RU2361089C1 - Rotor-piston engine (versions) - Google Patents
Rotor-piston engine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361089C1 RU2361089C1 RU2008131716/06A RU2008131716A RU2361089C1 RU 2361089 C1 RU2361089 C1 RU 2361089C1 RU 2008131716/06 A RU2008131716/06 A RU 2008131716/06A RU 2008131716 A RU2008131716 A RU 2008131716A RU 2361089 C1 RU2361089 C1 RU 2361089C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- elements
- working surface
- rotation
- grooves
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к роторно-поршневым двигателям, и может быть использовано в энергомашиностроении, тепловозостроении, судостроении, авиации и тракторо- и автомобилестроении.The invention relates to the field of engine manufacturing, namely to rotary piston engines, and can be used in power engineering, diesel locomotive, shipbuilding, aviation and tractor and automotive.
Уровень техникиState of the art
Известен роторно-поршневой двигатель Ванкеля, включающий цилиндрический корпус (статор) и трехгранный ротор-поршень. Внутренняя поверхность корпуса (цилиндра) в поперечном сечении выполнена по эпитрохоиде. Внутри корпуса движется трехгранный ротор-поршень, который постоянно разделяет камеру на рабочие зоны, в которых происходят впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. При этом роль поршней выполняют три стороны ротора, а на углах ротора установлены уплотнения. Ротор-поршень установлен свободно на эксцентрике вала и соединен с зубчатым колесом с внутренними зубьями, обкатывающимися вокруг неподвижной шестерни с наружными зубьями, ось которой совпадает с осью эксцентрикового вала (Ротопоршневые двигатели [сб. статей]. Госуд. союзный научно-исследовательский тракторный институт (Труды НАТИ). Выпуск 179. М.: ОНТИ, 1968 (с.11-14).Known rotary piston Wankel engine, comprising a cylindrical housing (stator) and a trihedral rotor piston. The inner surface of the body (cylinder) in cross section is made according to the epitrochoid. Inside the case, a triangular rotor-piston moves, which constantly divides the chamber into working areas in which inlet, compression, stroke and exhaust occur. The role of the pistons is played by three sides of the rotor, and seals are installed at the corners of the rotor. The rotor piston is mounted freely on the shaft eccentric and is connected to the gearwheel with internal teeth rolling around the stationary gear with the external teeth, the axis of which coincides with the axis of the eccentric shaft (Rotary-piston engines [collection of articles]. State Union Scientific and Research Tractor Institute ( Proceedings of NATI), Issue 179. M .: ONTI, 1968 (p. 11-14).
Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного решений, заключаются в наличии полого корпуса с цилиндрической внутренней поверхностью и установленного внутри корпуса с возможностью вращения ротора.Signs that are common to the known and claimed solutions are the presence of a hollow body with a cylindrical inner surface and installed inside the body with the possibility of rotation of the rotor.
Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в том, что ротор (ротор-поршень) установлен на эксцентрике вала и соединен с зубчатым колесом внутренними зубьями, обкатывающимися вокруг неподвижной шестерни с наружными зубьями, ось которой совпадает с осью эксцентрикового вала.The reason that prevents obtaining the required technical result in a known technical solution is that the rotor (rotor-piston) is mounted on the cam eccentric and is connected to the gear by internal teeth rolling around the stationary gear with external teeth, the axis of which coincides with the axis of the eccentric shaft .
Наиболее близким аналогом (прототипом) является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена в виде прямого кругового цилиндра с двумя торцевыми крышками, ротор, эксцентрично установленный в корпусе и имеющий радиальные пазы, в которых установлены лопасти с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней рабочей поверхности корпуса в процессе вращения ротора, а также системы топливоподачи и газообмена, при этом ротор и корпус выполнены сплошными из волокнистого углерод-углеродного композита или термостойкой керамики, лопасти - в виде пакета пластин из углеграфитовой композиции, а в теле ротора между пазами выполнены камеры сгорания в виде цилиндрических или сферических углублений (Патент RU №2011866 С1, М. кл. F02B 53/00, опубликовано 1990.04.30).The closest analogue (prototype) is a rotary piston internal combustion engine containing a housing, the inner working surface of which is made in the form of a direct circular cylinder with two end caps, a rotor eccentrically mounted in the housing and having radial grooves in which the blades are mounted for movement in these grooves and sliding with their working faces along the inner working surface of the housing during the rotation of the rotor, as well as the fuel supply and gas exchange systems, while the rotor the housing is made of solid carbon-carbon composite or heat-resistant ceramic, the blades are in the form of a package of plates of carbon-graphite composition, and the combustion chambers are made in the form of cylindrical or spherical recesses in the body of the rotor between the grooves (Patent RU No. 20111866 C1, M. cl. F02B 53/00, published 1990.04.30).
Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного решений, заключаются в наличии цилиндрического корпуса, ротора с радиальными пазами, установленного в корпусе с возможностью вращения, и лопастей, установленных в радиальных пазах ротора с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней рабочей поверхности корпуса в процессе вращения ротора, а также в наличии расположенных в стенке корпуса элементов подачи рабочего тела и элементов газообмена.Signs that are common to the known and claimed solutions are the presence of a cylindrical housing, a rotor with radial grooves mounted in the housing for rotation, and blades mounted in radial grooves of the rotor with the ability to move in these grooves and slide their working faces along the inner working the surface of the housing during the rotation of the rotor, as well as the presence of the working fluid supply elements and gas exchange elements located in the housing wall.
Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в том, что внутренняя рабочая поверхность корпуса выполнена в виде прямого кругового цилиндра, а ротор установлен с эксцентриситетом относительно оси симметрии внутренней рабочей поверхности корпуса, что является причиной существенной неуравновешенности внутренних сил двигателя.The reason that prevents obtaining the required technical result in a known technical solution is that the inner working surface of the housing is made in the form of a straight circular cylinder, and the rotor is mounted with an eccentricity relative to the axis of symmetry of the inner working surface of the housing, which causes a significant imbalance in the internal forces of the engine.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в уменьшении действия на двигатель внутренних неуравновешенных сил в процессе вращения ротора.The problem to which the invention is directed is to reduce the action of internal unbalanced forces on the engine during the rotation of the rotor.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в устранении эксцентриситета ротора относительно внутренней рабочей поверхности корпуса.The technical result that mediates the solution of this problem is to eliminate the eccentricity of the rotor relative to the inner working surface of the housing.
Достигается технический результат в первом варианте изобретения тем, что двигатель содержит неподвижный полый корпус, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической с направляющей в виде эллипса, ротор с радиальными пазами, установленный в корпусе с возможностью вращения соосно с внутренней рабочей поверхностью корпуса, при этом в роторе выполнено либо четыре радиальных паза, либо большее четное количество пазов, которые расположены равномерно по окружности ротора, лопасти, установленные в радиальных пазах ротора в количестве, равном количеству радиальных пазов, с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней рабочей поверхности корпуса в процессе вращения ротора, а также элементы подачи рабочего тела и элементы газообмена, расположенные в стенке корпуса, при этом элементы подачи рабочего тела расположены в вершинах малой оси эллипса, а элементы газообмена расположены со смещением от элементов подачи рабочего тела на угол, не превышающий 45° в направлении, противоположном направлению вращению ротора.The technical result is achieved in the first embodiment of the invention in that the engine comprises a stationary hollow body, the inner working surface of which is cylindrical with an elliptical guide, a rotor with radial grooves mounted in the housing for rotation coaxially with the inner working surface of the housing, while in the rotor either four radial grooves are made, or a larger even number of grooves that are evenly spaced around the circumference of the rotor, blades mounted in the radial grooves of the rotor in an amount equal to the number of radial grooves, with the possibility of moving in these grooves and sliding with their working faces along the inner working surface of the housing during the rotation of the rotor, as well as the working fluid supply elements and gas exchange elements located in the housing wall, while the working fluid supply elements are located at the vertices of the minor axis of the ellipse, and the gas exchange elements are offset from the feed elements of the working fluid by an angle not exceeding 45 ° in the direction opposite to the direction of rotation of the rotor.
Достигается технический результат во втором варианте изобретения тем, что двигатель содержит неподвижный полый корпус, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической с направляющей в виде фигуры, образованной внешними частями контуров двух наложенных друг на друга эллипсов, центры симметрии которых совпадают, а соответствующие оси расположены под прямым углом друг к другу, и дугообразными линиями, обеспечивающими плавное сопряжение указанных внешних частей контуров двух эллипсов в условных точках пересечений их контуров, ротор с радиальными пазами, установленный в корпусе с возможностью вращения соосно с внутренней рабочей поверхностью корпуса, при этом в роторе выполнено либо восемь радиальных пазов, либо большее четное количество пазов, которые расположены равномерно по окружности ротора, лопасти, установленные в радиальных пазах ротора в количестве, равном количеству радиальных пазов, с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней рабочей поверхности корпуса в процессе вращения ротора, а также элементы подачи рабочего тела и элементы газообмена, расположенные в стенке корпуса, при этом элементы подачи рабочего тела расположены со смещением от упомянутых условных точек в направлении вращения ротора на угол, не превышающий 23°, элементы газообмена расположены со смещением от упомянутых условных точек в направлении, противоположном вращению ротора, на угол, не превышающий 25°.The technical result is achieved in the second embodiment of the invention in that the engine comprises a stationary hollow body, the inner working surface of which is cylindrical with a guide in the form of a figure formed by the external parts of the contours of two ellipses superimposed on each other, the symmetry centers of which coincide, and the corresponding axes are located under the straight angle to each other, and arcuate lines that ensure smooth conjugation of these external parts of the contours of two ellipses at the conditional points of their intersection to nturov, a rotor with radial grooves mounted in the housing with the possibility of rotation coaxially with the inner working surface of the housing, while the rotor is made either eight radial grooves, or a larger even number of grooves that are evenly spaced around the circumference of the rotor, the blades mounted in the radial grooves of the rotor in an amount equal to the number of radial grooves, with the possibility of moving in these grooves and sliding with their working faces along the inner working surface of the housing during rotation of the rotor, as well as the working fluid supply and gas exchange elements located in the wall of the casing, while the working fluid supply elements are displaced from said conditional points in the direction of rotor rotation by an angle not exceeding 23 °, gas exchange elements are displaced from said conditional points in the direction opposite to the rotation of the rotor, at an angle not exceeding 25 °.
Новые признаки заявленного технического решения по первому варианту изобретения заключаются в выполнении корпуса в виде эллипса (в поперечном сечении), расположении элементов подачи рабочего тела в вершинах малой оси эллипса, а также в расположении элементов газообмена со смещением от элементов подачи рабочего тела на угол, не превышающий 45° в направлении, противоположном вращению ротора.New features of the claimed technical solution according to the first embodiment of the invention are in the case in the form of an ellipse (in cross section), the location of the working fluid supply elements at the vertices of the small axis of the ellipse, as well as the arrangement of gas exchange elements offset from the working fluid supply elements by an angle not exceeding 45 ° in the opposite direction to the rotation of the rotor.
Новые признаки заявленного технического решения по второму варианту изобретения заключаются в выполнении внутренней рабочей поверхности корпуса в его поперечном сечении в виде фигуры, образованной внешними частями контуров двух наложенных друг на друга эллипсов, центры симметрии которых совпадают, а соответствующие оси расположены под прямым углом друг к другу, и дугообразными линиями, обеспечивающими плавное сопряжение указанных внешних частей контуров двух эллипсов в условных точках пересечений их контуров; кроме того, элементы подачи рабочего тела расположены со смещением от условных точек в направлении вращения ротора на угол, не превышающий 23°, элементы газообмена расположены со смещением от упомянутых условных точек в направлении, противоположном вращению ротора, на угол, не превышающий 25°.New features of the claimed technical solution according to the second embodiment of the invention consist in the execution of the inner working surface of the housing in its cross section in the form of a figure formed by the external parts of the contours of two ellipses superimposed on each other, the centers of symmetry of which coincide, and the corresponding axes are located at right angles to each other , and arcuate lines that ensure smooth conjugation of these external parts of the contours of two ellipses at the conditional points of intersection of their contours; in addition, the working fluid supply elements are located with an offset from the conditional points in the direction of rotation of the rotor by an angle not exceeding 23 °, the gas exchange elements are located with an offset from the conditional points in the direction opposite to the rotor rotation, by an angle not exceeding 25 °.
Перечень фигур чертежейList of drawings
На фиг.1 схематично показан первый вариант роторно-поршневого двигателя, внутренняя рабочая поверхность корпуса которого в поперечном сечении выполнена в виде эллипса; на фиг.2 схематично показан второй вариант роторно-поршневого двигателя, внутренняя рабочая поверхность корпуса которого в поперечном сечении выполнена в виде фигуры, образованной внешними частями контуров двух наложенных друг на друга эллипсов, центры симметрии которых совпадают, а соответствующие оси расположены под прямым углом друг к другу, и дугообразными линиями, обеспечивающими плавное сопряжение указанных внешних частей контуров двух эллипсов в условных точках пересечений их контуров.Figure 1 schematically shows a first embodiment of a rotary piston engine, the inner working surface of the housing of which in cross section is made in the form of an ellipse; figure 2 schematically shows a second embodiment of a rotary piston engine, the inner working surface of the housing of which in cross section is made in the form of a figure formed by the external parts of the contours of two ellipses superimposed on each other, the centers of symmetry of which coincide, and the corresponding axes are located at right angles to each other to a friend, and arcuate lines that ensure smooth conjugation of these external parts of the contours of two ellipses at the conditional intersection points of their contours.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Двигатель по первому варианту изобретения (фиг.1) содержит неподвижный полый корпус 1, внутренняя поверхность 2 которого выполнена цилиндрической с направляющей в виде эллипса (т.е в поперечном сечении поверхность 2 имеет форму эллипса, а с торцов корпус закрыт крышами); ротор 3, в котором выполнены четыре радиальных паза 4; четыре лопасти 5, 6, 7 и 8, установленные в упомянутых пазах 4 с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней поверхности 2 корпуса 1; элементы 9 подачи рабочего тела; элементы 10 газообмена.The engine according to the first embodiment of the invention (Fig. 1) comprises a fixed hollow body 1, the inner surface 2 of which is made cylindrical with a guide in the form of an ellipse (i.e., in cross section, surface 2 has the shape of an ellipse, and the ends are covered by roofs); a rotor 3 in which four radial grooves 4 are made; four blades 5, 6, 7 and 8 installed in said grooves 4 with the possibility of moving in these grooves and sliding with their working faces along the inner surface 2 of the housing 1; elements 9 feed the working fluid; gas exchange elements 10.
Ротор 3 установлен в корпусе 1 соосно с его внутренней цилиндрической поверхностью 2 (т.е. центр эллипса поперечного сечения поверхности 2 и центр окружности поперечного сечения ротора 3 совпадают, - это центр «О» на фиг.1). Пазы 4 и, соответственно, лопасти 5-8 расположены равномерно по окружности поперечного сечения ротора 3. Минимальное число лопастей, как показано на фиг.1, четыре. В этом случае угол между любыми двумя смежными лопастями составляет 90°, а угол между противоположными лопастями составляет 180°. Элементы 9 подачи рабочего тела установлены в корпусе 1 в вершинах малой оси 11 эллипса рабочей поверхности 2, а элементы 10 газообмена установлены в корпусе 1 со смещением от элементов 9 подачи рабочего тела на угол, не превышающий 45° в направлении, противоположном вращению ротора 3 (направление вращения показано на фиг.1 дугообразной стрелкой). Количество лопастей может быть больше четырех, но обязательно четным. Лопасти должны располагаться равномерно по окружности поперечного сечения ротора. При этом лопасти установлены в пазах 4 с подпружиниванием в направлении от оси ротора. Данное подпружинивание обеспечивается установкой в пазах 4 соответствующих пружин (не показаны) и/или подачей в пазы 4 газа под давлением (могут использоваться отработанные газы).The rotor 3 is installed in the housing 1 coaxially with its inner cylindrical surface 2 (i.e., the center of the ellipse of the cross section of the surface 2 and the center of the circumference of the cross section of the rotor 3 are the same, this is the center "O" in figure 1). The grooves 4 and, respectively, the blades 5-8 are evenly spaced around the circumference of the cross section of the rotor 3. The minimum number of blades, as shown in figure 1, four. In this case, the angle between any two adjacent blades is 90 °, and the angle between the opposite blades is 180 °. The working fluid supply elements 9 are installed in the housing 1 at the vertices of the minor axis 11 of the ellipse of the working surface 2, and the gas exchange elements 10 are installed in the housing 1 with an offset from the working fluid supply elements 9 by an angle not exceeding 45 ° in the direction opposite to the rotation of the rotor 3 ( the direction of rotation is shown in FIG. 1 by an arched arrow). The number of blades can be more than four, but always even. The blades should be evenly spaced around the circumference of the rotor's cross section. When this blade is installed in the grooves 4 with spring-loaded in the direction from the axis of the rotor. This springing is provided by installing corresponding springs (not shown) in the grooves 4 and / or supplying gas under pressure in the grooves 4 (exhaust gases can be used).
Работа роторно-поршневого двигателя по первому варианту изобретения заключается в следующем.The operation of the rotary piston engine according to the first embodiment of the invention is as follows.
В исходном положении ротора 3 (как показано на фиг.1) его пара противоположно направленных лопастей (на фиг.1 это лопасти 5 и 7) должны располагаться между соответствующими элементами 9 подачи рабочего тела и соответствующими элементами 10 газообмена, так чтобы элементы 9 подачи рабочего тела (этих элементов в рассматриваемом примере два) находились между соответствующими смежными лопастями (т.е. один элемент 9 должен находиться между лопастями 5 и 6, а другой - между лопастями 7 и 8), а элементы 10 газообмена при этом не должны находиться между теми же соответствующими смежными лопастями. При этом пространство между смежными лопастями 5 и 6 образует одну рабочую камеру (назовем ее первой), а пространство между другими смежными лопастями 7 и 8 образует вторую рабочую камеру. Если указанное условие начального расположения лопастей в момент пуска двигателя не выполнено, то стартером (не показан) обеспечивается принудительный поворот ротора 3 для обеспечения упомянутого расположения лопастей. В таком положении ротора 3 посредством элементов 9 осуществляют подачу рабочего тела во внутреннюю полость корпуса 1 с двух сторон этого корпуса в два рабочих пространства (в первую рабочую камеру, т.е. в пространство между смежными лопастями 5 и 6 и во вторую рабочую камеру, т.е. в пространство между смежными лопастями 7 и 8). В качестве рабочего тела может использоваться воспламеняющийся в смеси с воздухом бензин или солярка, либо сжатый до высокого давления воздух или иной газ (или пар). В последнем случае, как показано на фиг.1, в конструкции двигателя предусмотрен газогенератор 12 (или парогенератор), ресивер 13 и дроссель 14, посредством которого ресивер 13 соединен с элементами 9 (форсунками). Вообще говоря, в качестве элементов 9 подачи рабочего тела могут использоваться форсунки топлива и окислителя, подачи сжатого газа, свечи зажигания и др.In the initial position of the rotor 3 (as shown in Fig. 1), its pair of oppositely directed blades (in Fig. 1 these are blades 5 and 7) should be located between the corresponding elements 9 of the supply of the working fluid and the corresponding elements 10 of gas exchange, so that the elements 9 of the supply of the working bodies (there are two of these elements in the considered example) between the corresponding adjacent blades (i.e., one element 9 should be between the blades 5 and 6, and the other between the blades 7 and 8), while the gas exchange elements 10 should not be between those e corresponding adjacent blades. The space between adjacent blades 5 and 6 forms one working chamber (let's call it the first), and the space between other adjacent blades 7 and 8 forms a second working chamber. If the specified condition for the initial location of the blades at the time of starting the engine is not fulfilled, then the starter (not shown) provides for the forced rotation of the rotor 3 to ensure the mentioned location of the blades. In this position of the rotor 3 by means of elements 9, the working fluid is fed into the internal cavity of the housing 1 from two sides of this housing into two working spaces (into the first working chamber, i.e. into the space between adjacent blades 5 and 6 and into the second working chamber, i.e., into the space between adjacent blades 7 and 8). As a working fluid, gasoline or diesel fuel flammable in a mixture with air or air or other gas (or steam) compressed to high pressure can be used. In the latter case, as shown in FIG. 1, a gas generator 12 (or a steam generator), a receiver 13 and a throttle 14, through which the receiver 13 is connected to the elements 9 (nozzles), are provided in the engine design. Generally speaking, fuel and oxidizer nozzles, compressed gas supply, spark plugs, etc. can be used as elements 9 for supplying a working fluid.
Рабочее тело, находящееся под высоким давлением в первой и второй рабочих камерах, оказывает разное давление на смежные лопасти каждой рабочей камеры благодаря эллиптической форме поверхности 2 в ее поперечном сечении и по этой причине разной выдвинутости смежных лопастей. Возникающие в результате этого разности давлений заставляют ротор вращаться по часовой стрелке. При повороте ротора 3 на угол 90° первая по ходу вращения лопасть каждой рабочей камеры (лопасть 6 первой рабочей камеры и лопасть 8 второй рабочей камеры) переходит соответствующую точку расположения соответствующего газообменного элемента 10, вследствие чего газ из каждой рабочей камеры свободно выходит наружу. Далее цикл повторяется. При этом благодаря конструктивной симметрии и симметрии протекающих в двигателе процессов все внутренние силы, возникающие в процессе работы двигателя, попарно уравновешены.The working fluid, which is under high pressure in the first and second working chambers, exerts different pressure on the adjacent blades of each working chamber due to the elliptical shape of the surface 2 in its cross section and, for this reason, different extension of adjacent blades. The resulting pressure differences cause the rotor to rotate clockwise. When the rotor 3 is rotated through an angle of 90 °, the first blade of each working chamber (the blade 6 of the first working chamber and the blade 8 of the second working chamber) passes the corresponding location point of the corresponding gas exchange element 10, as a result of which gas from each working chamber freely exits. Next, the cycle repeats. Moreover, due to the structural symmetry and symmetry of the processes occurring in the engine, all internal forces arising during the operation of the engine are balanced in pairs.
Возможны два режима работы двигателя: режим двигателя внутреннего сгорания и режим двигателя внешнего сгорания. В первом режиме смесь горючего и окислителя при помощи элементов 9 подается в две рабочие камеры (камеры сгорания между лопастями 5-6 и 7-8), где эта смесь сгорает и образовавшиеся в результате этого сгорания газы производят вращение ротора 3. При этом возможно осуществление как цикла Карно, так и цикла Дизеля. Во втором режиме смесь горючего и окислителя подается в газогенератор 12, где эта смесь сгорает, образовавшиеся газы аккумулируются в ресивере 13 и оттуда через регулирующий дроссель 14 газ поступает через элементы 9 в две рабочие камеры (камера между лопастями 5 и 6 и камера между лопастями 7 и 8), где данный газ за счет его расширения производит вращение ротора 3. При этом вместо газа, образуемого сжиганием горючего, может использоваться водяной пар, генерируемый парогенератором 12.Two engine operating modes are possible: internal combustion engine mode and external combustion engine mode. In the first mode, the mixture of fuel and oxidizer using elements 9 is fed into two working chambers (combustion chambers between the blades 5-6 and 7-8), where this mixture burns and the gases formed as a result of this combustion rotate the rotor 3. In this case, it is possible to realize both the Carnot cycle and the Diesel cycle. In the second mode, the mixture of fuel and oxidizer is supplied to the gas generator 12, where this mixture is burned, the resulting gases are accumulated in the receiver 13 and from there through the control choke 14 the gas enters through the elements 9 into two working chambers (the chamber between the blades 5 and 6 and the chamber between the blades 7 and 8) where the given gas rotates the rotor 3 due to its expansion. Moreover, instead of the gas formed by burning fuel, water vapor generated by the steam generator 12 can be used.
В рассматриваемом двигателе отсутствуют циклы всасывания и циклы сжатия, а цикл выхлопа происходит без применения дополнительных деталей. Кроме того, нет необходимости применять впускные и выпускные клапаны, а также их привод; полностью исключен механизм газораспределения (см. патент RU №55046). Возможно образование двух и более рабочих камер и, вследствие этого, возможна организация двух или большего числа рабочих циклов за один оборот ротора.In the engine in question, there are no suction and compression cycles, and the exhaust cycle occurs without the use of additional parts. In addition, there is no need to use inlet and outlet valves, as well as their drive; the gas distribution mechanism is completely excluded (see patent RU No. 55046). The formation of two or more working chambers is possible and, as a result, the organization of two or more working cycles per revolution of the rotor is possible.
Двигатель по второму варианту изобретения (фиг.2) отличается от двигателя по первому варианту прежде всего формой направляющей внутренней цилиндрической поверхности корпуса: эта направляющая представляет собой фигуру, образованную внешними частями 15, 16, 17 и 18 контуров двух наложенных друг на друга эллипсов, центры симметрии которых совпадают (центр «О»), а соответствующие оси расположены под прямым углом друг к другу, и четырьмя дугообразными линиями 19, обеспечивающими плавное сопряжение указанных внешних частей контуров двух эллипсов в условных точках 20 пересечений их контуров (на фиг.2 упомянутые внешние части контуров эллипсов показаны сплошными линиями, а соответствующие внутренние части - штриховыми линиями). Кроме того, ротор 21 имеет как минимум восемь радиальных лопастей 22 (на фиг.2 показано восемь лопастей, однако может быть больше, но обязательно четное число), которые расположены равномерно по окружности ротора (т.е. при восьми лопастях угол между любыми двумя смежными лопастями составляет 45°, а угол между противоположными лопастями составляет 180°). Элементы 23 подачи рабочего тела установлены в корпусе 1 в четырех точках со смещением от упомянутых условных точек 20 в направлении вращения ротора на угол, не превышающий 23°, а элементы 24 газообмена расположены в четырех точках корпуса со смещением от упомянутых условных точек 20 в направлении, противоположном вращению ротора, на угол, не превышающий 25°.The engine according to the second embodiment of the invention (Fig. 2) differs from the engine according to the first embodiment primarily in the shape of the guide of the inner cylindrical surface of the housing: this guide is a figure formed by the
Работа роторно-поршневого двигателя по второму варианту изобретения аналогична работе двигателя по первому варианту изобретения с поправкой на удвоенное количество лопастей, элементов подачи рабочего тела и элементов газообмена.The operation of the rotary piston engine according to the second embodiment of the invention is similar to the operation of the engine according to the first embodiment of the invention, adjusted for double the number of blades, feed elements of the working fluid and gas exchange elements.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008131716/06A RU2361089C1 (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Rotor-piston engine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008131716/06A RU2361089C1 (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Rotor-piston engine (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2361089C1 true RU2361089C1 (en) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008131716/06A RU2361089C1 (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Rotor-piston engine (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2361089C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013062440A3 (en) * | 2011-10-24 | 2013-06-20 | Glumov Fedor Kamilievich | Steam-driven rotary vane engine |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3585973A (en) * | 1969-02-13 | 1971-06-22 | John J Klover | Radial chamber positive displacement, fluid power device |
| RU2011866C1 (en) * | 1990-09-14 | 1994-04-30 | Николаевский кораблестроительный институт им.С.О.Макарова | Rotor internal combustion engine |
| RU2021542C1 (en) * | 1991-04-30 | 1994-10-15 | Геннадий Петрович Белев | Universal turbo-rotor engine |
| RU2118466C1 (en) * | 1996-03-21 | 1998-08-27 | Александр Михайлович Кармальский | Rotary internal-combustion engine |
| US6761143B1 (en) * | 1999-11-04 | 2004-07-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Coupling structure for expansion unit output shaft and driven-side transmission shaft |
-
2008
- 2008-07-31 RU RU2008131716/06A patent/RU2361089C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3585973A (en) * | 1969-02-13 | 1971-06-22 | John J Klover | Radial chamber positive displacement, fluid power device |
| RU2011866C1 (en) * | 1990-09-14 | 1994-04-30 | Николаевский кораблестроительный институт им.С.О.Макарова | Rotor internal combustion engine |
| RU2021542C1 (en) * | 1991-04-30 | 1994-10-15 | Геннадий Петрович Белев | Universal turbo-rotor engine |
| RU2118466C1 (en) * | 1996-03-21 | 1998-08-27 | Александр Михайлович Кармальский | Rotary internal-combustion engine |
| US6761143B1 (en) * | 1999-11-04 | 2004-07-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Coupling structure for expansion unit output shaft and driven-side transmission shaft |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013062440A3 (en) * | 2011-10-24 | 2013-06-20 | Glumov Fedor Kamilievich | Steam-driven rotary vane engine |
| RU2491425C2 (en) * | 2011-10-24 | 2013-08-27 | Федор Камильевич Глумов | Steam rotary vaned motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3797464A (en) | Balanced rotary combustion engine | |
| US5379736A (en) | Gas compressor/expander | |
| EA006410B1 (en) | Internal combustion engine and method | |
| WO2007062116A1 (en) | Internal combustion engine | |
| US20120103301A1 (en) | Rotary valve continuous flow expansible chamber dynamic and positive displacement rotary devices | |
| RU2528796C2 (en) | Internal combustion engine: six-stroke rotary engine with spinning gates, separate rotor different-purpose sections, invariable volume combustion chambers arranged in working rotors | |
| WO2003052245A1 (en) | Sequential rotary piston engine | |
| JPS6147967B2 (en) | ||
| US4316439A (en) | Rotary engine with internal or external pressure cycle | |
| RU2538148C2 (en) | Rotary-vane device | |
| WO2006046027A1 (en) | Rotary vane engine | |
| KR102511792B1 (en) | sine rotary engine | |
| RU2361089C1 (en) | Rotor-piston engine (versions) | |
| JPH1068301A (en) | Vane rotation type volume changing device and internal combustion engine using the device | |
| JP2011032877A (en) | Rotary piston machine | |
| RU2352796C2 (en) | Phokin ice | |
| UA74755C2 (en) | Blade-geared engine or combustion engine | |
| RU87465U1 (en) | ROTOR-PISTON ENGINE | |
| RU2409749C1 (en) | Rotary piston engine | |
| RU186706U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| RU87464U1 (en) | ROTOR-PISTON ENGINE | |
| RU2753705C2 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
| Nice | How Rotary Engines Work | |
| RU2451801C2 (en) | Two-axes rotary chamber ice | |
| RU131415U1 (en) | ROTARY DEVICE WITH GATE Baffle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110801 |