RU2775618C1 - Rotary internal combustion engine - Google Patents
Rotary internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775618C1 RU2775618C1 RU2021127975A RU2021127975A RU2775618C1 RU 2775618 C1 RU2775618 C1 RU 2775618C1 RU 2021127975 A RU2021127975 A RU 2021127975A RU 2021127975 A RU2021127975 A RU 2021127975A RU 2775618 C1 RU2775618 C1 RU 2775618C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- combustion chamber
- rotor
- stator
- combustion
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 210000002159 Anterior Chamber Anatomy 0.000 description 1
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения и может найти применение в транспортной и других отраслях техники.The invention relates to the field of engine building and can be used in transport and other branches of technology.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ на изобретение №2527808, опубл. 10.09.2014, бюл. № 25), содержащий корпус с объемом цилиндрической формы, ограниченной с торцов боковыми крышками, установленный в объеме корпуса полый ротор, выполненный с радиальной лопастью, ориентированной вдоль его оси вращения, совпадающей с продольной осью корпуса, и кольцевыми ребордами, которые делят внутренний объем корпуса на секцию горючей смеси, разделенную радиальной лопастью ротора и разделительной пластиной на объем всасывания и сжатия, и рабочую секцию, разделенную радиальной лопастью и разделительной пластиной на объем расширения и объем выпуска, камеру сжатой горючей смеси и камеру сгорания, расположенные вне объема корпуса и сообщающиеся посредством перепускного устройства, впускной и выпускной каналы. При этом, перепускное устройство выполнено управляемым так, что оно открывается, когда радиальная лопасть еще не вышла за пределы устья выходного канала, что обеспечивает продувку горючей смесью камеры сгорания, а закрытие перепускного устройства происходит, когда радиальная лопасть выходит за пределы устья выходного канала.A rotary internal combustion engine is known (RF patent for the invention No. 2527808, publ. 10.09.2014, bull. No. 25), containing a housing with a volume of a cylindrical shape, limited at the ends by side covers, a hollow rotor installed in the volume of the housing, made with a radial blade, oriented along its axis of rotation, coinciding with the longitudinal axis of the body, and annular flanges that divide the internal volume of the body into a combustible mixture section, divided by a radial rotor blade and a dividing plate into suction and compression volumes, and a working section, divided by a radial blade and a dividing plate into the expansion volume and the output volume, the chamber of the compressed combustible mixture and the combustion chamber located outside the body volume and communicating through the bypass device, the inlet and outlet channels. At the same time, the bypass device is controlled so that it opens when the radial blade has not yet gone beyond the mouth of the outlet channel, which ensures the combustion chamber is blown with a combustible mixture, and the bypass device closes when the radial blade goes beyond the mouth of the outlet channel.
К недостаткам аналога роторного двигателя относятся:The disadvantages of an analogue of a rotary engine include:
- сгорание горючей смеси происходить в условиях не запертой камеры сгорания, что приводит к увеличению удельного расхода топлива;- Combustion of the combustible mixture occurs in an open combustion chamber, which leads to an increase in the specific fuel consumption;
- наличие кольцевых реборд, требующих уплотнений, что усложняет конструкцию двигателя,- the presence of annular flanges that require seals, which complicates the design of the engine,
- возникновение неуравновешенных центробежных сил, возникающих от наличия на роторе только одной радиальной лопасти.- the occurrence of unbalanced centrifugal forces arising from the presence of only one radial blade on the rotor.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ на изобретение № 2253029, опубл. 27.05.2005, бюл. № 15), принятый в качестве прототипа, содержащий статор с внутренней цилиндрической поверхностью, герметично закрытой с торцов, имеющий впускное и выпускное отверстия, ротор, имеющий кулачковые выступы, которые имеют возможность скользить по цилиндрической поверхности статора, подвижные перегородки, поджатые к ротору, камеру сгорания и предкамеру, а также образованные в статоре кулачковыми выступами и перегородками переменные внутренние объемы. При этом предкамера выполнена внутри ротора с отверстием на торцевой стороне ротора, закрываемым торцевой частью статора, а основной камерой является один из переменных внутренних объемов статора, причем на торцевой стороне статора выполнены канавки, имеющие возможность взаимодействовать с отверстием предкамеры, торцевой частью ротора и переменными внутренними объемами статора. A rotary internal combustion engine is known (RF patent for the invention No. 2253029, publ. 27.05.2005, bull. No. 15), adopted as a prototype, containing a stator with an internal cylindrical surface, hermetically sealed from the ends, having an inlet and outlet, a rotor, having cam protrusions that have the ability to slide along the cylindrical surface of the stator, movable partitions pressed against the rotor, a combustion chamber and an antechamber, as well as variable internal volumes formed in the stator by cam protrusions and partitions. At the same time, the prechamber is made inside the rotor with a hole on the end side of the rotor, closed by the end part of the stator, and the main chamber is one of the variable internal volumes of the stator, and grooves are made on the end side of the stator, which can interact with the opening of the prechamber, the end part of the rotor and variable internal volumes. stator volume.
К недостаткам прототипа двигателя относятся: сгорание горючей смеси происходить в условиях не запертой камеры сгорания, что приводит к увеличению удельного расхода топлива; отверстия на торцевой стороне ротора и канавки на торцевой стороне статора усложняют герметизацию и технологию изготовления двигателя.The disadvantages of the engine prototype include: the combustion of the combustible mixture occurs in an open combustion chamber, which leads to an increase in the specific fuel consumption; holes on the end side of the rotor and grooves on the end side of the stator complicate the sealing and manufacturing technology of the engine.
Изобретение направлено на снижение удельного расхода топлива и увеличение мощности двигателя, снижение температуры стенок камеры сгорания.The invention is aimed at reducing the specific fuel consumption and increasing engine power, reducing the temperature of the combustion chamber walls.
Это достигается тем, что роторный двигатель внутреннего сгорания содержит статор с внутренней цилиндрической поверхностью, герметично закрытой с торцов, имеющий впускное и выпускное отверстия, ротор, имеющий кулачковые выступы, которые имеют возможность скользить по цилиндрической поверхности статора, подвижные перегородки, поджатые к ротору, предкамера и камера сгорания, а также образованные в роторе кулачковыми выступами и подвижными перегородками, установленными в статоре, переменные внутренние объемы, представляющие собой камеры впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Предкамера и камера сгорания выполнены на статоре по обе стороны от одной из подвижных перегородок и соединены между собой каналом перепускного клапана, соединенного со штоком с окном, который закреплен на подвижной перегородке. Предкамера сообщается с камерой сжатия через обратный клапан, а камера сгорания сообщается с камерой рабочего хода через сопло, кроме того камера сгорания выполнена с возможностью прохождения изохорного сгорания горючей смеси в условиях запертой камеры сгорания.This is achieved by the fact that the rotary internal combustion engine contains a stator with an internal cylindrical surface, hermetically sealed from the ends, having an inlet and outlet holes, a rotor having cam protrusions that can slide along the cylindrical surface of the stator, movable partitions pressed against the rotor, an antechamber and a combustion chamber, as well as variable internal volumes formed in the rotor by cam protrusions and movable partitions installed in the stator, which are intake, compression, power stroke and exhaust chambers. The pre-chamber and the combustion chamber are made on the stator on both sides of one of the movable partitions and are interconnected by a bypass valve channel connected to a stem with a window, which is fixed on the movable partition. The pre-chamber communicates with the compression chamber through a check valve, and the combustion chamber communicates with the power stroke chamber through a nozzle, in addition, the combustion chamber is configured to undergo isochoric combustion of the combustible mixture in a closed combustion chamber.
Переменные внутренние объемы образуются кулачковыми выступами ротора и подвижными перегородками, установленных в статоре. Система газораспределения состоит из кулачковых выступов ротора, подвижных перегородок, предкамеры с обратным клапаном, камеры сгорания с соплом, перепускного клапана, шток которого закреплен на подвижной перегородке, отверстия для впуска горючей смеси и отверстия для выпуска отработанных газов. Система газораспределения обеспечивает: впуск горючей смеси; ее сжатия в предкамере; продувку камеры сгорания от продуктов сгорания предыдущего рабочего хода; заполнение запертой камеры сгорания горючей смесью под давлением; и, после сгорания горючей смеси, соединение объема камеры сгорания через сопло с камерой рабочего хода, где расширяющийся газ давит на кулачковые выступы ротора, заставляя его совершать рабочий ход; выпуск отработанных газов.Variable internal volumes are formed by cam protrusions of the rotor and movable partitions installed in the stator. The gas distribution system consists of cam protrusions of the rotor, movable partitions, an antechamber with a check valve, a combustion chamber with a nozzle, a bypass valve, the stem of which is fixed on the movable partition, an opening for inlet of a combustible mixture and an opening for exhaust gases. The gas distribution system provides: inlet of a combustible mixture; its compression in the prechamber; purging the combustion chamber from the combustion products of the previous stroke; filling the closed combustion chamber with a combustible mixture under pressure; and, after combustion of the combustible mixture, the connection of the volume of the combustion chamber through the nozzle with the chamber of the working stroke, where the expanding gas presses on the cam ledges of the rotor, causing it to make a working stroke; release of exhaust gases.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид роторного двигателя внутреннего сгорания, фиг. 2 - двигатель в такте «сжатие», фиг. 3 - двигатель в режиме «продувка камеры сгорания», фиг.4 - двигатель в режиме «заполнение камеры сгорания горючей смесью под давлением», фиг.5 - двигатель в режиме «момент подачи напряжения на свечу зажигания запертой камеры сгорания с сжатой горючей смесью», фиг.6 - двигатель в режиме впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска.The invention is illustrated in the drawings, where in Fig. 1 shows a general view of a rotary internal combustion engine, Fig. 2 - engine in the "compression" stroke, fig. 3 - engine in the "purge of the combustion chamber" mode, figure 4 - engine in the "filling the combustion chamber with a combustible mixture under pressure" mode, figure 5 - engine in the "moment of applying voltage to the spark plug of a locked combustion chamber with a compressed combustible mixture" , Fig.6 - the engine in the mode of intake, compression, power stroke and exhaust.
Предлагаемый двигатель включает в себя статор 1, внутренняя поверхность которого выполнена в виде кругового цилиндра, герметично закрытого с торцов. Внутри статора 1 размещен ротор 2, выполненный с боковой кулачковой поверхностью, например, с двумя кулачковыми выступами 3 и 4, которые имеют возможность скользить по цилиндрической поверхности статора 1, образуя герметичное подвижное соединение. Радиально к цилиндрической поверхности статора 1, на противоположных сторонах, герметично установлены две подвижные перегородки 5 и 6, которые постоянно поджаты к кулачковой поверхности ротора 2 (в том числе при его вращении) с помощью пружин 7 и образуют с поверхностью ротора 2 подвижное герметичное соединение. Торцевые поверхности статора 1 и торцевые поверхности ротора 2 образуют также подвижные герметичные соединения. Кулачковые выступы 3 и 4 ротора 2 и подвижные перегородки 5 и 6 отсекают свободные переменные объемы статора 1: камеру впуска 8, камеру сжатия 9, камеру рабочего хода 10 и камеру выпуска 11. По обе стороны от подвижной перегородки 6, вблизи нее, в статоре 1 выполнены два отверстия 12 и 13. Отверстие 12 - впускное и служит для подвода горючей смеси (или наружного воздуха). Отверстие 13 - выпускное и служит для выпуска отработанных газов. На статоре 1 по обе стороны от подвижной перегородки 5, вдоль нее, выполнены предкамера 14 и камера сгорания 15, которые сообщаются между собой посредством канала 16 перепускного клапана 17. Перепускной клапан 17 соединен со штоком 18, в котором выполнено окно 19. Управляемый шток 18 закреплен на подвижной перегородке 5. Предкамера 14 сообщается с камерой сжатия 9 через обратный клапан 20. Камера сгорания 15 сообщается с камерой рабочего хода 10 через сопло 21. Горючая смесь поджигается свечой зажигания 22, установленной в камере сгорания 15.The proposed engine includes a
Двигатель работает следующим образом. Исходное положение ротора 2 может быть любым. Для примера: кулачковый выступ 3 ротора 2 находится снизу от подвижной перегородки 5. Вращение ротора 2 происходит по часовой стрелке, как показано стрелкой на фиг. 1. При этом ротор 2 плавно, за счет пружин 7, скользить по цилиндрической поверхности статора 1. Рассмотрим такты работы двигателя по мере прохождения газов из одного переменного объема в другой.The engine works as follows. The initial position of the
1 такт: впуск (для камеры впуска 8). При вращении ротора 2 в переменном (увеличивающемся) объеме камеры 8, образуемом подвижной перегородкой 6 и кулачковым выступом 3 ротора 2, возникает разрежение и через входное отверстие 12 поступает свежая горючая смесь (фиг. 1). Такт заканчивается, когда кулачковый выступ 4 перекрывает входное отверстие 12 (фиг. 6).1 stroke: intake (for intake chamber 8). When the
2 такт: сжатие (для камеры сжатия 9). При дальнейшем вращении ротора 2 его кулачковый выступ 3 контактирует с подвижной перегородкой 5, уменьшая объем камеры сжатия 9 и повышая давление в ней (фиг. 1). Камера сжатия 9 через обратный клапан 20 соединена с предкамеры 14, куда и поступает сжимаемая горючая смесь (фиг. 2).2 stroke: compression (for compression chamber 9). With further rotation of the
3 такт: рабочий ход (для камеры рабочего хода 10). При дальнейшем вращении ротора 2 его кулачковый выступ 4 открывает выпускное отверстие 13, а кулачковый выступ 3 своим боковым профилем контактирует с подвижной перегородкой 5 и поднимает ее вместе со штоком 18 и окном 19, открывая, тем самым, канал 16 перепускного клапана 17. После чего, сжатая горючая смесь поступает из предкамеры 14 в камеру сгорания 15 и, выходя через сопло 21, осуществляет продувку камеры сгорания 15 от продуктов горения предыдущего рабочего хода через открытое выпускное отверстие 13 (фиг. 3). При дальнейшем вращении ротора 2 его кулачковый выступ 3 перекрывает сопло 21, прекращая продувку камеры сгорания 15 и, продолжая подавать сжатую горючую смесь из предкамеры 14 в камеру сгорания 15, заполняет ее горючей смесью под давлением (фиг. 4). При дальнейшем вращении ротора 2 его кулачковый выступ 3 своим боковым профилем начинает контактировать с подвижной перегородкой 5 и опускает ее вместе со штоком 18 и окном 19, закрывая, тем самым, канал 16 перепускного клапана 17, прекращая подачу горючей смеси из предкамеры 14 в камеру сгорания 15. В этот момент на свечу зажигания 22 подается напряжение и происходит изохорный сгорания горючей смеси в условиях запертой камеры сгорания 15 (фиг. 5). При дальнейшем вращении ротора 2 его кулачковый выступ 3 открывает сопло 21 камеры сгорания 15 и сгоревшие газы под давлением из камеры сгорания 15 через сопло 21 поступают в камеру рабочего хода 10 и давят на кулачковый выступ 3 ротора 2, заставляя его поворачиваться и совершать рабочий ход (фиг. 6).3 stroke: working stroke (for working stroke chamber 10). With further rotation of the
4 такт: выпуск отработанных газов (для камеры выпуска 11). При дальнейшем вращении ротора 2 его кулачковый выступ 3 контактирует с подвижной перегородкой 6, уменьшая при перемещении объем камеры выпуска 11 и вытесняя отработанные газы через выпускное отверстие 13 наружу (фиг. 6). Кулачковый выступ 4 ротора 2 контактирует с подвижной перегородкой 6, образуя новый переменный расширяющийся объем (камеру впуска 8), куда через открытое впускное отверстие 12 засасывается новая порция горючей смеси, и цикл из четырех тактов повторяется для кулачкового выступа 4 (фиг. 6). А в тексте 1, 2, 3 и 4 тактов необходимо номера кулачковых выступов 3 и 4 поменять местами.4 stroke: release of the fulfilled gases (for the chamber of release 11). With further rotation of the
Предлагаемое изобретение выполняет условия для оптимальной работы роторного двигателя. При вращении ротора 2 кулачковый выступ 3 или 4 своим боковым профилем контактирует с подвижной перегородкой 5 и поднимает ее вместе со штоком 18 и окном 19, открывая, тем самым, канал 16 перепускного клапана 17. После чего, сжатая горючая смесь поступает из предкамеры 14 в камеру сгорания 15 и, выходя через сопло 21, осуществляет продувку камеры сгорания 15 от продуктов горения предыдущего рабочего хода через открытое выпускное отверстие 13. При дальнейшем вращении ротора 2 его кулачковый выступ 3 перекрывает сопло 21, прекращая продувку камеры сгорания 15 и, продолжая подавать сжатую горючую смесь из предкамеры 14 в камеру сгорания 15, заполняет ее горючей смесью под давлением. При дальнейшем вращении ротора 2 его кулачковый выступ 3 своим боковым профилем начинает контактировать с подвижной перегородкой 5 и опускает ее вместе со штоком 18 и окном 19, закрывая, тем самым, канал 16 перепускного клапана 17, прекращая подачу горючей смеси из предкамеры 14 в камеру сгорания 15. В этот момент на свечу зажигания 22 подается напряжение и происходит изохорный процесс сгорания горючей смеси в условиях запертой камеры сгорания 15, тем самым снижается удельный расход топлива. Обеспечение продувки камеры сгорания 15, позволяет увеличить коэффициент наполнения ее горючей смесью и уменьшить коэффициент находящихся в ней отработанных газов, получить некоторое увеличение мощности двигателя за счет увеличения коэффициента наполнения камеры сгорания 15 горючей смесью, а также снизить температуру стенок камеры сгорания 15 за счет охлаждающего действия поступающей горючей смеси.The present invention fulfills the conditions for optimal operation of a rotary engine. When the
Снижение удельного расхода топлива осуществляется за счет того, что процесс сгорания отделен из такта рабочего хода в самостоятельный процесс (такт) в камере сгорания 15 с увеличением времени сгорания горючей смеси в изохорном процессе. Увеличение мощности двигателя происходит путем удаления сгоревших газов из камеры сгорания 15 и подача в нее горючей смеси из предкамеры 14 во время продувки. Снижение температуры стенок камеры сгорания 15 происходит за счет охлаждающего действия горючей смеси во время продувки.The reduction in specific fuel consumption is due to the fact that the combustion process is separated from the cycle of the working stroke into an independent process (stroke) in the
Предлагаемый двигатель может быть выполнен по схеме бензинового с зажиганием от свечи или по схеме непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания с воспламенением от сжатого воздуха (схема дизеля). В этом случае вместо свечи устанавливается форсунка.The proposed engine can be made according to the scheme of gasoline with ignition from a candle or according to the scheme of direct fuel injection into the combustion chamber with ignition from compressed air (diesel scheme). In this case, a nozzle is installed instead of a candle.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2775618C1 true RU2775618C1 (en) | 2022-07-05 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2015375C1 (en) * | 1991-07-15 | 1994-06-30 | Николай Николаевич Гордиенко | Rotor internal combustion engine |
US6347611B1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-02-19 | Ellis F. Wright | Rotary engine with a plurality of stationary adjacent combustion chambers |
RU2271456C2 (en) * | 2003-11-17 | 2006-03-10 | Олег Аполлосович Айзуппе | Rotary internal combustion engine |
RU2416031C1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-04-10 | Ростислав Петрович Лунькин | Rotary internal combustion engine |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2015375C1 (en) * | 1991-07-15 | 1994-06-30 | Николай Николаевич Гордиенко | Rotor internal combustion engine |
US6347611B1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-02-19 | Ellis F. Wright | Rotary engine with a plurality of stationary adjacent combustion chambers |
RU2271456C2 (en) * | 2003-11-17 | 2006-03-10 | Олег Аполлосович Айзуппе | Rotary internal combustion engine |
RU2416031C1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-04-10 | Ростислав Петрович Лунькин | Rotary internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100609945B1 (en) | Internal combusion engine | |
US5878707A (en) | Rotary valve internal combustion engine | |
KR102353184B1 (en) | Rotary motor | |
US5596963A (en) | Stage combustion rotary engine | |
WO2017190632A1 (en) | Engine with sliding plates | |
US4080935A (en) | Rotary internal combustion engine | |
JP2003502552A5 (en) | ||
RU2775618C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU209828U1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US7143737B2 (en) | Rotary engine | |
CN112253310A (en) | Diesel rotor engine | |
US4393828A (en) | Rotary engine | |
RU2527808C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US4096844A (en) | Internal combustion engine apparatus | |
CN107587936B (en) | Eccentric rotor engine and combustion work-doing method thereof | |
RU2377426C2 (en) | Rotary engine | |
RU2622593C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2271456C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US11066985B2 (en) | Rotary roller motor (RRM) | |
RU2174613C2 (en) | Internal combustion rotary-piston engine | |
RU2444635C2 (en) | Rotary engine | |
RU2253029C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2755758C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
KR100812558B1 (en) | Engine applying equal pressure on pistons of different cross section | |
RU2737460C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine with a conrod-free mechanism |