию, разделенную радиальной лопастью на полость расширения и полость выпуска, при этом двигатель снабжен дополнительной разделительной пластиной, причем одна пластина установлена в камере сгорания, а вторая - в камере подпрессовки, кроме того, разделительные пластины выполнены в виде поршней, а поверхность каждой разделительной пластины-поршня, находящаяся в постоянном контакте с ротором под действием избыточного давления в камерах, профилирована таким образом, чтобы обеспечить подъем и опускание пластины-поршня при прохождении радиальной лопасти без потери контакта с ее поверхностью, впускное отверстие выполнено в пластине-поршне, расположенной в камере подпрессовки, а выпускное - в пластине-поршне, расположенной в камере сгорания, кроме этого, в теле каждой пластины-поршня выполнен дополнительный канал, посредством которого камера сгорания сообщается с полостью расширения, а полость сжатия - с полостью подпрессовки, причем последний канал оборудован обратным клапаном.1. A rotary internal combustion engine comprising a housing with a cylindrical cavity bounded by end caps on the ends, a hollow rotor installed in the housing cavity, made with a radial blade oriented along its axis of rotation, which coincides with the longitudinal axis of the housing cavity, a combustion chamber located outside the body cavity, a dividing plate, inlet and outlet openings, characterized in that the engine is additionally equipped with a prepress chamber located outside the body cavity and connected with a combustion chamber through a bypass valve, the rotor is made with annular flanges that divide the inner cylindrical cavity of the housing into a section of the fuel mixture divided by a radial rotor blade into a suction and compression cavity, and a working section divided by a radial blade into an expansion cavity and an exhaust cavity, the engine is equipped with an additional separation plate, with one plate installed in the combustion chamber and the second in the prepress chamber, in addition, the separation plates are made in the form of pores it, and the surface of each dividing plate-piston, which is in constant contact with the rotor under the action of excessive pressure in the chambers, is profiled in such a way as to ensure the raising and lowering of the plate-piston when passing the radial blade without losing contact with its surface, the inlet is made in the piston plate located in the prepress chamber, and the exhaust plate in the piston plate located in the combustion chamber, in addition, an additional channel is made in the body of each piston plate, by otorrhea combustion chamber communicates with the cavity of the expansion and compression cavity - cavity to prepressing, the latter channel has a check valve. 2. Роторный двигатель по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения герметичности секций и полостей двигателя верхние части реборд и боковых поверхностей разделительных пластин-поршней выполнены с канавками, в которых установлены поршневые уплотнительные кольца, а верхняя часть радиальной лопасти и нижние части боковых поверхностей разделительных пластин-поршней выполнены с пазами, в которых размещены шпонки уплотнения.2. The rotary engine according to claim 1, characterized in that to ensure the tightness of the sections and cavities of the engine, the upper parts of the flanges and side surfaces of the separation plates of the pistons are made with grooves in which the piston sealing rings are installed, and the upper part of the radial blade and the lower parts of the side the surfaces of the separation plates of the pistons are made with grooves in which the keys of the seal are placed. 3. Роторный двигатель по п.1, отличающийся тем, что в полости ротора расположена система охлаждения и гидравлический насос.3. The rotary engine according to claim 1, characterized in that in the cavity of the rotor there is a cooling system and a hydraulic pump. 4. Роторный двигатель по п.1, отличающийся тем, что в полости ротора расположена система охлаждения и воздушный компрессор.4. The rotary engine according to claim 1, characterized in that in the cavity of the rotor there is a cooling system and an air compressor. 5. Роторный двигатель по п.1, отличающийся тем, что в полости ротора расположена система охлаждения и генератор переменного тока. 5. The rotary engine according to claim 1, characterized in that a cooling system and an alternator are located in the cavity of the rotor.
RU2010102295/06A 2010-01-25 2010-01-25 Rotary internal combustion engine RU2416031C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010102295/06A RU2416031C1 (en) 2010-01-25 2010-01-25 Rotary internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010102295/06A RU2416031C1 (en) 2010-01-25 2010-01-25 Rotary internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2416031C1 true RU2416031C1 (en) 2011-04-10

Family

ID=44052187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010102295/06A RU2416031C1 (en) 2010-01-25 2010-01-25 Rotary internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2416031C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2527808C2 (en) * 2012-07-30 2014-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калинградский государственный технический университет" Rotary internal combustion engine
RU2597333C1 (en) * 2015-04-07 2016-09-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary piston internal combustion engine
RU209828U1 (en) * 2021-09-23 2022-03-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» Rotary internal combustion engine
RU2775618C1 (en) * 2021-09-23 2022-07-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» Rotary internal combustion engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2527808C2 (en) * 2012-07-30 2014-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калинградский государственный технический университет" Rotary internal combustion engine
RU2597333C1 (en) * 2015-04-07 2016-09-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Rotary piston internal combustion engine
RU209828U1 (en) * 2021-09-23 2022-03-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» Rotary internal combustion engine
RU2775618C1 (en) * 2021-09-23 2022-07-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» Rotary internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9322272B2 (en) Planetary rotary type fluid motor or engine and compressor or pump
CN1022772C (en) Combined impeller rotary engine
EP2653694B1 (en) Rotary engine and rotor unit thereof
KR20140005206A (en) Rotary heat engine
RU183285U1 (en) VEHICLE ENGINE
RU2416031C1 (en) Rotary internal combustion engine
CN201103460Y (en) Non-dead point five-point surface contact sealing convex triangular rotor engine
KR101993433B1 (en) Oscillating piston engine having a polygonal piston
RU2593858C1 (en) Combined rotary piston internal combustion engine
KR100678485B1 (en) Rotary Internal-Combustion Engine
CN113374573B (en) Circumferential flow turbine
CN1904317A (en) Impeller cylinder combination of impeller motor
KR20020090286A (en) Rotary engine
RU2441992C1 (en) Rotary diesel engine
RU2414610C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
CN2898326Y (en) Engine with impeller chamber
CN111441865B (en) Rotary piston gas turbine engine
KR20170108732A (en) Eccentric shaft nothing check valve air compressor
RU2444635C2 (en) Rotary engine
RU111198U1 (en) ROTOR-PISTON ENGINE
CN2742143Y (en) Blade rotor engine
RU25549U1 (en) GEAR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
US20220196016A1 (en) Suction/compression rotating mechanism, rotary compressor and rotary engine
RU2268377C2 (en) Rotor internal combustion engine and method of its operation
US3550564A (en) Rotary internal combustion engine

Legal Events

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

Effective date: 20120126