RU2704514C1 - Rotor axial engine and engine lubrication system - Google Patents

Rotor axial engine and engine lubrication system Download PDF

Info

Publication number
RU2704514C1
RU2704514C1 RU2019100337A RU2019100337A RU2704514C1 RU 2704514 C1 RU2704514 C1 RU 2704514C1 RU 2019100337 A RU2019100337 A RU 2019100337A RU 2019100337 A RU2019100337 A RU 2019100337A RU 2704514 C1 RU2704514 C1 RU 2704514C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
channel
disk
oil
engine
Prior art date
Application number
RU2019100337A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Викторович Леошко
Original Assignee
Анатолий Викторович Леошко
Третьяков Дмитрий Александрович
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 Анатолий Викторович Леошко, Третьяков Дмитрий Александрович filed Critical Анатолий Викторович Леошко
Priority to RU2019100337A priority Critical patent/RU2704514C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2704514C1 publication Critical patent/RU2704514C1/en
Priority to PCT/RU2019/001018 priority patent/WO2020145845A1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/04—Lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B55/00—Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
    • F02B55/02—Pistons
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines.
SUBSTANCE: group of inventions relates to rotary internal combustion engines. Essence of the inventions consists in the fact that the engine comprises a housing in which there is a wave-like annular channel for the working medium and a rotor is installed, the peripheral part of which is in the channel. Support bearing is installed on end sections of the rotor entering the housing. In the peripheral part of the rotor there are slots, in each of which there are two adjoining disk pistons with the possibility of sliding relative to each other in the tangential plane and displacement during rotation of the rotor along the wavy channel. At contact, disc pistons have common shape of flattened cylinder with tangential slots located diametrically opposite, and disk end parts, which are located on both sides of slots. In the recesses on the disc part circumference the spring rings are installed with the possibility of turning along the perimeter of the disk parts. Rotor slots have shape corresponding to section of two adjoining disk pistons in diametral plane perpendicular to direction of tangential slots. Engine is equipped with lubrication system of support bearing and sealing elements of disk pistons, which contains oil channel in rotor axis, connected through hole in rotor with annular groove, to which radial channels in rotor are connected, which are suitable to each slot and in end are connected to annular cavity for collection oil equipped with outlet channel. Channels for oil supply to the thrust bearing are connected to the radial channels in the peripheral part of the rotor. Disk pistons have channels extending to sealing elements from axial semicircular grooves of disk pistons, which are made with possibility of formation of through lubrication channel of engine elements at periodic coincidence of axial grooves with radial channels in rotor. Input of oil channel in axis of rotor through fine filter is connected to outlet oil line of supply oil tank, and annular cavity through outlet channel is connected to oil cooling system, which is closed to supply oil tank.
EFFECT: technical result consists in improvement of engine reliability and increase in its service life.
4 cl, 6 dwg

Description

Группа изобретений относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к роторным двигателям, и может быть использована в транспортных средствах, таких как автомобили или летательные аппараты, и в переносных энергетических установках.The group of inventions relates to internal combustion engines, namely to rotary engines, and can be used in vehicles such as cars or aircraft, and in portable power plants.

Роторно-поршневой двигатель, предложенный Ванкелем, содержит трехгранный ротор, размещенный внутри цилиндрического корпуса, профиль которого выполнен по эпитрохоиде. Ротор установлен так, что он может вращаться на эксцентриковом валу и жестко соединен с зубчатым колесом, которое взаимодействует с неподвижным зубчатым колесом. Ротор с зубчатым колесом обкатывается по неподвижному колесу так, что его грани скользят по внутренней поверхности корпуса, отсекая переменные объемы камер канала для прохождения рабочего тела, который образован между внутренней поверхностью корпуса и поверхностью ротора. Корпус снабжен окнами для подачи топливной смеси и выхода отработавших газов, а также соединенной с каналом камерой с установленной в ней свечой зажигания. Двигатель не имеет массивных деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, благодаря чему повышается плавность хода, уменьшается уровень шума и вибрации при работе.The rotary-piston engine proposed by Wankel contains a trihedral rotor located inside a cylindrical body, the profile of which is made according to the epitrochoid. The rotor is mounted so that it can rotate on an eccentric shaft and is rigidly connected to the gear wheel, which interacts with the stationary gear wheel. A rotor with a gear wheel is run around a fixed wheel so that its faces slide along the inner surface of the housing, cutting off the variable volumes of the channel chambers for the passage of the working fluid, which is formed between the inner surface of the housing and the surface of the rotor. The housing is equipped with windows for supplying the fuel mixture and exhaust gas, as well as a chamber connected to the channel with the spark plug installed in it. The engine does not have massive parts that perform reciprocating motion, due to which the ride smoothness is increased, the level of noise and vibration during operation is reduced.

Однако конструкция имеет недостатки, связанные с наличием зубчатых колес и эксцентрикового вала, что снижает надежность его работы.However, the design has disadvantages associated with the presence of gears and an eccentric shaft, which reduces the reliability of its operation.

Известен роторный двигатель, в котором ротор расположен аксиально [см. WO 94/04794, МПК F01C 1/344, опубл. 03.03.94]. Такой двигатель имеет корпус, внутри которого на оси вращения закреплен дисковый ротор с лопатками, установленными в прорезях, выполненных в его периферийной части. Корпус состоит из двух соединенных между собой массивных крышек. В кольцевой выемке каждой крышки со стороны ротора установлена съемная вставка, формирующая кольцевой канала для прохождения рабочего тела, в котором находится периферийная часть ротора с лопатками. Лопатки имеют форму прямоугольных пластин, короткие стороны которых, обращенные к крышкам, имеют радиусное закругление, а прорези ротора имеют форму прямоугольных щелей, соответствующих форме поперечного сечения прямоугольных пластин. Кольцевой канал для прохождения рабочего тела имеет в сечении прямоугольную форму, соответствующую форме лопаток, и разделен диском ротора на две равные по объему части.A rotary engine is known in which the rotor is axially [see WO 94/04794, IPC F01C 1/344, publ. 03.03.94]. Such an engine has a housing, inside of which a disk rotor is mounted on the axis of rotation with blades mounted in slots made in its peripheral part. The case consists of two massive covers interconnected. A removable insert is installed in the annular recess of each cover on the rotor side, forming an annular channel for the passage of the working fluid, in which the peripheral part of the rotor with blades is located. The blades have the shape of rectangular plates, the short sides of which, facing the covers, have a radial rounding, and the slots of the rotor have the shape of rectangular slots corresponding to the cross-sectional shape of the rectangular plates. The annular channel for the passage of the working fluid has a rectangular cross-sectional shape corresponding to the shape of the blades, and is divided into two parts of equal volume by the rotor disk.

В направлении вдоль оси ротора канал волнообразно изгибается по периодическому закону, симметрично относительно среднего сечения ротора, перпендикулярного оси ротора. Волнообразная кривая, по которой изогнут канал, в развертке на плоскости имеет трапецеидальную форму. Крышки снабжены окнами для подачи воздуха и выхода отработавших газов, а также камерой, соединенной с каналом, в которой установлена топливная форсунка. Такой двигатель имеет аксиальное расположение дискового ротора и полностью уравновешен, а потому более надежен в эксплуатации. Однако сложная система неподвижных уплотнений на лопатке приводит к их неравномерному износу в процессе работы. Уплотнения, находящиеся на закруглениях лопатки изнашиваются существенно быстрее, чем на ее прямолинейных частях, поверхностях, что приводит к потере герметичности рабочих камер, а следовательно, к падению мощности или даже к поломке двигателя.In the direction along the axis of the rotor, the channel bends in a wave-like fashion according to a periodic law, symmetrically with respect to the middle section of the rotor perpendicular to the axis of the rotor. The wave-like curve along which the channel is bent has a trapezoidal shape in a flat scan. The covers are provided with windows for supplying air and exhaust gas, as well as a chamber connected to the channel in which the fuel nozzle is installed. Such an engine has an axial arrangement of the disk rotor and is completely balanced, and therefore more reliable in operation. However, a complex system of stationary seals on the blade leads to their uneven wear during operation. Seals located on the curvatures of the blades wear out much faster than on its straight parts, surfaces, which leads to a loss of tightness of the working chambers, and consequently to a drop in power or even damage to the engine.

Известен роторный аксиальный двигатель [см. WO 00/36278, МПК F01C 1/344, опубл. 22.06.2000], содержащий корпус, в котором имеется волнообразный кольцевой канал для рабочего тела и установлен ротор, периферийная часть которого находится в канале. В периферийной части ротора выполнены прорези, в которых установлены подвижные лопатки, которые при вращении ротора перемещаются по волнообразному каналу. Лопатки имеют форму уплощенных цилиндров с тангенциальными пазами, расположенными диаметрально противоположно и дисковые торцевые части, расположенные с обеих сторон пазов. В пазах на окружности дисковых частей имеются уплотнительные элементы, установленные с возможностью перемещения по периметру дисковых частей. Прорези ротора имеют форму, соответствующую сечению лопатки в диаметральной плоскости, перпендикулярной направлению тангенциальных пазов.Known rotary axial motor [see WO 00/36278, IPC F01C 1/344, publ. 06/22/2000], comprising a housing in which there is a wave-like annular channel for the working fluid and a rotor is installed, the peripheral part of which is in the channel. Slots are made in the peripheral part of the rotor, in which movable blades are installed, which, when the rotor rotates, move along the wave-like channel. The blades are in the form of flattened cylinders with tangential grooves located diametrically opposite and disk end parts located on both sides of the grooves. In grooves on the circumference of the disk parts there are sealing elements installed with the ability to move around the perimeter of the disk parts. The rotor slots have a shape corresponding to the cross section of the blade in the diametrical plane perpendicular to the direction of the tangential grooves.

Благодаря круглой форме дисковых частей лопаток уплотнительные элементы могут поворачиваться в пазах дисковых частей при движении лопаток по каналу, в результате чего повышается равномерность износа уплотнительных элементов.Due to the round shape of the disk parts of the blades, the sealing elements can rotate in the grooves of the disk parts when the blades move along the channel, which increases the uniformity of wear of the sealing elements.

Однако при такой конструкция лопаток из-за большой площади контакта уплотнительных элементов с поверхностью канала, возможно заклинивание уплотнительных элементов, что приводит к поломке двигателя.However, with this design of the blades due to the large contact area of the sealing elements with the surface of the channel, jamming of the sealing elements is possible, which leads to engine failure.

Кроме того, при вращении ротора его концевые участки, выступающие за кольцевой канал, подвержены быстрому износу из-за трения о поверхность корпуса, что снижает надежность работы двигателя.In addition, when the rotor rotates, its end sections protruding beyond the annular channel are subject to rapid wear due to friction on the housing surface, which reduces the reliability of the engine.

Надежность работы двигателя снижается также из-за отсутствия смазки трущихся поверхностей ротора и лопаток двигателя.The reliability of the engine is also reduced due to the lack of lubrication of the rubbing surfaces of the rotor and the engine blades.

Известен способ смазки роторного двигателя внутреннего сгорания с цилиндрической рабочей полостью и установленным в нем цилиндрическим ротором [см. RU 2268377 С2, МПК F02B 5/08, F01C 1/344, опубл. 20.01.2006], который реализуют путем прокачки смазочной жидкости по каналам в плоскостях контакта между лопаткой и корпусом. При этом каждую лопатку-поршень выполняют в виде, по меньшей мере, трех соприкасающихся пластин, установленных с возможностью взаимного скольжения относительно друг друга и автономного поджатая каждой в радиальном направлении, при этом средняя пластина снабжена по периметру пазом для циркуляции смазочной жидкости.A known method of lubricating a rotary internal combustion engine with a cylindrical working cavity and a cylindrical rotor installed in it [see RU 2268377 C2, IPC F02B 5/08, F01C 1/344, publ. 01/20/2006], which is implemented by pumping a lubricant through the channels in the contact planes between the blade and the casing. At the same time, each blade-piston is made in the form of at least three contacting plates, mounted with the possibility of mutual sliding relative to each other and autonomously pressed each in the radial direction, while the middle plate is provided along the perimeter with a groove for circulation of the lubricating fluid.

Известен роторный двигатель с трехгранным ротором [см. RU 2528784 С2, МПК F02В 55/02, F02В 53/12, F01C 21/04, F01C 19/04 опубл. 20.09.2014], в котором обеспечивается подача масла в зону контакта радиальных уплотнений ротора с внутренней поверхностью корпуса. Уплотнения в роторе установлены в прямоугольных пазах, подпружиненных к статору при помощи пружин, установленных в полостях. В роторе выполнены отверстия, сообщающие эти полости с центральной полостью, содержащей масло. Масло центробежными силами отбрасывается из нее в отверстия и подается к торцам уплотнений по продольным и поперечным каналам, выполненным на поверхности уплотнений.Known rotary engine with a triangular rotor [see RU 2528784 C2, IPC F02B 55/02, F02B 53/12, F01C 21/04, F01C 19/04 publ. September 20, 2014], in which oil is supplied to the contact zone of the radial seals of the rotor with the inner surface of the housing. The seals in the rotor are installed in rectangular grooves, spring-loaded to the stator using springs installed in the cavities. Holes are made in the rotor, communicating these cavities with a central cavity containing oil. Oil by centrifugal forces is thrown out of it into the holes and fed to the ends of the seals along the longitudinal and transverse channels made on the surface of the seals.

Известные системы смазки по патентам RU 226837, 2006 г. и RU 2528784, 2014 г. обеспечивают смазку конкретных типов роторных двигателей, которые выполнены с лопатками с поджатием и не могут быть применены в роторном аксиальном двигателе в силу особенностей его конструкции.The known lubrication systems according to the patents RU 226837, 2006 and RU 2528784, 2014 provide lubrication of specific types of rotary engines, which are made with blades with compression and cannot be used in a rotary axial engine due to the peculiarities of its design.

В основу изобретения поставлена задача повышения надежности работы конструкции роторного аксиального двигателя и увеличения ресурса его работы.The basis of the invention is the task of increasing the reliability of the design of the rotary axial engine and increasing the resource of its work.

Поставленная задача решается тем, что в роторном аксиальном двигателе, содержащим корпус, в котором имеется волнообразный кольцевой канал для рабочего тела и установлен ротор, периферийная часть которого находится в канале, в периферийной части ротора выполнены прорези, в которых установлены силовые элементы привода ротора, которые при вращении ротора перемещаются по волнообразному каналу, согласно изобретению, на концевых участках ротора, заходящих в корпус, установлен опорный подшипник, каждый силовой элемент привода ротора состоит из двух соприкасающихся дисковых поршней, установленных с возможностью взаимного скольжения друг относительно друга в тангенциальной плоскости, дисковые поршни при соприкосновении имеют общую форму уплощенного цилиндра с тангенциальными пазами, расположенными диаметрально противоположно, и дисковыми торцевыми частями, которые расположены с обеих сторон пазов, в углублениях на окружности дисковых частей установлены уплотнительные элементы с возможностью перемещения по периметру дисковых частей, прорези ротора имеют форму, соответствующую сечению двух соприкасающихся дисковых поршней в диаметральной плоскости, перпендикулярной направлению тангенциальных пазов, при этом двигатель снабжен системой смазки опорного подшипника и уплотнительных элементов дисковых поршней.The problem is solved in that in a rotary axial engine containing a housing in which there is a wave-like annular channel for the working fluid and a rotor is installed, the peripheral part of which is in the channel, slots are made in the peripheral part of the rotor, in which the rotor drive power elements are installed, which when the rotor rotates, they move along the wave-like channel, according to the invention, at the end sections of the rotor entering the housing, a support bearing is installed, each power element of the rotor drive consists of of two contacting disk pistons mounted with the possibility of mutual sliding relative to each other in the tangential plane, the disk pistons in contact have the general shape of a flattened cylinder with tangential grooves located diametrically opposite, and disk end parts that are located on both sides of the grooves in the recesses on the circumference of the disk parts are installed sealing elements with the ability to move around the perimeter of the disk parts, the slots of the rotor are shaped, respectively Enikeev section of two adjacent pistons in disc diametral plane perpendicular to the direction of the tangential slots, the engine lubrication system is provided with a support bearing and sealing elements of disk pistons.

Предпочтительным является выполнение уплотнительных элементов в виде набора пружинных колец.It is preferable to make the sealing elements in the form of a set of spring rings.

Кроме того, в качестве опорного подшипника предпочтительным является применение подшипника скольжения.In addition, the use of a plain bearing is preferred as a support bearing.

Система смазки роторного аксиального двигателя, включающая каналы подачи масла к трущимся элементам двигателя, согласно изобретению, содержит масляный канал в оси ротора, соединенный через отверстие в роторе с кольцевой проточкой, к которой подключены радиальные каналы в роторе, которые походят к каждой прорези с дисковым поршнями и в конце соединены с кольцевой полостью для сбора масла, снабженной выпускным каналом, в периферийной части ротора к радиальным каналам подключены каналы для подачи масла к опорному подшипнику, дисковые поршни содержат каналы, идущие к уплотнительным элементам от осевых полукруглых канавок, которые выполнены с возможностью образования сквозного канала смазки элементов двигателя при периодическом совпадении осевых канавок с радиальными каналами в роторе, при этом вход масляного канала в оси ротора через фильтр тонкой очистки подключен к выходному маслопроводу расходного масляного бака, а кольцевая полость через выпускной канал соединена с системой охлаждения масла, замкнутой на расходный масляный бак.The lubrication system of a rotary axial engine, including oil supply channels to the rubbing engine elements, according to the invention, comprises an oil channel in the rotor axis connected through an opening in the rotor with an annular groove to which radial channels in the rotor are connected, which resemble each slot with disk pistons and at the end are connected to the annular cavity for collecting oil, equipped with an exhaust channel, in the peripheral part of the rotor to the radial channels are connected channels for supplying oil to the support bearing, disk pistons they do not contain channels going to the sealing elements from the axial semicircular grooves, which are configured to form a through channel for lubricating the engine elements when the axial grooves periodically coincide with the radial channels in the rotor, while the input of the oil channel in the axis of the rotor through a fine filter is connected to the output oil line oil supply tank, and the annular cavity through the outlet channel is connected to the oil cooling system, closed to the oil supply tank.

Достижение заявленного технического результата обеспечивается введением опорного подшипника ротора и выполнением силового элемента привода ротора из двух независимых соприкасающихся дисковых поршней, установленных с возможностью взаимного скольжения друг относительно друга в тангенциальной плоскости.Achieving the claimed technical result is ensured by the introduction of the rotor support bearing and the implementation of the rotor drive power element from two independent contacting disk pistons installed with the possibility of mutual sliding relative to each other in a tangential plane.

Уменьшение потерь на трение в опорном подшипнике и уплотнительных элементах дисковых поршней, а также улучшение отвода тепла от ротора и дисковых поршней обеспечивается системой смазки двигателя.Reducing friction losses in the thrust bearing and sealing elements of the disk pistons, as well as improving heat dissipation from the rotor and disk pistons is provided by the engine lubrication system.

Изобретение поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:

фиг. 1 изображает двигатель в аксонометрии с разрезом;FIG. 1 is a sectional perspective view of an engine;

фиг. 2 изображает дисковый поршень в аксонометрии;FIG. 2 depicts a disc piston in a perspective view;

фиг. 3 изображает разрез дискового поршня по А-А;FIG. 3 shows a section through a disc piston along AA;

фиг. 4 изображает сопряжение двух дисковых поршней в аксонометрии;FIG. 4 depicts the conjugation of two disc pistons in a perspective view;

фиг. 5 изображает фрагмент развертки па плоскости положения дисковых поршней в волнообразном кольцевом канале;FIG. 5 shows a fragment of a scan on the plane of position of the disk pistons in a wave-like annular channel;

фиг. 6 изображает относительное расположение дисковых поршней и пазов в роторе при сборке.FIG. 6 depicts the relative arrangement of disc pistons and grooves in the rotor during assembly.

Роторный аксиальный двигатель, содержит корпус 1, в котором имеется волнообразный кольцевой канал 2 для рабочего тела и установлен ротор 3, периферийная часть которого находится в кольцевом волнообразном канале 2. На концевых участках ротора 3, выступающих за кольцевой канал и заходящих в корпус, установлен опорный подшипник 4.The rotary axial engine contains a housing 1, in which there is a wave-like annular channel 2 for the working fluid and a rotor 3 is installed, the peripheral part of which is located in the annular wave-like channel 2. At the end sections of the rotor 3, protruding beyond the annular channel and entering into the housing, a support bearing 4.

В периферийной части ротора выполнены прорези 5, в которых установлены два соприкасающихся дисковых поршня 6, с возможностью взаимного скольжения друг относительно друга в тангенциальной плоскости, которые при вращении ротора перемещаются по волнообразному каналу 2. Дисковые поршни 6 при соприкосновении имеют общую форму уплощенного цилиндра с тангенциальными пазами 7, расположенными диаметрально противоположно, и дисковыми торцевыми частями 8, которые расположены с обеих сторон пазов. Кольцевой канал 2 имеет в сечении, проходящем через ось, форму окружности, с диаметром, соответствующим диаметру дисковых поршней. В углублениях на окружности дисковых частей 8 установлены уплотнительные элементы с возможностью перемещения по периметру дисковых частей 8. Предпочтительным является выполнение уплотнительных элементов в виде набора, по меньшей мере, из двух пружинных колец 9.In the peripheral part of the rotor, slots 5 are made, in which two contacting disk pistons 6 are mounted, with the possibility of mutual sliding relative to each other in a tangential plane, which, when the rotor rotates, move along the wave-like channel 2. The disk pistons 6 in contact have the general shape of a flattened cylinder with tangential grooves 7 located diametrically opposite, and disk end parts 8, which are located on both sides of the grooves. The annular channel 2 has a circle shape in cross section through the axis, with a diameter corresponding to the diameter of the disk pistons. In the recesses on the circumference of the disk parts 8, sealing elements are installed with the ability to move around the perimeter of the disk parts 8. It is preferable to make the sealing elements in the form of a set of at least two spring rings 9.

Прорези 5 ротора имеют форму, соответствующую сечению двух соприкасающихся дисковых поршней в диаметральной плоскости, перпендикулярной направлению тангенциальных пазов (см. фиг. 6).The rotor slots 5 have a shape corresponding to the cross section of two contacting disc pistons in a diametrical plane perpendicular to the direction of the tangential grooves (see Fig. 6).

Система смазки роторного аксиального двигателя содержит масляный канал 10 в оси ротора, соединенный через отверстие 11 с кольцевой проточкой 12, к которой подключены радиальные каналы 13 в роторе, к которым в периферийной части ротора подключены каналы 14 для подачи масла к опорному подшипнику 4. Радиальные каналы подходят к каждой прорези 5 и в конце соединены с кольцевой полостью 15 для сбора масла, снабженной, по меньшей мере, одним выпускным каналом 16. Для подачи смазки к пружинным кольцам 9 дисковые поршни 6 содержат каналы 17, которые соединены с осевыми полукруглыми канавками 18 дисковых поршней. Для равномерного подвода смазки предпочтительным является применение от двух до четырех каналов 17 с равным угловым разносом. Большее количество каналов 17 приводит к ослаблению конструкции дискового поршня. Вход масляного канала 10 в оси ротора через фильтр тонкой очистки подключен к выходному маслопроводу расходного масляного бака, а кольцевая полость 15 через выпускной канал 16 соединена с системой охлаждения масла, замкнутой на расходный масляный бак (на чертежах условно не показаны).The lubrication system of the rotary axial engine contains an oil channel 10 in the axis of the rotor, connected through an opening 11 with an annular groove 12, to which are connected the radial channels 13 in the rotor, to which in the peripheral part of the rotor are connected the channels 14 for supplying oil to the thrust bearing 4. Radial channels fit to each slot 5 and at the end are connected to an annular cavity 15 for collecting oil, equipped with at least one outlet channel 16. To supply lubricant to the spring rings 9, the disk pistons 6 contain channels 17 that are connected with axial semicircular grooves 18 of disk pistons. For a uniform supply of lubricant, it is preferable to use from two to four channels 17 with equal angular spacing. A greater number of channels 17 leads to a weakening of the design of the disk piston. The input of the oil channel 10 in the axis of the rotor through a fine filter is connected to the output oil line of the oil supply tank, and the annular cavity 15 through the exhaust channel 16 is connected to an oil cooling system closed to the oil supply tank (not shown conventionally in the drawings).

При работе двигателя дисковые поршни 6 совершают возвратно-поступательное движение в прорезях 5 ротора и поступательное движение в кольцевом канале 2. Уплотнение рабочих камер, образующихся между дисковыми поршнями, осуществляется кольцами 9. Ввиду того, что кольца 9 установлены в углублениях на дисковых поршнях свободно, они при движении дисковых поршней проворачиваются по углублению, постоянно меняя свое положение, и, следовательно, изнашиваются равномерно.When the engine is running, the disk pistons 6 perform reciprocating motion in the slots 5 of the rotor and the translational motion in the annular channel 2. The sealing of the working chambers formed between the disk pistons is carried out by the rings 9. Due to the fact that the rings 9 are freely installed in the recesses on the disk pistons, they, when the disk pistons move, rotate along the recess, constantly changing their position, and, therefore, wear out evenly.

Применение двух независимых соприкасающихся дисковых поршней 6, установленных с возможностью взаимного скольжения друг относительно друга, создает две линии уплотнения 19 и 20 (см. фиг. 5), каждая из которых содержит набор пружинных колец 9, что обеспечивает, при меньшей площади контакта уплотнительных элементов каждого из дисковых поршней с поверхностью канала, достаточно надежную герметичность рабочих камер. При этом одновременно значительно уменьшается вероятность заклинивания уплотнительных элементов.The use of two independent contacting disk pistons 6, mounted with the possibility of mutual sliding relative to each other, creates two seal lines 19 and 20 (see Fig. 5), each of which contains a set of spring rings 9, which provides, with a smaller contact area of the sealing elements each of the disk pistons with the channel surface, sufficiently reliable tightness of the working chambers. At the same time, the likelihood of jamming of the sealing elements is significantly reduced.

При возвратно-поступательных движениях лопаток периодически образуется сквозной канал смазки пружинных колец 9 дисковых поршней, состоящий из радикального канала 13, смыкающегося с каналом, образованного осевыми полукруглыми канавками 18. Под действием центробежных сил масло поступает по этому каналу через каналы 14 к опорному подшипнику 4 и через каналы 17 к пружинным кольцам 9 дисковых поршней.During reciprocating movements of the blades, a through lubrication channel of the spring rings 9 of the disk pistons periodically forms, consisting of a radical channel 13 that is connected to the channel formed by axial semicircular grooves 18. Under the action of centrifugal forces, oil flows through this channel through the channels 14 to the pillow block 4 and through channels 17 to the spring rings 9 of the disc pistons.

Организованная циркуляция масла обеспечивает уменьшение потерь на трение в опорном подшипнике и поршневых кольцах дисковых поршней, а также улучшает отвод тепла от ротора и дисковых поршней. Кроме того, смазочная жидкость, являясь практически несжимаемым телом, обеспечивает дополнительное повышение уплотнения по всему диаметру дисковых поршней.Organized oil circulation reduces friction losses in the pillow block bearing and piston rings of the disk pistons, and also improves heat dissipation from the rotor and disk pistons. In addition, the lubricating fluid, being a practically incompressible body, provides an additional increase in compaction over the entire diameter of the disk pistons.

Таким образом, за счет уменьшения потерь на трение и улучшения температурного режима работы, обеспечивается повышение надежности работы двигателя и увеличение ресурса его работы.Thus, by reducing friction losses and improving the temperature mode of operation, the reliability of the engine and its service life are increased.

Claims (4)

1. Роторный аксиальный двигатель, содержащий корпус, в котором имеется волнообразный кольцевой канал для рабочего тела и установлен ротор, периферийная часть которого находится в канале, в периферийной части ротора выполнены прорези, в которых установлены силовые элементы привода ротора, которые при вращении ротора перемещаются по волнообразному каналу, отличающийся тем, что на концевых участках ротора, заходящих в корпус, установлен опорный подшипник, каждый силовой элемент привода ротора состоит из двух соприкасающихся дисковых поршней, установленных с возможностью скольжения относительно друг друга в тангенциальной плоскости, дисковые поршни при соприкосновении имеют общую форму уплощенного цилиндра с тангенциальными пазами, расположенными диаметрально противоположно, и дисковыми торцевыми частями, которые расположены с обеих сторон пазов, в углублениях на окружности дисковых частей установлены уплотнительные элементы с возможностью перемещения по периметру дисковых частей, прорези ротора имеют форму, соответствующую сечению двух соприкасающихся дисковых поршней в диаметральной плоскости, перпендикулярной направлению тангенциальных пазов, при этом двигатель снабжен системой смазки опорного подшипника и уплотнительных элементов дисковых поршней.1. A rotary axial engine containing a housing in which there is a wave-like annular channel for the working fluid and a rotor is installed, the peripheral part of which is located in the channel, slots are made in the peripheral part of the rotor, in which power elements of the rotor drive are installed, which, when the rotor rotates, move along a wave-like channel, characterized in that at the end sections of the rotor entering the housing, a support bearing is installed, each power element of the rotor drive consists of two contacting disk pistons to it, installed with the possibility of sliding relative to each other in a tangential plane, the disk pistons in contact have the general shape of a flattened cylinder with tangential grooves located diametrically opposite, and disk end parts that are located on both sides of the grooves, in the recesses on the circumference of the disk parts are installed sealing elements with the ability to move around the perimeter of the disk parts, the slots of the rotor have a shape corresponding to the cross section of two contacting disk a piston in a diametrical plane perpendicular to the direction of the tangential grooves, while the engine is equipped with a lubrication system for the thrust bearing and sealing elements of the disc pistons. 2. Роторный аксиальный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительные элементы выполнены в виде набора, по меньшей мере, двух пружинных колец.2. The rotary axial engine according to claim 1, characterized in that the sealing elements are made in the form of a set of at least two spring rings. 3. Роторный аксиальный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве опорного подшипника применен подшипник скольжения.3. The rotary axial engine according to claim 1, characterized in that a plain bearing is used as a thrust bearing. 4. Система смазки роторного аксиального двигателя, включающая каналы подачи масла к трущимся элементам двигателя, отличающаяся тем, что она содержит масляный канал в оси ротора, соединенный через отверстие в роторе с кольцевой проточкой, к которой подключены радиальные каналы в роторе, которые подходят к каждой прорези и в конце соединены с кольцевой полостью для сбора масла, снабженной выпускным каналом, в периферийной части ротора к радиальным каналам подключены каналы для подачи масла к опорному подшипнику, дисковые поршни содержат каналы, идущие к уплотнительным элементам от осевых полукруглых канавок дисковых поршней, которые выполнены с возможностью образования сквозного канала смазки элементов двигателя при периодическом совпадении осевых канавок с радиальными каналами в роторе, при этом вход масляного канала в оси ротора через фильтр тонкой очистки подключен к выходному маслопроводу расходного масляного бака, а кольцевая полость через выпускные каналы соединена с системой охлаждения масла, замкнутой на расходный масляный бак.4. The lubrication system of the rotary axial engine, including channels for supplying oil to the rubbing engine elements, characterized in that it contains an oil channel in the axis of the rotor connected through an opening in the rotor with an annular groove to which radial channels in the rotor are connected, which are suitable for each the slots and at the end are connected to the annular cavity for collecting oil, equipped with an exhaust channel, in the peripheral part of the rotor to the radial channels are connected channels for supplying oil to the support bearing, the disk pistons contain the channels going to the sealing elements from the axial semicircular grooves of the disk pistons, which are made with the possibility of forming a through channel for lubricating the engine elements with periodic coincidence of the axial grooves with the radial channels in the rotor, while the input of the oil channel in the axis of the rotor through a fine filter is connected to the output oil line oil tank, and the annular cavity through the outlet channels is connected to the oil cooling system, closed to the oil tank.
RU2019100337A 2019-01-09 2019-01-09 Rotor axial engine and engine lubrication system RU2704514C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100337A RU2704514C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Rotor axial engine and engine lubrication system
PCT/RU2019/001018 WO2020145845A1 (en) 2019-01-09 2019-12-25 Axial rotary engine and engine lubrication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100337A RU2704514C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Rotor axial engine and engine lubrication system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2704514C1 true RU2704514C1 (en) 2019-10-29

Family

ID=68500871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100337A RU2704514C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Rotor axial engine and engine lubrication system

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2704514C1 (en)
WO (1) WO2020145845A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191102305A (en) * 1910-01-29 1911-08-10 Int Rotations Maschinen Ges Mi Improvements in Rotary Engines Operated by Elastic Fluids.
CH416915A (en) * 1964-02-21 1966-07-15 Gutknecht Werner Rotary piston machine
CN2135065Y (en) * 1990-12-15 1993-06-02 张其南 Rotary round rotor engine
DE19910514A1 (en) * 1999-03-10 1999-09-02 Mansurow Rotary piston machine for use as engine
RU2148721C1 (en) * 1998-12-11 2000-05-10 Козлов Георгий Леонидович Axial rotary engine
RU2268377C2 (en) * 2004-01-13 2006-01-20 Михаил Сергеевич Зайков Rotor internal combustion engine and method of its operation
JP2014101842A (en) * 2012-11-21 2014-06-05 Daikin Ind Ltd Rotary expander

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191102305A (en) * 1910-01-29 1911-08-10 Int Rotations Maschinen Ges Mi Improvements in Rotary Engines Operated by Elastic Fluids.
CH416915A (en) * 1964-02-21 1966-07-15 Gutknecht Werner Rotary piston machine
CN2135065Y (en) * 1990-12-15 1993-06-02 张其南 Rotary round rotor engine
RU2148721C1 (en) * 1998-12-11 2000-05-10 Козлов Георгий Леонидович Axial rotary engine
DE19910514A1 (en) * 1999-03-10 1999-09-02 Mansurow Rotary piston machine for use as engine
RU2268377C2 (en) * 2004-01-13 2006-01-20 Михаил Сергеевич Зайков Rotor internal combustion engine and method of its operation
JP2014101842A (en) * 2012-11-21 2014-06-05 Daikin Ind Ltd Rotary expander

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020145845A1 (en) 2020-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2357085C2 (en) Rotor device (versions)
EP2419608B1 (en) Rotary machine with roller controlled vanes
EP0746671B1 (en) Axial vane rotary device and sealing system therefor
RU2284424C1 (en) Internal gearing rotary machine
WO1996021088A1 (en) Rotary device with slidable vane supports
RU2148721C1 (en) Axial rotary engine
RU2704514C1 (en) Rotor axial engine and engine lubrication system
WO2017204683A1 (en) Six-stroke rotary-vane internal combustion engine
US3323501A (en) Rotary blade piston engine
RU2564175C1 (en) Rotary piston engine
KR20010095200A (en) Internal combustion engine
RU186583U1 (en) ROTARY ENGINE
RU2613012C1 (en) Rotary piston engine
RU2541059C1 (en) Rotary and plate device
RU188307U1 (en) ENGINE
RU199412U1 (en) ROTARY FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE "ROLAN"
RU2773157C1 (en) Cyclodic rotary engine
WO2017222423A1 (en) Rotary-vane machine (variants)
AU2004269045B2 (en) Rotary mechanism
RU2220302C2 (en) Rotary-vane engine
RU2268377C2 (en) Rotor internal combustion engine and method of its operation
RU2256808C2 (en) Internal combustion turborotor engine
RU2134806C1 (en) Impeller-type rotary internal combustion
RU2004135212A (en) DIGGLESS ORBITAL ENGINE
WO2007018527A1 (en) Positive displacement rotary device and method of use

Legal Events

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

Effective date: 20210110