RU2422652C2 - Rotary-bladed cold internal combustion engine - Google Patents
Rotary-bladed cold internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422652C2 RU2422652C2 RU2009111728/06A RU2009111728A RU2422652C2 RU 2422652 C2 RU2422652 C2 RU 2422652C2 RU 2009111728/06 A RU2009111728/06 A RU 2009111728/06A RU 2009111728 A RU2009111728 A RU 2009111728A RU 2422652 C2 RU2422652 C2 RU 2422652C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- shaft
- rotor
- cavity
- blades
- 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
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с движением рабочих органов в кольцевой рабочей камере и образованием полостей с переменным объемом.The invention relates to engine building, in particular to internal combustion engines with the movement of the working bodies in the annular working chamber and the formation of cavities with a variable volume.
Известен роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания Гридина, содержащий кольцевую рабочую камеру с лопастными роторами, разделяющими ее внутренний объем на изолированные друг от друга полости. Двигатель имеет размещенный внутри внутреннего цилиндра кольцевой рабочей камеры вал отбора мощности, ось которого смещена относительно центральной оси ротора. На валу закреплены две шестерни-эксцентрики, каждая из которых входит в зацепление с шестерней внутреннего зацепления эллиптической формы, жестко связанной с одной из пар лопастных роторов.Known rotary vane internal combustion engine of Gridin, containing an annular working chamber with vane rotors, dividing its internal volume into cavities isolated from each other. The engine has a power take-off shaft located inside the inner cylinder of the annular working chamber, the axis of which is offset from the central axis of the rotor. Two eccentric gears are fixed on the shaft, each of which engages with an internal gear of elliptical shape, rigidly connected to one of the pairs of rotor blades.
Данный двигатель имеет не технологичный в изготовлении механизм периодического изменения скоростей в виде двух пар шестерен внутреннего зацепления эллиптической формы. Другим недостатком является то, что в полостях постоянного объема сжатия смеси как такового процесса не происходит. Смесь проводится каждой из полостей к зоне воспламенения вследствие кругового вращения лопастей ротора, где с помощью электрической свечи горючая смесь воспламеняется и, сгорая, расширяется, осуществляя рабочий ход. Мощность двигателя определяется только объемом камеры и площадью лопатки. (Патент РФ №2257476, F01С 1/077, 2003 г.)This engine has a non-manufacturing mechanism of periodic speed variation in the form of two pairs of elliptical internal gears. Another disadvantage is that in the cavities of a constant compression volume of the mixture, the process as such does not occur. The mixture is carried out by each of the cavities to the ignition zone due to the circular rotation of the rotor blades, where, with the help of an electric candle, the combustible mixture is ignited and, expanding, expands, making a working stroke. Engine power is determined only by the volume of the chamber and the area of the blade. (RF patent No. 2257476, F01C 1/077, 2003)
Недостаток, в части отсутствия изменения в ходе вращения ротора объема полостей камеры от большего к меньшему и повышения давления смеси, устранен в поршневом двигателе Ванкеля, который содержит корпус, имеющий рабочую полость, выполненную по эпитрохоиде; вал отбора мощности - эксцентриковый вал, с которого снимается мощность, и свободно установленный на этот вал треугольный ротор с выпуклыми сторонами. В корпусе имеются впускные и выпускные окна, установлена свеча зажигания или форсунка. Ротор совершает круговое движение и одновременно вращается вокруг оси благодаря зубчатому колесу с внутренними зубьями, которое находится в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом, расположенным соосно с эксцентриковым валом. Движение ротора планетарное и за каждый оборот ротора эксцентриковый вал делает три оборота. Вследствие планетарного движения ротора между ротором и корпусом образуются три изолированные полости и, их объем за один оборот ротора дважды увеличивается и дважды уменьшается. Это позволяет в каждой из полостей за один оборот ротора последовательно осуществлять процессы впуска, сжатия, сгорания и расширения (рабочий ход), выпуска, составляющие четырехтактный цикл или за три оборота эксцентрикового вала отбора мощности. (Богданов С.Н. и др. Автомобильные двигатели. М.: Машиностроение, 1987, стр.356-358, рис.199)The disadvantage, in terms of the absence of changes in the volume of the chamber cavities from larger to smaller during the rotation of the rotor and increasing the pressure of the mixture, is eliminated in the Wankel piston engine, which contains a housing having a working cavity made of epitrochoid; power take-off shaft - an eccentric shaft from which power is removed, and a triangular rotor with convex sides freely mounted on this shaft. The housing has inlet and outlet windows, a spark plug or nozzle is installed. The rotor makes a circular motion and at the same time rotates around its axis thanks to a gear wheel with internal teeth, which is meshed with a stationary gear wheel, located coaxially with the eccentric shaft. The movement of the rotor is planetary and for each revolution of the rotor the eccentric shaft makes three turns. Due to the planetary movement of the rotor between the rotor and the housing, three isolated cavities are formed and, their volume for one revolution of the rotor doubles and decreases twice. This allows in each cavity for one revolution of the rotor to sequentially carry out the processes of intake, compression, combustion and expansion (working stroke), exhaust, comprising a four-cycle cycle or three turns of an eccentric power take-off shaft. (Bogdanov S.N. et al. Automotive engines. M.: Mechanical Engineering, 1987, pp. 356-358, Fig. 199)
Однако двигатель Ванкеля имеет недостаток в той части, что, несмотря на достигнутое в 2-3 раза уменьшение массы и габаритов, основные мощностные характеристики для этих параметров сохранились на уровне обычных двигателей внутреннего сгорания. Его высокая трудоемкость из-за сложного профиля цилиндра и ротора снижает в некоторой степени его достоинства.However, the Wankel engine has a disadvantage in that, despite the reduction in weight and dimensions achieved by a factor of 2–3, the main power characteristics for these parameters remained at the level of conventional internal combustion engines. Its high complexity due to the complex profile of the cylinder and rotor reduces to some extent its advantages.
Известно «Вращающееся нагнетательное устройство отработанных газов для роторно-лопастного насоса» по патенту US №2001011 A, F04С 2/00, 1935 г. Оно содержит камеру с замкнутым объемом, образованную поверхностями неподвижного корпуса и подвижных элементов ротора, разделяющих внутренний объем камеры на полости, вал отбора мощности, расположенный эксцентрично относительно оси ротора, выпускное и выхлопа отработанных газов окна, концентрично закрепленное на валу отбора мощности водило, подвижные элементы представляют собой пластинчатые лопасти. В учебном пособии С.А. Абдрашитова и др. «Насосы и компрессоры», М.: Недра, 1974 г., стр.4 отмечается, что «насосы имеют много общего с гидравлическими двигателями, так как в них совершается процесс, обратный процессу преобразования энергии тока жидкости в механическую в гидротурбине, что приводит к общности в теории и конструировании этих машин, тоже относится к газообразному рабочему телу. Установленные свойства насосов с другими энергетическими машинами открывают широкие возможности использования опыта смежных отраслей».It is known "Rotating discharge device of exhaust gases for a rotary vane pump" according to US patent No. 20011 A,
Автором заявленного двигателя использован этот опыт, однако, в том виде как нагнетательное устройство изложено в патенте US №2001011 А, он не может работать как двигатель.The author of the claimed engine used this experience, however, as the discharge device is set forth in US patent No. 2001011 A, it cannot operate as an engine.
Дальнейшим развитием по усовершенствованию устройства по патенту US №2001011 А является патент US №6244240 B1, F02B 53/00, 2001 г., в котором введен дополнительно цилиндрический разделительный элемент с оппозитно расположенными на одном конце двумя пазами для взаимодействия с упомянутыми пластинчатыми лопастями, размещенный непосредственно в кармане, предусмотренном в камере, и выполняющий функцию изоляции полости всасывания от полости выхлопа, а также опорный элемент для его удержания. И для этого насоса присущи недостатки вышеупомянутого и он не может выполнять функцию двигателя без его дальнейшего усовершенствования.A further development to improve the device according to US Pat. No. 2001011 A is US Pat. No. 6244240 B1, F02B 53/00, 2001, in which an additional cylindrical spacer element with two grooves opposite at one end for interaction with said lamellar blades is inserted directly in the pocket provided in the chamber, and performing the function of isolating the suction cavity from the exhaust cavity, as well as a support element for holding it. And for this pump, the disadvantages of the aforementioned are inherent and it cannot fulfill the function of an engine without its further improvement.
Однако по наличию конструктивных элементов и их взаимосвязи он более близок и принят за прототип.However, by the presence of structural elements and their relationship, it is closer and adopted as a prototype.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания двигателя по преобразованию потенциальной энергии газообразного рабочего тела высокого давления в кинетическую энергию движущихся рабочих элементов двигателя с повышением его полезного действия, упрощения конструкции и изоляции полости всасывания от полости выхлопа.The basis of the present invention is the creation of an engine for converting the potential energy of a gaseous working fluid of high pressure into the kinetic energy of the moving working elements of the engine with an increase in its efficiency, simplification of the design and isolation of the suction cavity from the exhaust cavity.
Поставленная задача решается тем, что роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий камеру с замкнутым объемом, образованную поверхностями неподвижного корпуса и подвижных элементов ротора, разделяющих внутренний объем камеры на полости, вал отбора мощности, расположенный эксцентрично относительно оси ротора, впускное и выхлопа отработанных газов окна, механизм изоляции полости всасывания от полости выхлопа, концентрично закрепленным на валу отбора мощности водилом, подвижные элементы представляют собой пластинчатые лопасти, механизм изоляции кинематически связан с валом отбора мощности посредством шестерен и включает цилиндрический элемент с оппозитно расположенными на одном конце, по меньшей мере, двумя пазами для взаимодействия с упомянутыми пластинчатыми лопастями, размещенный непосредственно в кармане, предусмотренном в камере, и опорный элемент.The problem is solved in that the rotary vane internal combustion engine containing a chamber with a closed volume formed by the surfaces of the stationary body and movable rotor elements separating the internal volume of the chamber into cavities, a power take-off shaft located eccentrically relative to the axis of the rotor, intake and exhaust gases windows, the mechanism of isolation of the suction cavity from the exhaust cavity, concentrically mounted on the carrier shaft of the power take-off, the movable elements are plate blade isolation mechanism kinematically coupled with the PTO shaft via a gear and includes a cylindrical member with oppositely disposed at one end of the at least two slots for interacting with said plate-shaped blades disposed directly in a pocket provided in the chamber, and a support member.
Новизна выражается в том, что вал отбора мощности двигателя внутреннего сгорания смонтирован на опорах в крышке и перегородке, отделяющей камеру с замкнутым объемом от монтажной полости, образованной крышкой, водило выполнено в виде стакана с продольными пазами по числу подвижных элементов, одними концами смонтированных с возможностью вращения на неподвижной оси ротора, а другими концами размещенных в упомянутых продольных пазах с возможностью взаимодействия с механизмом изоляции полостей и водилом, опорный элемент размещен в монтажной полости, механизм электропитания свечи зажигания смонтирован на конце опорного элемента, а на конце отбора мощности установлен приводной элемент.The novelty is that the power take-off shaft of the internal combustion engine is mounted on supports in the lid and the partition separating the chamber with a closed volume from the mounting cavity formed by the lid, the carrier is made in the form of a cup with longitudinal grooves in the number of movable elements, one ends mounted with the possibility of rotation on the fixed axis of the rotor, and other ends placed in the aforementioned longitudinal grooves with the possibility of interaction with the cavity isolation mechanism and the carrier, the supporting element is placed in the mounting of the second cavity, the power supply mechanism of the spark plug is mounted at the end of the support element, and a drive element is installed at the end of the power take-off.
Заявленный двигатель имеет конструктивное решение, в котором практически нет ни одной сложной детали, которая имела бы эксцентриситет. Практически все детали обладают повышенной технологичностью, просты в изготовлении и сборке. Эксцентричное расположение вала отбора мощности относительно оси ротора обеспечивает в ходе проворота лопастей изменение объема полостей от максимума до минимума, осуществляя сжатие смеси перед ее воспламенением, тем самым увеличивая КПД двигателя без увеличения объема расхода горючей смеси, что является одной из важнейших характеристик двигателя.The claimed engine has a constructive solution in which there is practically no single complex part that would have an eccentricity. Almost all parts are highly manufacturable, easy to manufacture and assemble. The eccentric location of the power take-off shaft relative to the axis of the rotor provides during the rotation of the blades changing the volume of the cavities from maximum to minimum, compressing the mixture before its ignition, thereby increasing the efficiency of the engine without increasing the flow rate of the combustible mixture, which is one of the most important characteristics of the engine.
Механизм изоляции полости всасывания от полости выхлопа исключает дополнительный расход горючей смеси, т.е. ее утечку, что делает двигатель значительно экономичным. Изготовлен образец. Для работы двигателя можно использовать как жидкие, так и газообразные виды углеводородного топлива.The mechanism of isolation of the suction cavity from the exhaust cavity eliminates the additional consumption of the combustible mixture, i.e. leakage, which makes the engine significantly economical. A sample is made. For engine operation, both liquid and gaseous types of hydrocarbon fuels can be used.
Конструкция двигателя поясняется чертежами, где на фиг.1 показан продольный по А-А разрез двигателя, а на фиг.2 - поперечный по Б-Б разрез.The design of the engine is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section along A-A section of the engine, and in Fig.2 - transverse section along B-B section.
Роторно-лопастной двигатель содержит корпус 1, имеющий рабочую камеру 2 с замкнутым объемом, крышки 3 и 4, в нижней части камеры 2 имеется цилиндрический карман 5, сопрягаемый с камерой 2. Перегородка 6 отделяет камеру 2 от монтажной полости 7, образованной крышкой 4. Вал отбора мощности 8 смонтирован на опорах в крышке 4 и перегородке 6, а на его торце жестко закреплено водило 9, выполненное в виде стакана с продольными цилиндрическими пазами 10, образуя кольцевые сектора, в пазах 10 которых установлены секторные шарниры 11. Ось 12 ротора 13 установлена эксцентрично и параллельно валу отбора мощности 8 в камере 2. Ротор 13 включает, по меньшей мере, одну пару пластинчатых лопастей 14, одними концами шарнирно установленных на оси 12, а другими концами размещенных подвижно в секторных шарнирах 11. Лопасти 14 образуют с подшипниками и осью 12 подвижные элементы ротора и разделяют камеру 2 на полости всасывания 15, сжатия 16, рабочего хода 17 и выхлопа 18. Механизм изоляции 19, отделяющий полость всасывания 15 от полости выхлопа 18, включает цилиндрический разделительный элемент 20, размещенный непосредственно в кармане 5, и опорный элемент 21, размещенный в монтажной полости 7. На элементе 20 выполнены, по меньшей мере, два продольных оппозитно расположенных паза 22 для взаимодействия с лопастями 14.The rotary vane engine comprises a housing 1 having a
В корпусе 1 имеются впускное 23 и выхлопа 24 отработанных газов окна, а в нижней его части размещен картер 25 для смазывающей жидкости. Механизм 19 посредством шестерен 26 и 27 кинематически связан с валом отбора мощности 8. Механизм 28 электропитания свечи зажигания 29 смонтирован на конце опорного элемента 21, а на конце вала 8 установлен маховик 30, выполняющий функцию приводного элемента. Для охлаждения корпус имеет воздушную рубашку 31 с подачей и выходом охлаждающей смеси через штуцеры 32 и 33. Работа лопастей обеспечена системой смазки посредством каналов, связанных с картером, показанных на чертеже штрихпунктирными линиями.In the housing 1 there is an
Двигатель работает следующим образом.The engine operates as follows.
После разгона ротора 13 вместе с лопастями 14 от внешнего источника, например стартера (на чертеже не показан), или через маховик 30, через впускное окно 23 в полость 15 подается рабочая смесь, ротор 13, проворачиваясь, ведет водило 9, которое за счет эксцентричного смещения относительно оси ротора создает сжатие смеси на участке полости 16. Сжатая смесь переносится на участок полости 17, где в запальной камере постоянно искрит свеча, горючая смесь воспламеняется и происходит процесс ее сгорания с расширением газа (рабочий ход), который воздействует на лопасть, площадь которой в ходе ее проворота увеличивается и полость 15 занимает участок полости 18 выхлопа, где заканчивается процесс выпуска сгоревшей смеси.After acceleration of the
Лопасти 14, взаимодействуя с водилом 9, проворачивают вал отбора мощности 8, с которого снимается крутящий момент источником потребления. При движении ротора полости перемещаются и за один оборот ротора каждая полость последовательно осуществляет процессы впуска, сжатия, сгорания и расширения, выпуска, составляющие четырехтактный цикл. Через шестерни 27 и 26 осуществляется вращение разделительного элемента 20 совместно с лопаткой 14, а его цилиндрическая часть изолирует (отделяет) полость 18 от полости 15. В дальнейшем цикл повторяется непрерывностью вращения ротора 13.The
Если двигатель содержит пару лопастей - он будет двухтактным, при четырех лопастях - четырехтактным и так далее. Двигатель можно объединять в секции и тогда он превращается в многомодульный (многосекционный) агрегат повышенной мощности.If the engine contains a pair of blades - it will be push-pull, with four blades - four-stroke and so on. The engine can be combined into sections and then it turns into a multi-module (multi-section) unit of increased power.
Источники информацииInformation sources
1. С.Н.Богданов и др. Автомобильные двигатели. М.: Машиностроение, 1987, стр. 356-358.1. S.N. Bogdanov and other automobile engines. M.: Mechanical Engineering, 1987, pp. 356-358.
2. С.А.Абдрашитов и др. Насосы и компрессоры. М.: Недра, 1974, стр.4 (учебное пособие).2. S. A. Abdrashitov and others. Pumps and compressors. M .: Nedra, 1974, p. 4 (study guide).
3. Патент РФ №2257476, F01С 1/077, 2003.3. RF patent No. 2257476, F01C 1/077, 2003.
4. Заявка №2007120877, F01C 1/00, 2007, РФ.4. Application No. 2007120877, F01C 1/00, 2007, RF.
5. Патент РФ №2292463, F01С 1/077, 2005.5. RF patent No. 2292463, F01C 1/077, 2005.
6. Патент РФ № 2345225, F01С 1/07, 2007.6. RF patent No. 2345225, F01C 1/07, 2007.
7. Пат. US №2001011A, F04C 2/00, 1935 г.7. Pat. US No. 2001011A,
8. Пат. US №6244240 B1, F02B 53/00, 2001 г. (прототип).8. Pat. US No. 6244240 B1, F02B 53/00, 2001 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111728/06A RU2422652C2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Rotary-bladed cold internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111728/06A RU2422652C2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Rotary-bladed cold internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009111728A RU2009111728A (en) | 2010-10-10 |
RU2422652C2 true RU2422652C2 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44024564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009111728/06A RU2422652C2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Rotary-bladed cold internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422652C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168351U1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Высокие технологии инжиниринг" | ROTARY-VEINED INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
WO2020044063A1 (en) | 2018-08-27 | 2020-03-05 | Chilashvili Giorgi | Five-stroke rotary combustion engine, with volumetric expansion |
-
2009
- 2009-03-30 RU RU2009111728/06A patent/RU2422652C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168351U1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Высокие технологии инжиниринг" | ROTARY-VEINED INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
WO2020044063A1 (en) | 2018-08-27 | 2020-03-05 | Chilashvili Giorgi | Five-stroke rotary combustion engine, with volumetric expansion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009111728A (en) | 2010-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9920687B2 (en) | Rotary engine and rotary unit thereof | |
US6401686B1 (en) | Apparatus using oscillating rotating pistons | |
RU2422652C2 (en) | Rotary-bladed cold internal combustion engine | |
RU2400115C1 (en) | Female part of button fastener | |
RU2054122C1 (en) | Rotor-vane engine | |
JPH1068301A (en) | Vane rotation type volume changing device and internal combustion engine using the device | |
RU2699864C1 (en) | Volumetric type rotary machine | |
RU2301349C9 (en) | Rotary sector turbine engine | |
RU2477376C2 (en) | Internal combustion engine: five-stroke rotary engine with rotary gates, separate working medium compression and expansion sections, and isolated invariable-volume combustion chambers | |
RU2410554C2 (en) | Rotor inner combustion engine | |
RU122445U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU2477377C2 (en) | Internal combustion engine: five-stroke rotary engine with one central rotary gate shared by separate working medium compression and expansion sections, and isolated invariable-volume combustion chambers | |
RU2524795C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU41087U1 (en) | ROTARY ENGINE | |
RU2451801C2 (en) | Two-axes rotary chamber ice | |
EP2547869A1 (en) | Positive displacement rotary system | |
US20210199047A1 (en) | Rotary vane internal combustion engine | |
RU2602938C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2374464C2 (en) | Rotor direct-action ice | |
RU2413077C2 (en) | Rotary wave motor | |
US20120067324A1 (en) | Toroidal internal combustion rotary engine | |
RU2664725C1 (en) | Rotary piston engine | |
RU2578241C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2266413C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2009341C1 (en) | Birotatory engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110410 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190331 |