RU2300001C2 - Cylindrical eccentric internal combustion rotary engine (versions) - Google Patents
Cylindrical eccentric internal combustion rotary engine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2300001C2 RU2300001C2 RU2004125205/06A RU2004125205A RU2300001C2 RU 2300001 C2 RU2300001 C2 RU 2300001C2 RU 2004125205/06 A RU2004125205/06 A RU 2004125205/06A RU 2004125205 A RU2004125205 A RU 2004125205A RU 2300001 C2 RU2300001 C2 RU 2300001C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- stator
- rotor
- crown
- engine
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 11
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 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
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания, и может быть применено в качестве двигателя в различных машинах и агрегатах.The invention relates to engine building, in particular to rotary internal combustion engines, and can be used as an engine in various machines and assemblies.
Изобретение названо «Цилиндрический эксцентричный роторный двигатель внутреннего сгорания (ЦЭРДВС или ЦЭРД)» потому, что основной его механизм - преобразователь энергии, состоит из двух цилиндров разных диаметров, расположенных один в другом эксцентрично. Силовым элементом его (движителем) является цилиндр, вращающийся вокруг своей оси. Поэтому он называется роторный. В двигателе энергия сжатых газов, получаемых от сжигания топлива, преобразуется в энергию вращения ротора, поэтому двигатель называется двигателем внутреннего сгорания.The invention is called “Cylindrical eccentric rotary internal combustion engine (CERDV or CERD)” because its main mechanism is an energy converter, consists of two cylinders of different diameters, eccentrically located in one another. Its power element (propulsion) is a cylinder rotating around its axis. Therefore, it is called rotary. In the engine, the energy of the compressed gases obtained from burning fuel is converted into rotational energy of the rotor, which is why the engine is called an internal combustion engine.
Для функционирования ЦЭРД требуется воздух и топливо, применяемое для двигателей внутреннего сгорания.For the operation of the DECs, air and fuel used for internal combustion engines are required.
Отдельно цилиндрические эксцентричные механизмы могут применяться в качестве газовых и жидкостных насосов.Separately cylindrical eccentric mechanisms can be used as gas and liquid pumps.
Наиболее близким аналогом данного изобретения является роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий нагнетатель, цилиндр статора, ротор с лопатками (см. WO 03/056156, опубл. 10.07.2003).The closest analogue of this invention is a rotary internal combustion engine containing a supercharger, a stator cylinder, a rotor with blades (see WO 03/056156, publ. 10.07.2003).
Целью изобретения является улучшение энергетических и экономических характеристик двигателя внутреннего сгорания.The aim of the invention is to improve the energy and economic characteristics of an internal combustion engine.
Указанная цель может достигаться благодаря двум вариантам выполнения двигателя.The specified goal can be achieved thanks to two variants of the engine.
Вариант 1.
Цилиндрический эксцентричный роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий нагнетатель и преобразователь энергии, выполненный в виде цилиндра статора, в котором эксцентрично расположен цилиндр ротора с пазами, в которые вставлены лопатки, согласно изобретению он снабжен коронками, стянутыми стяжками с лопатками, при этом лопатки и коронки имеют цилиндрические контактные поверхности с возможностью поворота друг относительно друга, коронки имеют ножки с лапками и сектором, посредством которых коронка опирается на ось статора, закрепленную в центре цилиндра статора, и вращается на оси, причем все коронки объединены на оси статора стягивающими кольцами, воспринимающими центробежные силы, передающиеся им через секторы. Ножки коронки могут проходить через вырезы в лопатке. Ножки коронок могут иметь с одной стороны правую, а с другой стороны левую резьбу для достижения контакта необходимой плотности коронки с внутренней поверхностью статора за счет поворота ножки. Для уменьшения трения между контактными поверхностями лопатки и коронки могут быть расположены цилиндрические ролики.A cylindrical eccentric rotary internal combustion engine comprising a supercharger and an energy converter, made in the form of a stator cylinder, in which the rotor cylinder is eccentrically located with grooves in which the blades are inserted, according to the invention it is equipped with crowns pulled together with scapular blades, while the blades and crowns have cylindrical contact surfaces with the possibility of rotation relative to each other, the crowns have legs with paws and a sector whereby the crown rests on the stator axis, mounted in the center of the stator cylinder, and rotates on the axis, and all the crowns are combined on the stator axis by tightening rings, perceiving centrifugal forces transmitted to them through the sectors. The legs of the crown can pass through the cutouts in the scapula. The crown legs can have right and left threads on one side to achieve contact of the required crown density with the inner surface of the stator due to rotation of the leg. To reduce friction between the contact surfaces of the blade and crown, cylindrical rollers can be arranged.
Вариант 2.
Цилиндрический эксцентричный роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий нагнетатель и преобразователь энергии, выполненный в виде закрепленного неподвижно цилиндра статора, вокруг которого вращается расположенный эксцентрично статору цилиндр ротора с лопатками, выполненными в виде ползунов, согласно изобретению лопатки снабжены стяжками, осями, пружинами и полками, на которых установлен ролик, при этом двигатель снабжен вращающимся вместе с лопатками стягивающим кольцом, закрепленным на ролике одной из лопаток и воспринимающим действующие на лопатки при вращении ротора центробежные силы. Статор может иметь посадочные шлицевые пояса, стопорящие крышки на статоре от проворачивания. В крышках могут быть установлены устройства для зажигания рабочей смеси.A cylindrical eccentric rotary internal combustion engine comprising a supercharger and an energy converter, made in the form of a fixed stator cylinder, around which a rotor eccentrically arranged stator cylinder rotates with blades made in the form of sliders, according to the invention, the blades are equipped with couplers, axles, springs and shelves, of which the roller is installed, while the engine is equipped with a tightening ring rotating together with the blades, mounted on the roller of one of the blades and centrifugal forces acting on the blades during rotation of the rotor. The stator can have landing splined belts, locking covers on the stator from turning. Devices for ignition of the working mixture can be installed in the covers.
В цилиндрическом эксцентричном роторном двигателе энергия сжатых газов преобразуется в энергию вращения ротора. В двигателе используется явление изменения расстояния между стенками цилиндров большого и меньшего диаметров, расположенных один в другом эксцентрично. Если разбить пространство между цилиндрами лопатками (фиг.1) на несколько секторов (в нашем случае на четыре) и вращать один цилиндр, назовем его ротор, вместе с лопатками относительно другого, назовем его статор, то объем каждого сектора будет изменяться от минимального до максимального. Если пространство между цилиндрами с торцов закрыть крышками, а в положении I в сектор закачать газ под давлением Pi, то в положении I +Δφ этот газ будет воздействовать на лопатку с большим вылетом h и повернет ротор в сторону этой лопатки до положения III. Таким образом, энергия давления газов превращается в энергию вращения ротора. В заявке представлены следующие графические материалы.In a cylindrical eccentric rotary engine, the energy of compressed gases is converted into rotational energy of the rotor. The engine uses the phenomenon of changes in the distance between the walls of the cylinders of large and smaller diameters, eccentrically located in one another. If we divide the space between the cylinders of the blades (Fig. 1) into several sectors (in our case, four) and rotate one cylinder, call it a rotor, together with the blades relative to another, call it a stator, then the volume of each sector will change from minimum to maximum . If the space between the cylinders from the ends is closed with caps, and in position I, gas is injected into the sector under pressure P i , then in the position I + Δφ this gas will act on the blade with a large reach h and rotate the rotor towards this blade to position III. Thus, the energy of gas pressure is converted into the energy of rotation of the rotor. The following graphic materials are presented in the application.
Чертежи, поясняющие изобретение:Drawings illustrating the invention:
фиг.1 - принцип работы преобразователя энергии ЦЭРД;figure 1 - the principle of operation of the energy Converter CERD;
фиг.2 - схема ЦЭРД со смесителем;figure 2 - diagram of the DEC with a mixer;
фиг.3 - схема дизельного ЦЭРД;figure 3 is a diagram of a diesel DEC;
фиг.4 - схема преобразователя энергии с наружным ротором;4 is a diagram of an energy converter with an external rotor;
фиг.5 - схема преобразователя энергии с внутренним ротором;5 is a diagram of an energy converter with an internal rotor;
фиг.6 - конструктивная схема ЦЭРД с внутренним ротором;6 is a structural diagram of a DEC with an internal rotor;
фиг.7 - конструктивная схема ЦЭРД с наружным ротором;Fig.7 is a structural diagram of the DEC with an external rotor;
фиг.8 - преобразователь энергии с внутренним ротором;Fig - energy Converter with an internal rotor;
фиг.9 - статор;Fig.9 is a stator;
фиг.10 - ротор;figure 10 - rotor;
фиг.11 - ротор, разрез А-А повернуто на 45°;11 - rotor, section AA rotated by 45 °;
фиг.12 - ротор, вид А;Fig - rotor, view A;
фиг.13 - лопатка;Fig.13 is a blade;
фиг.14 - коронка;Fig.14 - crown;
фиг.15 - коронка;Fig.15 - crown;
фиг.16 - коронка в сборе;Fig.16 - crown assembly;
фиг.17 - схема работы коронки;Fig - scheme of the crown;
фиг.18 - нейтрализация центробежных сил;Fig. 18 - neutralization of centrifugal forces;
фиг.19 - схема преобразователя энергии ЦЭРД с наружным ротором;Fig. 19 is a schematic diagram of an energy converter of a central electric propulsion system with an external rotor;
фиг.20 - статор;Fig.20 is a stator;
фиг.21 - ротор с крышкой;Fig - rotor with a cover;
фиг.22 - крышка;Fig.22 is a cover;
фиг.23 - схема вывода выходного вала в ЦЭРД с наружным ротором;FIG. 23 is a diagram of an output shaft output in a central heating engine with an external rotor; FIG.
фиг.24 - ползун с лопаткой в сборе. 24 is a slider with a blade assembly.
Обозначения:Designations:
Н - нагнетатель;H - supercharger;
П - преобразователь энергии;P - energy converter;
С - смеситель;C is a mixer;
O1 - центр вращения статора;O 1 is the center of rotation of the stator;
О2 - центр вращения ротора;O 2 - the center of rotation of the rotor;
R - радиус большего цилиндра;R is the radius of the larger cylinder;
r - радиус меньшего цилиндра;r is the radius of the smaller cylinder;
h - вылет лопатки; hл - левой лопатки, hп - правой лопатки;h - the departure of the scapula; h l - the left shoulder blade, h p - the right shoulder blade;
ΔF - сила, действующая на лопатку, вследствие давления газов;ΔF is the force acting on the blade due to gas pressure;
k - плечо действия силы ΔF;k is the shoulder of the force ΔF;
Δφ - угол поворота ротора;Δφ is the angle of rotation of the rotor;
I, II, III, IV - секторы;I, II, III, IV - sectors;
P1, Р2, Р3 - давление газа в полости сектора;P 1 , P 2 , P 3 - gas pressure in the cavity of the sector;
Fцб - центробежная сила, действующая на лопатку;F CB - centrifugal force acting on the blade;
N - сила реакции опоры.N is the reaction force of the support.
1 - статор;1 - stator;
2 - ротор;2 - rotor;
3 - крышка;3 - cover;
4 - лопатка;4 - scapula;
5 - основание двигателя;5 - the base of the engine;
6 - выходной вал;6 - output shaft;
7 - шестерни;7 - gears;
8 - коронка;8 - crown;
9 - ось преобразователя;9 - axis of the converter;
10 - зажигательное устройство;10 - incendiary device;
11 - выпускное окно;11 - outlet window;
12 - продувочное окно;12 - purge window;
13 - нагнетательное окно;13 - discharge window;
14 - полуротор;14 - half-rotor;
15 - стягивающий болт;15 - a tightening bolt;
16 - калиброванная втулка;16 - calibrated sleeve;
17 - пазы под лопатку;17 - grooves under the scapula;
18 - рабочий пояс;18 - working belt;
19 - уплотнительный пояс;19 - a sealing belt;
20 - шлицевой пояс;20 - slotted belt;
21 - хвостовик;21 - shank;
22 - опорный подшипник;22 - pillow block bearing;
23 - уплотнение;23 - consolidation;
24 - основание лопатки;24 - the base of the scapula;
25 - рабочая пластина;25 - working plate;
26 - опорная пластина;26 - a support plate;
27 - вырез для ножки коронки;27 - cutout for crown leg;
28 - крышка лопатки;28 - blade cover;
29 - контактная пластина лопатки;29 - contact plate of the scapula;
30 - ролики;30 - rollers;
31 - отверстие для стяжки;31 - hole for the coupler;
32 - стяжка;32 - screed;
33 - контргайка;33 - a lock-nut;
34 - гайка;34 - nut;
35 - ножка коронки;35 - crown leg;
36 - лапка коронки;36 - crown foot;
37 - стягивающее кольцо;37 - a tightening ring;
38 - боковая крышка;38 - side cover;
39 - контактная пластина коронки;39 - contact plate of the crown;
40 - маятник;40 - pendulum;
41 - головка коронки;41 - crown head;
42 - стяжка;42 - screed;
43 - контргайка;43 - a lock nut;
44 - сектор коронки;44 - sector of the crown;
45 - гнездо ножки;45 - leg nest;
46 - ложемент маятника;46 - the lodgement of the pendulum;
47 - ось маятник;47 - axis of the pendulum;
48 - накладка;48 - overlay;
49 - стопорное кольцо;49 - a lock ring;
50 - ролики сектора коронки;50 - crown sector rollers;
51 - винт крепления головки;51 - screw securing the head;
52 - ползун;52 - slider;
53 - пружина;53 - spring;
54 - крепежный пояс статора;54 - stator mounting belt;
55 - плечо ротора;55 - shoulder of the rotor;
56 - полка;56 - shelf;
57 - ролик;57 - roller;
58 - шлицевое соединение;58 - splined connection;
59 - переходник;59 - adapter;
60 - подшипник вала.60 - shaft bearing.
Двигатель состоит из нагнетателя Н и преобразователя энергии П. На фиг.2 изображена схема такого двигателя. Нагнетатель Н нагнетает воздух в смеситель С. Полученная в смесителе рабочая смесь поступает в преобразователь энергии. Возможен вариант, при котором топливо (бензин) впрыскивается в нагнетательную полость форсунками, которые будут располагаться за нагнетательным окном. При дизельном исполнении двигателя (фиг.3) в преобразователь энергии закачивается только воздух, а топливо под высоким давлением впрыскивается в рабочую полость. И нагнетатель, и преобразователь и все остальные детали крепятся на основании 5 двигателя. Из двигателя выходит вал 4, который передает момент вращения потребителю.The engine consists of a supercharger H and an energy converter P. Figure 2 shows a diagram of such an engine. Supercharger H pumps air into mixer C. The mixture obtained in the mixer enters the energy converter. A variant is possible in which fuel (gasoline) is injected into the injection cavity by nozzles, which will be located behind the discharge window. With a diesel engine (Fig. 3), only air is pumped into the energy converter, and fuel is injected into the working cavity at high pressure. And the supercharger, and the converter and all other parts are mounted on the
Преобразователь энергии (фиг.4, 5, 8) является основным механизмом в двигателе. Он предназначен для сжатия и сжигания рабочей смеси, нагнетаемой в него нагнетателем в бензиновых двигателях, или сжатия нагнетаемого в него воздуха и впрыска топлива в дизельных двигателях, и преобразования получившейся энергии тепла и давления газов в энергию вращения ротора.The energy Converter (Fig.4, 5, 8) is the main mechanism in the engine. It is designed to compress and burn the working mixture injected into it by a supercharger in gasoline engines, or to compress the air injected into it and fuel injection in diesel engines, and to convert the resulting heat energy and gas pressure into rotor rotation energy.
Основными деталями его являются статор 1 и ротор 2. Статором и ротором служат цилиндры преобразователя. Статором, так же как и ротором, может быть цилиндр как большего, так и меньшего диаметра.Its main components are
На фиг.4, 8 схематично изображен преобразователь энергии, ротором которого служит цилиндр меньшего размера. В преобразователе энергии ротор 2 с лопатками 4 размещены в статоре 1. Пространство между статором и ротором по торцам статора закрыто крышками 3 статора. В основании двигателя 5 врастяжку крепится ось преобразователя 9.4, 8 schematically shows an energy converter, the rotor of which is a smaller cylinder. In the energy converter, the
Статор (фиг.9) является основой для всех деталей и механизмов преобразователя. В представляемом двигателе статором 1 служит цилиндр большего диаметра, в центре которого врастяжку в основании 5 крепится ось преобразователя 9. Пространство между статором и ротором закрываются крышками статора 3. Крышки герметизируют рабочее пространство преобразователя энергии и служат опорой для ротора. В крышках статора имеются окна: выпускное 11, продувочное 12 и нагнетательное 13. Если преобразователь энергии имеет в длину такие размеры, что только через окна в крышках качественное снабжение воздухом и рабочей смесью преобразователя затруднено, выше названные окна необходимо сделать в теле статора. Это отображено на фиг.6. Цифрами 11, 12, 13 обозначены соответственно выпускные, продувочные и нагнетательные окна, выполненные в теле статора.The stator (Fig.9) is the basis for all parts and mechanisms of the Converter. In the present engine, the
Крышки статора герметизируют рабочий пояс преобразователя. Рабочий пояс преобразователя - это пространство, в котором происходит рабочий процесс, и поверхности, в него входящие. В крышках статора размещаются также опорные подшипники 22 ротора.Stator covers seal the working belt of the converter. The working belt of the converter is the space in which the working process takes place, and the surfaces entering it. In the stator covers are also placed
Ротор (фиг.10, 11, 12) преобразует полученные от лопаток усилия в момент вращения и передает этот момент вращения на редуктор и далее, через выходной вал 6, на потребитель. Он состоит из двух полуроторов 14, соединенных с помощью стягивающих болтов 15 и калиброванных втулок 16. В теле ротора выполнены пазы 17 для лопаток. Та часть ротора, где выполнены пазы для лопаток, принимает непосредственное участие в преобразовании энергии. Она называется рабочим поясом ротора 18. За рабочим поясом следует уплотнительный пояс 19, на котором располагается опорный подшипник 22, ротора, а также элементы уплотнения 23. Далее следует шлицевой пояс 20, на котором располагаются шестерни ротора и эксцентрики насос-форсунок. Оканчивается ротор хвостовиком 21, который вращается в корпусе двигателя. Лопатка (фиг.13) предназначена для передачи усилий ротору, получаемых от давления газов. Она представляет собой прямоугольный параллелепипед, одна из сторон которого является вогнутой цилиндрической поверхностью, полуцилиндром. Эта поверхность находится в постоянном контакте с коронкой и называется контактной пластиной коронки 29. С торцов лопатки закрывают крышки 28. Основанием 24 лопатки может служить любая конструкция, имеющая достаточную жесткость на изгиб и минимальный вес. На чертеже - это конструкция из сваренных в ряд между собой трубчатых элементов. На основе крепятся рабочие пластины 25 из жаропрочного и износостойкого материала. На цилиндрической поверхности лопатки 29 устанавливаются две секции роликов 30, через которые лопатка контактирует с коронкой. Через вырезы 27 в лопатке проходят ножки коронки. Отверстия 31 служат для стяжек 32. В нижней части лопатки имеется опорная пластина 26, в которую входят стяжки. С помощью гаек 34 и контргаек 33 устанавливается необходимый контакт между лопаткой 4 и коронкой 8. Коронка (фиг.14, 15, 16) принимает на себя центробежные силы (фиг.17, 18), действующие на лопатку при вращении ротора, обеспечивает контакт необходимой плотности с внутренней поверхностью статора и оберегает внутреннюю поверхность статора от преждевременного износа, а двигатель от понижения КПД. Коронка состоит из следующих элементов. Коронка 8 - 1 шт. Ножка коронки 35 - 2 шт. Лапка коронки 36 - 2 шт. Стягивающее кольцо 37 - 4 шт. Боковая крышка 38 - 2 шт. Контактная пластина 39 - 1 шт. Маятник коронки 40 - 1 шт. Головка коронки 41 - 1 шт. Стяжка 42 - 3 шт.The rotor (Fig. 10, 11, 12) converts the forces received from the blades at the moment of rotation and transfers this moment of rotation to the gearbox and further, through the
Контргайка 43 - 4 шт. Сектор коронки 44 - 2 шт. Гнездо ножки 45 - 4 шт. Ложемент оси маятника 46 - 1 шт. Ось маятника 47 - 1 шт. Накладка 48 - 1 шт. Стопорное кольцо 49 - 4 шт. Винты крепления головки 50 - 12 шт. Коронка 8 своими лапками 36 через сектор коронки 44 упирается в ось 9 преобразователя, расположенную в центре вращения O1. В гнезда ножек 45, имеющихся на лапках и коронке, вкручиваются ножки коронки 35, имеющие с одной стороны правую, а с другой стороны левую резьбы. Вращением ножки в одну или другую сторону, можно добиться контакта необходимой плотности между коронкой и внутренней поверхностью статора. К коронке с помощью стяжек 42 крепится лопатка. Лопатка и коронка имеют цилиндрические контактные поверхности 39; у лопатки вогнутая, у коронки выпуклая. Для уменьшения силы трения между этими поверхностями расположены цилиндрические ролики 30, соединенные в две секции. В процессе работы, лопатка и коронка при повороте друг относительно друга просто катаются на этих роликах. Маятник коронки 40, к которому относятся стяжки, имеет ось 47, которая поворачивается на своем ложементе 46, расположенном в коронке. Сверху ось закрывается накладкой 48. Венчает коронку головка коронки 41, крепящаяся к ней винтами 51. Все коронки соединяются на оси стягивающими кольцами 37, воспринимающими на себя центробежные силы Fцб, передающиеся им через секторы коронок 44. Стягивающие кольца удерживаются от осевого смещения стопорными кольцами 49. Для уменьшения трения между поверхностями сектора и стягивающего кольца предусмотрены ролики 50.Locknut 43 - 4 pcs. Crown sector 44 - 2 pcs. Leg socket 45 - 4 pcs. The lodgement of the axis of the pendulum 46 - 1 pc. Pendulum axis 47 - 1 pc. Cover plate 48 - 1 pc. Circlip 49 - 4 pcs. Head fixing screws 50 - 12 pcs. The
Нагнетатель может быть любого типа. Нагнетатель обеспечивает продувку воздухом рабочей полости преобразователя от отработанных газов, приготовление рабочей смеси необходимого качества, в необходимых количествах, нагнетание смеси или воздуха в преобразователь энергии в необходимом количестве.The supercharger can be of any type. The supercharger provides air purging of the working cavity of the converter from the exhaust gases, preparing the working mixture of the required quality, in the required quantities, pumping the mixture or air into the energy converter in the required quantity.
На основании 5 размещаются и крепятся узлы и механизмы двигателя, а также узлы для крепления двигателя в агрегате, в котором этот двигатель будет работать. Шестерни 7 служат для передачи момента вращения с ротора на другие агрегаты и механизмы двигателя, в том числе на выходной вал 6. Выходной вал 6 служит для передачи момента вращения, образующегося в двигателе, потребителю. Потребителем может быть трансмиссия автомобиля, электрический генератор и прочее.On the basis of 5 are placed and fastened the nodes and mechanisms of the engine, as well as nodes for mounting the engine in the unit in which this engine will work.
ЦЭРД с внутренним ротором работает следующим образом. Ротор 2 вращается в статоре 1. Ротором служит цилиндр меньшего диаметра, имеющий пазы, расположенные вдоль оси нормально к ней. В пазы ротора вставлены лопатки 4, имеющие возможность двигаться в этих пазах нормально к оси лопатки. Крышки преобразователя 3, внутренняя поверхность цилиндра статора и внешняя поверхность цилиндра ротора образуют полости. В представляемом двигателе четыре полости. При повороте ротора (фиг.1) объем полости изменяется от V=V0. до V=V3, и обратно. В преобразователь энергии при нахождении полости в положении IV из смесителя поступает рабочая смесь (такт нагнетания). При повороте ротора от положения IV до положения I, объем полости уменьшится от V=V4 до V=V0, - происходит сжатие рабочей смеси (такт сжатия). Когда полость достигает положения I+Δφ, происходит воспламенение рабочей смеси. Рабочая смесь зажигается с помощью зажигательного устройства 10. Если в двигателе будет использоваться дизельное топливо, в положении IV полости заполняются воздухом, а в положении I+Δφ впрыскивается горючее. Горючее при соприкосновении со сжатым воздухом воспламеняется. Сжатый газ, полученный в результате воспламенения рабочей смеси, или горючего, воздействует на лопатки. Лопатки вращают ротор. Ротор поворачивается, объем полости увеличивается, давление в полости падает. Происходит рабочий ход. Момент вращения ротора (фиг.6) через шестерни 7 передается на выходной вал 6 двигателя. В положении III в крышках статора предусмотрены выпускные окна, в которые выходят отработанные газы. Когда полость достигнет положения III, происходит выброс продуктов сгорания (выхлоп). Таким образом, получился полный четырехтактный цикл двигателя внутреннего сгорания. И такой цикл проходит каждая из полостей преобразователя за один оборот ротора.CERD with an internal rotor operates as follows. The
Для эффективного освобождения от отработанных газов и создания условий для вращения ротора (фиг.9) сразу же за выпускным окном 11 расположено продувочное окно 12. Нагнетатель нагнетает воздух в основную магистраль. От этой магистрали ответвляется магистраль продувки, поставляющая воздух в продувочное окно 12. Нагнетаемый в полость воздух создает за выпускным окном зону повышенного давления. Отработанные газы, столкнувшись с этой преградой, не проникают дальше в полость, а подпираемые лопаткой с одной стороны и воздухом под давлением с другой стороны, будут выходить в выпускное окно 11. Давление воздуха в продувочном окне должно быть достаточным, чтобы не допустить проникновения отработанных газов в полость, но и не слишком большим, чтобы в выпускное окно воздуха выходило как можно меньше. С увеличением скорости вращения ротора увеличивается и центробежная сила, действующая на лопатку, а значит, и сила трения между лопаткой и внутренней поверхностью статора, что приводит к преждевременному износу соприкасающихся поверхностей и падению КПД двигателя. Поэтому лопаточные двигатели, несмотря на все их преимущества не находят широкого применения. Чтобы избежать этого явления, в двигателе предусмотрены коронки.To effectively relieve exhaust gases and create conditions for the rotation of the rotor (Fig. 9), a
Коронка (фиг.14, 15, 16) - это, в принципе, скоба, опоясывающая лопатку. Своими ножками 35 коронка опирается на ось преобразователя 9 и, прижатая к этой оси стягивающими кольцами 37, вращается на ней. Цилиндрические поверхности контакта 39 между лопаткой и коронкой позволяют поворачиваться им относительно друг друга на необходимый угол (примерно 11°), а с помощью оси маятника 47 и стяжек 32, которые составляют одно целое с осью маятника, достигается необходимая плотность контакта лопатки с коронкой. Размер высоты коронки равен радиусу статора. Коронка ведет лопатку по траектории радиуса статора, обеспечивая всей системе необходимую плотность контакта, не допуская проявления центробежных сил, на увеличении силы трения между системой коронка-лопатка и внутренней поверхностью статора. Стягивающие кольца 37 (фиг.17, 18) объединяют ножки всех коронок. Они принимают на себя все центробежные нагрузки, действующие на лопатку и коронку. Центробежные силы примерно одинаковые и направлены примерно в противоположные стороны. Результирующая сила будет сравнительно небольшой. Она будет действовать на ось статора, закрепленную врастяжку в основании двигателя, и через эту ось - на основание двигателя.The crown (Figs. 14, 15, 16) is, in principle, a bracket surrounding the scapula. With its
Рассмотрим вариант двигателя, у которого ротором в преобразователе энергии служит цилиндр большего диаметра. Схема двигателя такая же, как и у двигателя с ротором внутри статора. Механизм получения крутящего момента остается тем же (фиг.5): два эксцентрично расположенных один в другом цилиндра различных диаметров 1 и 2 и между их стенками лопатки 4, вращающиеся с одним из цилиндров. То есть двигатель относится к классу ЦЭРДВС, но в представляемом варианте цилиндр меньшего диаметра закрепляется неподвижно и является статором 1, вокруг которого, с центром вращения О2, вместе с лопатками вращается цилиндр большего диаметра, являющийся ротором 2. В этом случае в коронках нет необходимости, но появилась необходимость в другом элементе лопатки, который можно назвать ползуном.Consider a variant of an engine in which a cylinder of a larger diameter serves as the rotor in the energy converter. The motor circuit is the same as that of a motor with a rotor inside the stator. The mechanism for obtaining torque remains the same (figure 5): two cylinders of
Преобразователь энергии с наружным ротором может применяться как в качестве составной части ЦЭРДВС, так и в качестве всевозможных насосов и нагнетателей. На фиг.7 изображена схема двигателя, в котором в преобразователе энергии ротором является цилиндр большего размера. Основой двигателя является его основание 5. На нем крепятся все узлы и детали, и при помощи крепежных узлов основания двигатель крепится к агрегату. Преобразователь энергии (фиг.19) состоит из следующих частей: 1 - статор, 2 - ротор, 4 - лопатки, 7 - шестерни ротора, 52 - ползун, 37 - стягивающее кольцо, 10 - форсунка или свеча зажигания.An energy converter with an external rotor can be used both as an integral part of the TsERDVS, and as all kinds of pumps and superchargers. 7 shows a diagram of an engine in which a larger cylinder is the rotor in the energy converter. The base of the engine is its
Статор (фиг.25) - это основание преобразователя, на котором крепятся и вокруг которого вращаются детали преобразователя. Сам статор крепится в основании двигателя.The stator (Fig.25) is the base of the transducer on which the transducer parts are fastened and around which. The stator itself is mounted at the base of the engine.
Статор выполнен в виде полого цилиндра, на котором размещены: крепежный пояс 54, посадочный для крышки (шлицевой) пояс 20, рабочий пояс 18. В теле статора выполнены сквозные канавки, служащие окнами для нагнетания рабочей смеси 13 и окнами для нагнетания воздуха (продувочные окна) 12. В посадочном поясе для крышки имеется шлицевой пояс 20. Этим поясом крышка стопорится на статоре от прокручивания. Внутри статора располагается рубашка охлаждения статора, а также проходят магистрали наддува с рабочей смесью и магистраль продува с воздухом. Таким образом, полости преобразователя заполняются рабочей смесью и продуваются воздухом не только через окна в крышках, но и через окна статора.The stator is made in the form of a hollow cylinder, on which are placed: a fastening
Ротор (фиг.21) воспринимает усилия от лопаток, преобразует эти усилия в момент вращения и передает его через шестерни 7 на выходной вал 6 и на другие агрегаты двигателя. Ротор 2 представляет собой полый цилиндр, в котором выполнены прямоугольные отверстия 17 для размещения в них гнезд лопаток. Влево и вправо от лопаток расположены плечи ротора 55, внутренняя поверхность которых является поясом герметизации 20 ротора с крышкой, а на внешней поверхности устанавливаются шестерни ротора 7.The rotor (Fig. 21) senses forces from the blades, converts these forces at the moment of rotation and transfers it through
Крышка преобразователя энергии показана на фиг.22. У преобразователя энергии две крышки. Они закрывают с торцов рабочее пространство преобразователя. В крышках выполнены окна для магистралей преобразователя; выпускное окно 11 для выхода отработанных газов, продувочное окно 12, нагнетательное окно 13. Кроме того, в крышках размещаются устройства для зажигания рабочей смеси 10. Крышки герметизируют рабочие пояса преобразователя энергии.The cover of the energy converter is shown in FIG. The energy converter has two covers. They close from the ends the working space of the converter. The covers are made of windows for the converter lines;
На фиг.24. изображена лопатка в сборе вместе с ползуном. В представленном двигателе их четыре. Лопатка служит для восприятия усилий от сжатого газа и передачи их ротору. Лопатка состоит из основания лопатки 24, ползуна 51, маятника 40, состоящего в свою очередь из стяжек 32 и оси 47, пружин 53 - 2 шт., полки 56, на которой установлен ролик 57. Центробежные силы, действующие на лопатки при вращении ротора, воспринимает стягивающее кольцо 37, закрепленное на ролике одной из лопаток, вращающееся вместе с лопатками. С торцов лопатки закрываются крышками 28.On Fig. Shovel is shown assembled together with a slider. In the presented engine there are four of them. The blade serves to absorb the forces from the compressed gas and transfer them to the rotor. The blade consists of the base of the
Ползун 51 является связующим звеном между лопаткой и рабочей поверхностью ротора.The slider 51 is the connecting link between the blade and the working surface of the rotor.
На фиг.23 изображена схема преобразователя с наружным ротором, выходной вал которого через переходник 59, соединенный с ротором шлицевым соединением 58, через опорный подшипник 60 выходит на потребителя. Это схема соединения без использования шестерен, для передачи момента вращения потребителю.On Fig shows a diagram of a Converter with an external rotor, the output shaft of which through an
ЦЭРД могут быть как бензиновыми, так и дизельными. Бензиновые двигатели могут быть как карбюраторными, так и двигателями с впрыском топлива. По количеству лопаток - трехлопаточные и далее. По количеству преобразователей - однокамерными и многокамерными. По расположению - с параллельным расположением нагнетателей по отношению к преобразователю и последовательным расположением нагнетателей.DAC can be both gasoline and diesel. Gasoline engines can be either carbureted or fuel injection engines. By the number of blades - three-blade and beyond. By the number of converters - single-chamber and multi-chamber. By location - with a parallel arrangement of superchargers with respect to the converter and a sequential arrangement of superchargers.
С введением цилиндрического эксцентричного роторного лопаточного преобразователя энергии (ЦЭРЛП), КПД двигателя увеличился, а следовательно, улучшились и экономические показатели. КПД одной лопатки четырехлопаточного ЦЭРД будет больше КПД поршня поршневого двигателя примерно на 14,9%. КПД лопатки трехлопаточного ЦЭРД больше КПД поршня поршневого двигателя на 33,8%. Четырехлопаточный двигатель экономичнее поршневого примерно на 12,6%. Трехлопаточный ЦЭРД экономичнее поршневого двигателя на 25,1%. Введение нагнетателя приводит к увеличению мощности двигателя. Так, трехлопаточный двигатель, имеющий объем камеры сгорания, равный объему камеры сгорания поршневого двигателя в два раза мощнее этого двигателя и гораздо меньше.With the introduction of a cylindrical eccentric rotary blade energy converter (CERLP), engine efficiency has increased, and consequently, economic indicators have improved. Efficiency of one blade of a four-blade TsERD will be greater than the efficiency of the piston of the piston engine by approximately 14.9%. The efficiency of the blades of the three-bladed CERD is 33.8% higher than the efficiency of the piston of the piston engine. A four-blade engine is more economical than a piston engine by about 12.6%. The three-blade DECR is 25.1% more economical than a piston engine. The introduction of a supercharger leads to an increase in engine power. So, a three-blade engine having a volume of the combustion chamber equal to the volume of the combustion chamber of a piston engine is twice as powerful as this engine and much smaller.
Расчеты показывают, что ЦЭРД - самый эффективный двигатель, но все эти преимущества не дадут эффекта из-за того, что центробежные силы, действующие на лопатки, прижимают их к поверхности статора. Это приводит к увеличению сил трения между поверхностями лопатки и статора, в результате чего КПД двигателя уменьшается, а трущиеся поверхности изнашиваются. Этот недостаток лопаточных двигателей сводит на нет все их преимущества, поэтому лопаточные роторные двигатели не находят широкого применения. Однако введение коронок приведет к нейтрализации действия центробежных сил. К понижению потерь на трение приведет применение роликов в месте контактов коронки с лопаткой и сектора коронки со стягивающим кольцом. Эти конструктивные нововведения позволят полностью воспользоваться преимуществами ЦЭРД и приведут и к увеличению КПД, и к повышению экономичности двигателя.Calculations show that the DEC is the most efficient engine, but all these advantages will not have an effect due to the fact that centrifugal forces acting on the blades press them to the stator surface. This leads to an increase in the friction forces between the surfaces of the blades and the stator, as a result of which the engine efficiency decreases, and the friction surfaces wear out. This disadvantage of vane engines negates all their advantages, so rotary vane engines are not widely used. However, the introduction of crowns will neutralize the action of centrifugal forces. The use of rollers in the place of contact of the crown with the blade and the sector of the crown with a tightening ring will reduce friction losses. These design innovations will make it possible to take full advantage of the DECs and lead to both an increase in efficiency and an increase in engine efficiency.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004125205/06A RU2300001C2 (en) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | Cylindrical eccentric internal combustion rotary engine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004125205/06A RU2300001C2 (en) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | Cylindrical eccentric internal combustion rotary engine (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004125205A RU2004125205A (en) | 2006-01-27 |
| RU2300001C2 true RU2300001C2 (en) | 2007-05-27 |
Family
ID=36047680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004125205/06A RU2300001C2 (en) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | Cylindrical eccentric internal combustion rotary engine (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2300001C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2835533C1 (en) * | 2024-04-09 | 2025-02-27 | Олег Георгиевич Чантурия | Modular rotary internal combustion engine |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3464395A (en) * | 1967-11-27 | 1969-09-02 | Donald A Kelly | Multiple piston vane rotary internal combustion engine |
| US4241713A (en) * | 1978-07-10 | 1980-12-30 | Crutchfield Melvin R | Rotary internal combustion engine |
| US4958995A (en) * | 1986-07-22 | 1990-09-25 | Eagle Industry Co., Ltd. | Vane pump with annular recesses to control vane extension |
| RU2095592C1 (en) * | 1995-04-24 | 1997-11-10 | Николай Степанович Зеленин | Method of and device for fuel-air mixing in internal combustion rotary engine |
| WO1998053210A1 (en) * | 1997-05-23 | 1998-11-26 | Junyan Song | Eccentric sliding vane equilibrium rotor device and its applications |
| WO2003056156A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Yukio Kajino | Coaxial rotary engine |
| WO2004022919A1 (en) * | 2002-09-09 | 2004-03-18 | Ibrahim Sinan Akmandor | Rotary vane engine and thermodynamic cycle |
-
2004
- 2004-08-17 RU RU2004125205/06A patent/RU2300001C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3464395A (en) * | 1967-11-27 | 1969-09-02 | Donald A Kelly | Multiple piston vane rotary internal combustion engine |
| US4241713A (en) * | 1978-07-10 | 1980-12-30 | Crutchfield Melvin R | Rotary internal combustion engine |
| US4958995A (en) * | 1986-07-22 | 1990-09-25 | Eagle Industry Co., Ltd. | Vane pump with annular recesses to control vane extension |
| RU2095592C1 (en) * | 1995-04-24 | 1997-11-10 | Николай Степанович Зеленин | Method of and device for fuel-air mixing in internal combustion rotary engine |
| WO1998053210A1 (en) * | 1997-05-23 | 1998-11-26 | Junyan Song | Eccentric sliding vane equilibrium rotor device and its applications |
| WO2003056156A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Yukio Kajino | Coaxial rotary engine |
| WO2004022919A1 (en) * | 2002-09-09 | 2004-03-18 | Ibrahim Sinan Akmandor | Rotary vane engine and thermodynamic cycle |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2835533C1 (en) * | 2024-04-09 | 2025-02-27 | Олег Георгиевич Чантурия | Modular rotary internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004125205A (en) | 2006-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5629371B2 (en) | Planetary rotary fluid motor or motor and compressor or pump | |
| US8950377B2 (en) | Hybrid internal combustion engine (variants thereof) | |
| US6209495B1 (en) | Compound two stroke engine | |
| PT799371E (en) | AXIAL PISTON ROTARY ENGINE | |
| CN101852127A (en) | Continuous cycle engine | |
| RU2300001C2 (en) | Cylindrical eccentric internal combustion rotary engine (versions) | |
| WO2009009026A3 (en) | Rotary internal combustion engine | |
| CN101173629B (en) | Rotating internal combustion engine with double-speed transmission rotor pair | |
| US8186316B2 (en) | Opposite radial rotary-piston engine of choronski-modification | |
| CN101865022A (en) | Rotary engine | |
| EP0886051B1 (en) | A reciprocating internal combustion engine, in particular for achieving high pressures, with mechanical regulation for controlled detonation inhibition | |
| US8851044B2 (en) | Vane-type rotary actuator or an internal combustion machine | |
| CN101852125A (en) | Hybrid-power engine with square rotor | |
| KR20250048752A (en) | Tangential internal combustion engine | |
| RU2629525C1 (en) | Orbital internal combustion engine | |
| RU2400640C2 (en) | Internal combustion engine | |
| US4687427A (en) | Rotary internal combustion engine with uniformly rotating pistons cooperating with reaction elements having a varying speed of rotation and oscillating motion | |
| US7832368B2 (en) | Opposite radial rotary-piston engine of Choronski | |
| RU2117172C1 (en) | Axial internal combustion engine with rotating pistons | |
| CN106014613B (en) | A kind of electric vehicle extended-range rotary engine | |
| CN113167172A (en) | Rotor type internal combustion engine and method of operating the same | |
| AU2009351849B2 (en) | Opposite radial rotary-piston engine of Choronski | |
| RU2011865C1 (en) | Rotor-piston power plant | |
| RU2366819C1 (en) | Orlov's two-shaft rotor-blade engine | |
| CN115030812A (en) | Double-shaft impeller rotor engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20060412 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20060627 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080818 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100727 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110818 |