RU2407899C1 - Rotary piston ice - Google Patents
Rotary piston ice Download PDFInfo
- Publication number
- RU2407899C1 RU2407899C1 RU2009115121/06A RU2009115121A RU2407899C1 RU 2407899 C1 RU2407899 C1 RU 2407899C1 RU 2009115121/06 A RU2009115121/06 A RU 2009115121/06A RU 2009115121 A RU2009115121 A RU 2009115121A RU 2407899 C1 RU2407899 C1 RU 2407899C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- piston
- chamber
- exhaust
- engine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к устройствам, в которых энергия от сжигания топлива передается посредством совершения работы в механическое круговое движение поршневого элемента ротора-поршня относительно статора и предназначено для использования в качестве двигателя в различных отраслях промышленности.The invention relates to the field of engineering, specifically to devices in which energy from the combustion of fuel is transmitted by performing work in the mechanical circular motion of the piston element of the rotor-piston relative to the stator and is intended for use as an engine in various industries.
Известны конструкции двигателей внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движения поршней прямоугольного сечения [1], где рабочее пространство образовано стенками статора и поверхностью поршней. Эти двигатели принадлежат к устройствам, в которых энергия от сжигания топлива передается посредством совершения работы в механическое круговое движение поршневого элемента ротора-поршня относительно статора и предназначено для использования в качестве двигателя в различных отраслях промышленности. Основным недостатком этих двигателей - возникновение значительных сил инерции от возвратно-поступательного движения масс, большие механические потери.Known designs of internal combustion engines with reciprocating motion of pistons of rectangular cross section [1], where the working space is formed by the walls of the stator and the surface of the pistons. These engines belong to devices in which the energy from the combustion of fuel is transmitted by performing work in the mechanical circular motion of the piston element of the rotor-piston relative to the stator and is intended for use as an engine in various industries. The main disadvantage of these engines is the occurrence of significant inertia forces from the reciprocating motion of the masses, large mechanical losses.
Ближайший прототип предлагаемого изобретения - патент США [2]. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором энергия от сгорания топлива в нем передается посредством совершения работы в круговое механическое движение ротора-поршня относительно статора. Устройство двигателя является двенадцатитактным роторно-поршневым двигателем внутреннего сгорания, с шестью тактами в стадии сжатия роторами-поршнями в трех цилиндрах с последовательным уменьшением объема в них и шестью тактами в стадии сгорания роторами-поршнями в трех цилиндрах с последовательным увеличением объема в них. Между цилиндрами сжатия и цилиндрами сгорания расположена предварительная камера сгорания с установленной в ней свечой зажигания. Двигатель содержит главный вал вращения роторов-поршней и распределительный вал для вращения полумесячных клапанов. Валы соединены с помощью шестерен, угол поворота каждого полумесячного клапана связан с углом поворота сопряженного ротора-поршня.The closest prototype of the invention is a US patent [2]. A rotary piston internal combustion engine, in which energy from the combustion of fuel in it is transmitted by performing work in a circular mechanical movement of the rotor-piston relative to the stator. The engine device is a twelve-stroke rotary piston internal combustion engine, with six strokes in the compression stage by rotor-pistons in three cylinders with a sequential decrease in volume in them and six strokes in the combustion stage by rotor-pistons in three cylinders with a sequential increase in volume in them. Between the compression cylinders and the combustion cylinders there is a preliminary combustion chamber with a spark plug installed in it. The engine contains the main shaft of rotation of the rotors-pistons and a camshaft for rotating half-month valves. The shafts are connected by gears, the angle of rotation of each half-month valve is associated with the angle of rotation of the associated rotor-piston.
Двигатель имеет существенные недостатки. Конструкция ротора-поршня и клапана по форме полумесяца не позволяет создать герметичное разделение камеры всасывания с камерой сжатия в одном цилиндре. Из камеры сжатия происходит утечка топливной смеси в камеру всасывания, поэтому процесс сжатия выполнен на трех цилиндрах. Конструкция ротора-поршня и клапана по форме полумесяца не позволяет создать герметичное разделение камер сгорания с камерой выхлопа. Из камеры сгорания происходит утечка газа в фазе горения в камеру выхлопа, поэтому процесс сгорания выполнен на трех цилиндрах. Это приводит к увеличению эффективной площади камеры сгорания и уменьшению КПД. Утечка газа в фазе горения делает невозможным подачу сжатой топливной смеси и воспламенения от свечи зажигания в камере сгорания. По этой причине между цилиндрами сжатия и цилиндрами сгорания создана предварительная камера сгорания с установленной в ней свечой зажигания. Все это привело к увеличению механических потерь в устройстве с четырьмя лишними цилиндрами, предварительной камерой сгорания и усложнения конструкции. Технико-экономические параметры ухудшились по сравнению с параметрами роторных двигателей внутреннего сгорания, например двигателем Ванкеля.The engine has significant disadvantages. The design of the rotor-piston and the valve in the shape of a crescent does not allow creating a tight separation of the suction chamber with the compression chamber in one cylinder. From the compression chamber, the fuel mixture leaks into the suction chamber, so the compression process is performed on three cylinders. The design of the rotor-piston and the valve in the shape of a crescent does not allow creating a tight separation of the combustion chambers with the exhaust chamber. From the combustion chamber there is a gas leak in the combustion phase into the exhaust chamber, so the combustion process is performed on three cylinders. This leads to an increase in the effective area of the combustion chamber and a decrease in efficiency. A gas leak in the combustion phase makes it impossible to supply a compressed fuel mixture and ignition from the spark plug in the combustion chamber. For this reason, a preliminary combustion chamber with a spark plug installed in it has been created between the compression cylinders and the combustion cylinders. All this led to an increase in mechanical losses in a device with four extra cylinders, a preliminary combustion chamber, and design complications. Technical and economic parameters have deteriorated compared with the parameters of rotary internal combustion engines, for example, a Wankel engine.
При поиске прототипа было выявлено, что эти типы двигателей не выпускаются и технические характеристики неизвестны. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является четырехтактный роторно-поршневой двигатель Ванкеля [3], который имеет камеры всасывания, сжатия, сгорания, выхлопа и которые образуются в результате движения ротора-поршня относительно внутренней поверхности статора. Камеры всасывания, сжатия, сгорания и выхлопа располагаются каждая в своем секторе по окружности статора, и в каждой камере происходит периодически один и тот же такт. Двигатель Ванкеля принадлежит к устройствам, в которых энергия от сжигания топлива передается посредством совершения работы в механическое круговое движения поршневого элемента ротора-поршня относительно статора и предназначено для использования в качестве двигателя в различных отраслях промышленности.When searching for a prototype, it was revealed that these types of engines are not produced and technical specifications are unknown. The closest technical solution, selected as a prototype, is a four-stroke Wankel rotary piston engine [3], which has suction, compression, combustion, exhaust chambers and which are formed as a result of the movement of the rotor-piston relative to the inner surface of the stator. The suction, compression, combustion, and exhaust chambers are each located in their sector around the circumference of the stator, and the same cycle periodically occurs in each chamber. The Wankel engine belongs to devices in which the energy from the combustion of fuel is transmitted by performing work in the mechanical circular motion of the piston element of the rotor-piston relative to the stator and is intended for use as an engine in various industries.
В двигателе Ванкеля ротор-поршень треугольной формы скользит вершинами треугольника по внутренней сложной двухэпитрохоидной поверхности статора со значительным трением, что уменьшает механический КПД. Для уменьшения трения и предотвращения от задиров между трущимися поверхностями в топливо добавляют масло, которое в камере сгорания образует вредные примеси, которые выбрасываются из двигателя в атмосферу. Двигатель имеет большую поверхность и неблагоприятную, с позиции тепловых потерь, форму камеры сгорания, что является причиной относительно низкого индикаторного КПД и большого расхода топлива. Направление движения поверхности, от давления газа на ротор-поршень, не совпадает с касательной окружности вала вращения. Низкие пусковые качества, из-за неустойчивой работы двигателя на малых оборотах вала вращения, в результате продолжительного сообщения через камеру канала всасывания и канала выхлопа. Низкое количество тактов (циклов) на один оборот вращения двигателя [3].In a Wankel engine, a triangular-shaped rotor-piston slides with the vertices of a triangle along the internal complex two-epitrochoid stator surface with significant friction, which reduces mechanical efficiency. To reduce friction and prevent seizures between rubbing surfaces, oil is added to the fuel, which forms harmful impurities in the combustion chamber that are emitted from the engine into the atmosphere. The engine has a large surface and an unfavorable, from the position of heat loss, shape of the combustion chamber, which is the reason for the relatively low indicator efficiency and high fuel consumption. The direction of movement of the surface, from the gas pressure on the rotor-piston, does not coincide with the tangent of the circumference of the rotation shaft. Low starting qualities, due to unstable operation of the engine at low revolutions of the rotation shaft, as a result of prolonged communication through the chamber of the suction channel and exhaust channel. Low number of cycles (cycles) per revolution of the engine [3].
Для характеристики технического решения шеститактного роторно-поршневого адиабатного двигателя внутреннего сгорания используются, в частности, следующие признаки: роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором энергия от сгорания топлива в нем передается посредством совершения работы в круговое механическое движение ротора-поршня относительно статора, отличающийся тем, что конструкция двигателя является шеститактным роторно-поршневым адиабатным двигателем внутреннего сгорания с геометрическим разделением цикла на такты по секциям, на секцию с тактами всасывания-сжатия, на секцию с тактами сгорания-выхлопа, на секцию с тактами утилизации-выпуска, ротор-поршень в каждой секции закреплен на общем валу вращения двигателя со сдвигом по окружности вращения таким образом, что все такты в цикле происходят одновременно, в камере всасывания образован канал всасывания топливной смеси, а из камеры выпуска выполнен канал выпуска отработанных газов из двигателя, общий вал вращения роторов-поршней двигателя установлен на опорные подшипники, секции состоят из цилиндрических статоров, по сторонам которых установлены разделительные перегородки, а с внешних сторон - боковые крышки, в каждой секции при вращении ротор-поршень взаимодействует с боковыми стенками перегородок и крышками в цилиндре статора и образует рабочие камеры для своей секции, а в камере сжатия топливной смеси в разделительной перегородке с секцией сгорания-выхлопа образован клапан подачи сжатой топливной смеси в камеру сгорания, из камеры выхлопа в разделительной перегородке с секцией утилизации-выпуска выполнен канал впуска выхлопных газов в камеру утилизации, в статоре, около отверстия клапана подачи сжатой топливной смеси в камеру сгорания, выполнено резьбовое отверстие для установки свечи зажигания.To characterize the technical solution of the six-stroke rotary piston adiabatic internal combustion engine, in particular, the following features are used: rotary piston internal combustion engine, in which energy from the combustion of fuel is transferred therein by performing a circular mechanical movement of the rotor piston relative to the stator, different the fact that the engine design is a six-stroke rotary piston adiabatic internal combustion engine with a geometric division of the cycle into acts on sections, on a section with cycles of suction-compression, on a section with cycles of combustion-exhaust, on a section with cycles of recycling-exhaust, the rotor-piston in each section is mounted on a common shaft of rotation of the engine with a shift along the circumference of rotation so that all the cycles in the cycle occur simultaneously, the suction channel of the fuel mixture is formed in the suction chamber, and the exhaust gas discharge channel from the engine is made from the exhaust chamber, the common shaft of rotation of the engine rotors and pistons is mounted on thrust bearings, the sections consist of cyl of indigenous stators, on the sides of which dividing partitions are installed, and on the outside - side covers, in each section during rotation the rotor-piston interacts with the side walls of the partitions and covers in the stator cylinder and forms working chambers for its section, and in the compression chamber of the fuel mixture in the dividing wall with the combustion-exhaust section, a valve for supplying the compressed fuel mixture to the combustion chamber is formed, from the exhaust chamber in the dividing wall with the recovery-exhaust section, an inlet channel is made of clogged gases into the disposal chamber, in the stator, near the opening of the valve for supplying the compressed fuel mixture to the combustion chamber, a threaded hole is made for installing the spark plug.
В примере описания предлагаемого изобретения приведено одно из средств реализации предлагаемого изобретения. Признаки, которые излагаются в примере описания, кратко излагаются в следующем виде.In the example description of the invention, one of the means of implementing the invention is shown. The features that are described in the example description are summarized as follows.
Двигатель состоит из секции всасывания-сжатия, из секции сгорания-выхлопа, из секции утилизации-выпуска. Роторы-поршни в секциях расположены на общем валу двигателя и вращаются синхронно с равными скоростями. Секции состоят из статоров, внутренняя поверхность которых выполнена эллипсоидной. Между статорами установлены разделительные перегородки, а с внешних сторон - боковые крышки, в которых установлены подшипники общего вала вращения двигателя.The engine consists of a suction-compression section, a combustion-exhaust section, and a waste-exhaust section. The piston rotors in the sections are located on the common motor shaft and rotate synchronously with equal speeds. Sections consist of stators, the inner surface of which is ellipsoidal. Dividing partitions are installed between the stators, and side covers are installed on the outer sides, in which the bearings of the common motor rotation shaft are installed.
В одном из полюсов эллипса каждого статора установлены роторы-поршни, закрепленные на общем валу двигателя. По радиусу дисков под усилием раздвижных пружин и эллипсоидных поверхностей статоров смещаются поршни, при вращении общего вала, образуя секции камеры всасывания-сжатия, секции камеры сгорания-выхлопа и секции камеры утилизации-выпуска одновременно.At one of the poles of the ellipse of each stator, rotors and pistons are mounted on a common motor shaft. On the radius of the disks under the force of the sliding springs and ellipsoidal surfaces of the stators, the pistons are displaced during the rotation of the common shaft, forming sections of the suction-compression chamber, sections of the combustion-exhaust chamber and sections of the disposal-exhaust chamber at the same time.
В эллипсоиде статора секции всасывания-сжатия, в направлении малой оси эллипса, в камере всасывания расположен канал всасывания топливной смеси, а на противоположном конце малой оси эллипса, в разделительной перегородке с секцией сгорания-выхлопа, расположен клапан подачи сжатой топливной смеси в камеру сгорания из камеры сжатия. В секции сгорания-выхлопа, на противоположной стороне от клапана подачи топливной смеси, в разделительной перегородке с секцией утилизации-выпуска расположен канал впуска выхлопных газов из камеры выхлопа в камеру секции утилизации-выпуска. На противоположной стороне от канала впуска выхлопных газов в статоре секции утилизации-выпуска расположен канал выпуска отработанного газа из камеры выпуска.In the stator ellipsoid of the suction-compression section, in the direction of the small axis of the ellipse, a suction channel for the fuel mixture is located in the suction chamber, and at the opposite end of the small axis of the ellipse, in the separation wall with the combustion-exhaust section, there is a valve for supplying the compressed fuel mixture to the combustion chamber from compression chambers. In the combustion-exhaust section, on the opposite side from the fuel mixture supply valve, in the separation wall with the recovery-exhaust section, there is an exhaust gas inlet channel from the exhaust chamber to the chamber of the recovery-exhaust section. On the opposite side of the exhaust gas inlet channel in the stator of the recovery-exhaust section is an exhaust gas discharge channel from the exhaust chamber.
В статоре секции сгорания-выхлопа, около клапана подачи топливной смеси, выполнено резьбовое отверстие для установки свечи зажигания. В конструкции двигателя более холодная камера в секции всасывания-сжатия отделена от более горячей секции с камерами сгорания-выхлопа. Это снимает противоречие при создании адиабатного двигателя в одном цилиндре одновременно - более холодного для всасывания-сжатия и более горячего для тактов сгорания-выхлопа. При разделении на секции теплообмен между внешней средой и газом в секции сгорания-выхлопа по сравнению с изменением внутренней энергии рабочего тела будет мал, что и приближает двигатель к адиабатному циклу. В секции утилизации-выпуска используется энергия выхлопных газов из секции сгорания-выхлопа, что дает дополнительное увеличение мощности и момента вращения на валу двигателя. Для охлаждения дисков роторов-поршней, во всех секциях, в валу вращения выполнена магистраль подачи охлаждающей жидкости. В местах, где роторы-поршни соприкасаются с сопряженными поверхностями, выполнены уплотнители. В двигателе исключено одновременное перекрытие камеры канала всасывания топливной смеси и канала выпуска отработанного газа, поэтому вспышки и "хлопки" в этих каналах исключены. Траектория движения боковых поверхностей поршней при работе давления газа совпадает с касательной к окружности вала вращения и маховику, на которые передается вся энергия. Камера сгорания имеет клиновидную форму между эллипсоидом статора и диском ротора-поршня с малой площадью поверхности. Материалы - сталь, алюминиевые сплавы, медно-графитовые сплавы, материал с малой теплопроводностью (керамика) или материал с малой теплопроводностью для напыления на рабочие поверхности камер.In the stator of the combustion-exhaust section, near the fuel mixture supply valve, a threaded hole is made for installing the spark plug. In the engine design, the cooler chamber in the suction-compression section is separated from the hotter section with combustion-exhaust chambers. This removes the contradiction when creating an adiabatic engine in one cylinder at the same time - colder for suction-compression and hotter for combustion-exhaust cycles. When dividing into sections, the heat transfer between the external medium and the gas in the combustion-exhaust section will be small compared with the change in the internal energy of the working fluid, which brings the engine closer to the adiabatic cycle. In the recovery-exhaust section, the energy of the exhaust gases from the combustion-exhaust section is used, which gives an additional increase in power and torque on the motor shaft. To cool the disks of the rotor-pistons, in all sections, a coolant supply line is made in the rotation shaft. In places where the rotor pistons are in contact with the mating surfaces, seals are made. The engine excludes the simultaneous overlap of the chamber of the channel of the intake of the fuel mixture and the channel of the exhaust gas, therefore, flashes and "pops" in these channels are excluded. The trajectory of the side surfaces of the pistons during gas pressure operation coincides with the tangent to the circumference of the rotation shaft and the flywheel, to which all the energy is transmitted. The combustion chamber has a wedge-shaped shape between the stator ellipsoid and the rotor-piston disk with a small surface area. Materials - steel, aluminum alloys, copper-graphite alloys, material with low thermal conductivity (ceramics) or material with low thermal conductivity for spraying on the working surfaces of the chambers.
Для характеристики технических результатов в использовании шеститактного роторно-поршневого адиабатного двигателя внутреннего сгорания используются, в частности, следующие признаки повышения качества технико-экономических параметров двигателя путем:To characterize the technical results in the use of a six-stroke rotary piston adiabatic internal combustion engine, in particular, the following signs of improving the quality of technical and economic parameters of the engine by:
- увеличения КПД, мощности и момента вращения на валу двигателя, за счет использования выхлопного газа в секции утилизации-выпуска;- increase in efficiency, power and torque on the motor shaft, due to the use of exhaust gas in the recovery-exhaust section;
- уменьшения тепловых потерь и потерь от выхлопного газа, за счет геометрического разделения цикла в конструкции на такты более холодной секции всасывания-сжатия и на такты в более горячей секции сгорания-выхлопа, а также на такты в секции утилизации-выпуска. При этом затраты энергии на сжатие в более холодной камере уменьшены, тепловые потери в более горячей камере секции сгорания-выхлопа также уменьшены. Уменьшены и потери в секции утилизации-выпуска;- reduction of heat losses and losses from exhaust gas, due to the geometric separation of the cycle in the design into cycles of the colder section of the intake-compression and into cycles in the hot section of the combustion-exhaust, as well as cycles in the section of utilization and exhaust. In this case, the energy consumption for compression in the colder chamber is reduced, the heat loss in the hotter chamber of the combustion-exhaust section is also reduced. Reduced losses in the disposal section;
- уменьшения тепловых потерь и увеличения КПД путем создания цикла, близкого к адиабатному, за счет изготовления секции сгорания-выхлопа и секции утилизации-выпуска из материала с малой теплопроводностью. Уменьшение шума от выхлопных газов за счет применения секции утилизации-выпуска;- reduce heat loss and increase efficiency by creating a close to adiabatic cycle by manufacturing a combustion-exhaust section and a recycling-exhaust section from a material with low thermal conductivity. Reducing noise from exhaust gases through the use of a recycling-exhaust section;
- устойчивой работы двигателя на малых оборотах, отсутствие "хлопков" и обратных вспышек в канале всасывания, за счет отсутствия одновременного перекрытие камерой канала всасывания и канала выпуска отработанных газов.- stable operation of the engine at low speeds, the absence of "pops" and reverse flashes in the suction channel, due to the absence of a simultaneous shutdown of the suction channel and the exhaust gas channel by the camera.
Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором энергия от сгорания топлива в нем передается посредством совершения работы в круговое механическое движение ротора-поршня относительно статора, отличающийся тем, что конструкция двигателя является шеститактным роторно-поршневым адиабатным двигателем внутреннего сгорания с геометрическим разделением цикла на такты по секциям, на секцию с тактами всасывания-сжатия, на секцию с тактами сгорания-выхлопа, на секцию с тактами утилизации-выпуска, ротор-поршень в каждой секции закреплен на общем валу вращения двигателя со сдвигом по окружности вращения таким образом, что все такты в цикле происходят одновременно, в камере всасывания образован канал всасывания топливной смеси, а из камеры выпуска выполнен канал выпуска отработанных газов из двигателя, общий вал вращения роторов-поршней двигателя установлен на опорные подшипники, секции состоят из цилиндрических статоров, по сторонам которых установлены разделительные перегородки, а с внешних сторон - боковые крышки, в каждой секции при вращении ротор-поршень взаимодействует с боковыми стенками перегородок и крышками в цилиндре статора и образует рабочие камеры для своей секции, а в камере сжатия топливной смеси в разделительной перегородке с секцией сгорания-выхлопа образован клапан подачи сжатой топливной смеси в камеру сгорания, из камеры выхлопа в разделительной перегородке с секцией утилизации-выпуска выполнен канал впуска выхлопных газов в камеру утилизации, в статоре, около отверстия клапана подачи сжатой топливной смеси в камеру сгорания, выполнено резьбовое отверстие для установки свечи зажигания.A rotary piston internal combustion engine, in which energy from the combustion of fuel is transferred therein by performing work in the circular mechanical movement of the rotor-piston relative to the stator, characterized in that the engine design is a six-stroke rotary piston adiabatic internal combustion engine with a geometric division of the cycle into cycles in sections, in a section with suction-compression strokes, in a section with combustion-exhaust strokes, in a section with recycling-exhaust strokes, a rotor-piston in each section closed it is heated on a common shaft of rotation of the engine with a shift along the circumference of rotation in such a way that all cycles in the cycle occur simultaneously, a suction channel of the fuel mixture is formed in the suction chamber, and a channel for exhausting exhaust gases from the engine is made from the exhaust chamber, a common shaft of rotation of the engine rotors and pistons mounted on thrust bearings, the sections consist of cylindrical stators, on the sides of which dividing partitions are installed, and on the outside there are side covers, in each section when rotating the rotor-piston acts with the side walls of the partitions and covers in the stator cylinder and forms working chambers for its section, and a valve for supplying the compressed fuel mixture to the combustion chamber is formed in the compression chamber of the fuel mixture in the separation partition with the combustion-exhaust section, from the exhaust chamber in the separation partition with the section of exhaust-exhaust gas, an exhaust gas inlet channel is made in the disposal chamber, in the stator, near the opening of the valve for supplying the compressed fuel mixture to the combustion chamber, a threaded hole for installing light chi ignition.
Частные признаки: конвертирование двигателя внутреннего сгорания в двигатель внешнего сгорания топлива производится путем установки горелки-форсунки над секцией сгорания-выхлопа, а выпускной канал соединяется трубопроводом через радиатор охлаждения с каналом всасывания, а в трубопровод и двигатель закачивается под давлением газ; создание многотопливного двигателя с автоматической регулировкой коэффициента сжатия, путем создания автомата регулировки на валу вращения между секцией всасывания-сжатия и секцией сгорания-выхлопа; дизельный вариант - установка вместо свечи зажигания форсунки высокого давления.Particular signs: the conversion of the internal combustion engine to an external combustion engine is carried out by installing a nozzle burner above the combustion-exhaust section, and the exhaust channel is connected by a pipe through the cooling radiator to the suction channel, and gas is pumped into the pipeline and the engine under pressure; creation of a multi-fuel engine with automatic adjustment of the compression ratio, by creating an automatic adjustment device on the rotation shaft between the suction-compression section and the combustion-exhaust section; diesel option - installation of a high pressure nozzle instead of the spark plug.
Предлагаемое изобретение поясняется графическими изображениями.The invention is illustrated by graphic images.
Фиг.1 и фиг.2. Общий вид двигателя.Figure 1 and figure 2. General view of the engine.
Фиг.3. Двигатель фиг.2 разрез по "А-А".Figure 3. The engine of FIG. 2 is a section along "AA".
Фиг.4 и фиг.5. Общий вид ротора-поршня в сборе.Figure 4 and figure 5. General view of the rotor-piston assembly.
Фиг.6. Двигатель фиг.2 разрез но "Б-Б".6. The engine of FIG. 2 is a cut but “BB”.
Фиг.7. Двигатель фиг.1 разрез по "В-В".7. The engine of FIG. 1 is a section along "BB".
Фиг.8. Двигатель фиг.1 разрез по "Г-Г".Fig. 8. The engine of FIG. 1 is a section along "G-G".
Фиг.9. Двигатель фиг.1 разрез по "Д-Д".Fig.9. The engine of FIG. 1 is a section along "DD".
Пример конкретного выполнения роторно-поршневого двигателя.An example of a specific implementation of a rotary piston engine.
Общий вид двигателя внутреннего сгорания показан на фиг.1 и фиг.2, на которой расположены вал 1 вращения, болты 2 крепления, левая боковая крышка 3, секция 4 всасывания-сжатия, секция 5 сгорания-выхлопа, секция 6 утилизации-выпуска, правая боковая крышка 7, разделительная перегородка 8, разделительная перегородка 9, маховик 10 двигателя. На общем виде фиг.2 нанесены линия разреза по "А-А", линия разреза по "Б-Б", на фиг.1 - линия разреза "В-В", линия разреза "Г-Г", линия разреза "Д-Д".A general view of the internal combustion engine is shown in FIG. 1 and FIG. 2, on which a
На фиг.3 показан вид двигателя по линии разреза "А-А" фиг.2 секции 4 всасывания-сжатия, которая состоит из ротора-поршня 11, статора 12, правой боковой крышки 7 с подшипником скольжения 13, разделительной перегородки 8 с подшипником скольжения 14, уплотнителей 15, раздвижной пружины 16 и поршня 17.In Fig.3 shows a view of the engine along the cutting line "aa" of Fig.2 of the suction-
В средней части фиг.3 показана секция 5 сгорания-выхлопа, которая состоит из ротора-поршня 18, статора 19, разделительной перегородки 9 с подшипником скольжения 20, разделительной перегородки 8, раздвижной пружины 21, поршня 22, уплотнителей 23.In the middle part of FIG. 3, a combustion-
На левой стороне фиг.3 показана секция 6 утилизации-выпуска, которая состоит из ротора-поршня 24, статора 25, поршня 26, левой боковой крышки 3 с подшипником скольжения 27, разделительной перегородки 9, уплотнителей 28, раздвижной пружины 29.On the left side of FIG. 3, a disposal-exhausting
Следует отметить, что внутренняя поверхность статоров 12, 19, 25 выполнена в виде эллипсоида, в полюсах которых установлены роторы-поршни. Так в секции 4 центр ротора-поршня 11 совмещен с верхним полюсом эллипса статора 12 фиг.3 и вращается в нем по окружности. В секции 5 центр ротора-поршня 18 совмещен с нижним полюсом эллипса статора 19 фиг.3 и вращается в нем по окружности. В секции 6 центр ротора-поршня 24 совмещен с верхним полюсом эллипса статора 25 и вращается в нем по окружности. Все роторы-поршни 11, 18, 24 жестко закреплены на валу 1 и вращаются синхронно с одинаковой скоростью. Геометрический объем камеры сгорания (расширения) в секции 5 увеличен по сравнению с геометрическим объемом камеры сжатия в секции 4, путем увеличения размера большой оси эллипса в статоре 19. Это приводит к использованию давления газов в конце рабочего хода.It should be noted that the inner surface of the
Обеспечение равномерности хода двигателя и взаимной уравновешенности сил инерции обеспечивается следующим образом. Эллипсоидные поверхности, по которым двигаются поршни в статоре секции 5, сдвинуты по окружности на 180° по отношению к эллипсоидной поверхности, по которой двигаются поршни в секциях 4 и 6. Поршни в секциях 4, 5 и 6 двигаются синхронно с одинаковой скоростью вращения. Поэтому силы инерции в секции 5 компенсируются суммарной силой инерции, образующейся в секции 4 и 6. Полная компенсация достигается при равенстве сил инерции в секции 5 с суммарной силой инерции в секциях 4 и 6 и подбирается массой поршней при проектировании двигателя.Ensuring the uniformity of the engine and the mutual balance of inertia is ensured as follows. The ellipsoid surfaces along which the pistons move in the stator of
На фиг.4 и 5 показано графическое изображение ротора-поршня 18, размещенного в секции 5 сгорания-выхлопа. Все роторы-поршни 11, 18, 24 аналогичны по конструкции. Ротор-поршень 18 состоит из диска 30, в котором по радиусам смещаются поршни 22 под действием раздвижной пружины 21 и внутренней эллипсоидной поверхности статора.Figures 4 and 5 show a graphical representation of the rotor-
С обеих сторон диска 30 расположены элементы шлицевых разъемов 31 и 32. Шлицевой разъем 31 стыкуется со шлицевым разъемом ротора-поршня 11, расположенного в секции 4 всасывания-сжатия, а шлицевой разъем 32 стыкуется со шлицевым разъемом ротора-поршня 24 в секции 6 утилизации-выпуска. Эти шлицевые разъемы образуют общий вал 1 вращения в двигателе фиг.1 и имеют одинаковую конструкцию.On both sides of the
На фиг.4 и 5 шлицевой разъем ротора-поршня 24 секции 6 утилизации-выпуска шлицами 34, который аналогичен шлицевому разъему 31, вставлен во втулку со шлицами 35. Между шлицевым разъемом 32 диска 30 ротора-поршня 18 и шлицевым разъемом 34, принадлежащим ротору-поршню 24 секции 6 утилизации-выпуска, установлен сальник 36.4 and 5, the slotted connector of the rotor-
Шлицевые разъемы между роторами-поршнями 18 и 11 позволяют устанавливать плоскость поршня 22 секции 5 с плоскостью поршня 17 секции 4, сближая или удаляя их друг от друга, тем самым увеличивая или уменьшая коэффициент сжатия. А регулировка шлицами разъема между роторами-поршнями 18 и 24 путем перестановки шлицов позволяет создать оптимальный вариант подачи выхлопного газа в секцию 6 утилизации-выпуска. Поршни 22, 17 и 26 изготовлены из температуростойкого антифрикционного материала, например из медно-графитового состава.Slotted connectors between the rotor-
На торцевой стороне поршней установлены лабиринтные уплотнители [4]. На диске 30 ротора-поршня 18, а также дисках роторов-поршней 11 и 24 установлены уплотнители 23 с подпруживанием. Для установления оптимального температурного режима роторов-поршней 11, 18, 24 в вале вращения 1, через все шлицевые соединения и диски роторов-поршней проходит магистраль 37 с охлаждающей жидкостью, последовательно охлаждая их (не показано).On the front side of the pistons are installed labyrinth seals [4]. On the
На фиг.6 показан разрез "Б-Б":Figure 6 shows a section "BB":
секция 4, состоящая из ротора-поршня 11, статора 12, правой боковой крышки 7 с подшипником скольжения 13, разделительной перегородки 8 с подшипником скольжения 14, поршня 17, раздвижной пружины 16, вала вращения 1. В статоре 12 выполнен канал 38 всасывания. В разделительной перегородке 8 образован клапан 39 подачи сжатой топливной смеси в камеру сгорания секции 5. Клапан состоит из отверстия в разделительной перегородке 8, объемной выборке 40 металла в диске ротора-поршня 11, а также объемной выборке 41 металла в диске 30 ротора-поршня 18 в секции 5 сгорания-выхлопа и отверстия 42 между ними;
секция 5, состоящая из ротора-поршня 18, статора 19, разделительной перегородки 9 с подшипником скольжения 20, раздвижной пружины 21, поршней 22. В статоре 19, около отверстия 42, выполнено отверстие 43 с резьбой для установки свечи зажигания или форсунки высокого давления. В разделительной перегородке 9 выполнен канал 44 впуска выхлопных газов в секцию 6 утилизации-выпуска из секции 5 сгорания-выхлопа;
секция 6, состоящая из ротора-поршня 24, статора 25, разделительной перегородки 9 с подшипником скольжения 20, поршней 26 и раздвижной пружины 29, крышки 3 с подшипниками скольжения 27. В статоре 25 секции 6 выполнен канал 45 выпуска отработанных газов.
На фиг.7 разреза "В-В" секции 4 всасывания-сжатия двигателя фиг.1 изображены: статор 12, ротор-поршень 11, поршень 17, уплотнители 15, раздвижная пружина 16, диск 46 ротора-поршня 11, объемная выборка 40 в диске 46, канал 38 всасывания, камера 47 всасывания и камера 48 сжатия.In Fig. 7 of the section "BB" of the suction-
Если вращать вал 1 с ротором-поршнем 11 в статоре 12 по часовой стрелке, то поршень 17 при движении по эллипсоидной поверхности статора 12 за каждый оборот дважды всасывает топливную смесь в камеру 47 через канал 38 всасывания, а в камере 48 дважды сжимает эту смесь, и через отверстие 42 клапана 39 в разделительной перегородке 8 фиг.6 сжатая смесь поступает в секцию 5 сгорания-выхлопа.If you rotate the
На фиг.8 разреза "Г-Г" секции сгорания-выхлопа двигателя фиг.1 показаны: статор 19, ротор-поршень 18, поршень 22, уплотнитель 23, раздвижная пружина 21, диск 30, объемная выборка 41 в диске 30, камера 49 выхлопа, отверстие 42, клапана 39 подачи сжатой топливной смеси из секции 4 в секцию 5, камера 50 сгорания, резьбовое отверстие 43 для свечи зажигания или форсунки высокого давления и канал 44 впуска выхлопных газов в секцию 6.On Fig section "GG" section of the combustion-exhaust of the engine of figure 1 shows:
На фиг.9 разреза "Д-Д" секции 6 утилизации-выпуска двигателя фиг.1 показаны: статор 25, ротор-поршень 24, поршень 26, раздвижная пружина 29, уплотнители 28, диск 46, канал 44 впуска выхлопных газов, в разделительной перегородке 9 фиг.6, камера 51 утилизации выхлопных газов, камера 52 выпуска отработанного газа и канал 45 выпуска отработанных газов.In Fig.9 of the section "DD" of
Описание основных процессов, протекающих в шеститактном адиабатном двигателе.Description of the main processes in a six-stroke adiabatic engine.
Делаем, условно, вращение вала 1 по часовой стрелке, но перед этим рассмотрим положение ротора-поршня 11 секции 4 фиг.7 с положением ротора-поршня 18 секция 5 фиг.8. На фиг.7 видно, что поршень 17 сжал воздух в камере 48, и объемная выборка 40 металла в диске 46 ротора-поршня 11 расположена над отверстием 42 клапана 39. Поршень 17 сжал воздух перед собой, а позади себя при вращении по часовой стрелке в камеру 47 под действием разрежения через канал 38 всасывания поступил воздух.We do, conditionally, the rotation of the
В момент вращения вала 1 по часовой стрелке рассмотрим положение ротора-поршня 18 секции 5 фиг.8. На Фиг.8 видно, что поршень 22 между диском 30 ротора-поршня 18 и статором 19 образовал камеру сгорания 50. Так как выборка 41 в металле диска 30 расположилась над отверстием 42 клапана 39, то сжатый воздух из камеры 48 фиг.7 поступил в камеру 50 фиг.8. На данных фиг.7 и 8 сжатый воздух в одинаковой пропорции расположился в камерах 48 и 50. Это выполнено для лучшего понимания процесса.At the time of rotation of the
В действительности распределение количества воздуха (смеси) определяется положением отверстия 42 клапана 39 в разделительной перегородке 8. Дальнейший поворот вала 1 по часовой стрелке показывает, что камера 50 сгорания фиг.8 увеличивается в объеме при вращении поршня 22, а из камеры 49 воздух вытесняется через канал 44 впуска выхлопных газов фиг.6 и 8 в секцию 6 утилизации-выпуска. Так как выборка 41 в диске 30 ротора-поршня 18 фиг.8 и выборка 40 в диске 46 ротора-поршня 11 фиг.7 сдвинулись с отверстия 42, то клапан 39 закрылся до момента следующего поворота вала 1 на 180°. Если бы в камере 50 произошло сгорание топлива, то давление газов от сгорания не распространилось бы в камеру 48 фиг.7. При этом положение поршня 26 на фиг.9 показано в момент впуска воздуха из секции 5 фиг.8 через канал 44 впуска выхлопных газов фиг.6 в секцию 6 фиг.9. Воздух поступает в камеру 51 утилизации, и поршень 26 сдвигается по часовой стрелке и вытесняет воздух из камеры 52 через канал 45 выпуска отработанных газов в атмосферу.In fact, the distribution of the amount of air (mixture) is determined by the position of the
При дальнейшем повороте поршень 17 ротора-поршня 11 фиг.7 пересекает канал 38 всасывания, и функция камеры 47 всасывания меняется на функцию камеры 48 сжатия, и, так как клапан 39 закрыт, в камере 48 происходит сжатие. И через некоторый угол вращения поршень 17 займет положение, указанное на фиг.7. При этом повороте поршень 22 фиг.8 вытесняет воздух из камеры 49 выхлопа через канал 44 впуска выхлопных газов фиг.6 в камеру 51 утилизации секции 6 фиг.9 и образует камеру 50 сгорания, при этом клапан 39 открывается, и сжатый воздух поступает из камеры 48 сжатия фиг.7 в камеру 50 сгорания фиг.8. Следует отметить, что клапан 39 открывается при положении поршней, указанных на фиг.7 и фиг.8, в остальной части поворота он закрыт при помощи дисков роторов-поршней. Для более уверенной герметизации клапана 39 от прорыва горячих газов возможна установка в отверстие 42 клапана 39 пластинчатого или иного дополнительного клапана.With further rotation, the
Работа шеститактного роторно-поршневого адиабатного двигателя в динамическом режиме.The six-stroke rotary piston adiabatic engine in dynamic mode.
Карбюраторный вариант двигателя.Carburetor version of the engine.
Для этого увеличиваем камеру 48 сжатия фиг.7, чтобы коэффициент сжатия соответствовал карбюраторному режиму двигателя. Делаем перестановку шлицевого разъема между дисками 46 ротора-поршня 11 секции 4 фиг.7 и диском 30 ротора-поршня 18 секции 5 фиг.8 так, чтобы относительное положение поршня 17 фиг.7 и поршня 22 фиг.8 было увеличено. Этим действием увеличиваем объем камеры 48 сжатия фиг.7, и коэффициент сжатия будет соответствовать работе карбюраторного двигателя. В резьбовое отверстие 43 фиг.8 устанавливаем свечу зажигания и на вход канала 38 всасывания фиг.7 устанавливаем карбюратор. Следует отметить, что все роторы-поршни в секциях 4, 5, 6 работают одновременно синхронно с одинаковыми скоростями и такты циклов всасывания, сжатия, сгорания, выхлопа, утилизации, выпуска протекают в двигателе одновременно.To do this, we increase the
Первый цикл работы двигателя.The first cycle of the engine.
В исходном положении элементы роторов-поршней приведены на фиг.7, 8, 9. Поршень 17 фиг.7 одним концом находится перед каналом 38 всасывания, а второй конец находится перед отверстием 42 клапана 39 фиг.6 и 7, который в исходном положении открыт. Так как выборка 40 металла в диске 46 ротора-поршня 11 находится над отверстием 42 клапана 39, а также выборка 41 металла в диске 30 ротора-поршня 18 фиг.8 находится над отверстием 42 клапана 39, поэтому камера 48 сжатия фиг.7 через отверстие 42 клапана 39 сообщается с камерой 50 фиг.8.In the initial position, the elements of the rotor-pistons are shown in FIGS. 7, 8, 9. The
1-й такт всасывания топлива в секции 4.1st cycle of fuel intake in
Делаем поворот вала 1 на 180° под действием внешней силы по часовой стрелке. Поршень 17 фиг.7 пересекает канал 38 всасывания фиг.7, и при дальнейшем движении между каналом 38 всасывания и поршнем 17 возникает разрежение, топливная смесь поступает в камеру 47 фиг.7, при этом выборка 40 металла в диске 46 ротора-поршня 11 смещается с отверстия 42 клапана 39 фиг.7, а также выборка 41 металла в диске 30 ротора-поршня 18 фиг.8 сдвигается с отверстия 42 клапана 39 и клапан закрывается.We make the rotation of the
2-й такт сжатия топлива в секции 4.2nd cycle of fuel compression in
В это самое время при повороте поршня 17 фиг.7 топливная смесь, в данном случае воздух, сжимается в камере 48 фиг.7, так как клапан 39 закрыт, камера 47 всасывания перед поршнем трансформировалась в камеру сжатия.At this very time, when the
3-й такт сгорания топлива в секции 5.3rd cycle of fuel combustion in
В камере 50 фиг.8 находится сжатый воздух, и при вращении вала 1 с диском 30 ротора-поршня 18 фиг.8 происходит увеличение камеры 50 при условном сгорании топлива.In the
4-й такт выхлопа отработанного газа в секции 5. При этом поршень 22 фиг.8 ротора-поршня 18 при движении по часовой стрелке выталкивает из камеры 49, условно, выхлопной газ через канал 44 впуска выхлопных газов фиг.6 в разделительной перегородке 9 в камеру 51 утилизации секции 6 фиг.9 и 6.The 4th exhaust gas exhaust cycle in
5-й такт утилизации выхлопных газов в секции 6. При повороте вала 1 поршень 26 фиг.9 ротора-поршня 24 смещается по часовой стрелке и принимает воздух через канал 44 впуска выхлопных газов в разделительной перегородке 9 из секции 5.The 5th cycle of exhaust gas utilization in
6-й такт выпуска отработанного газа из секции 6 в атмосферу.6th cycle of exhaust gas from
При этом вращении вала 1 поршень 26 фиг.9 выталкивает, условно, отработанный газ через канал 45 выпуска отработанных газов из камеры 52 фиг.9 и 6 в атмосферу.With this rotation of the
Так как все роторы-поршни обладают симметрией 180°, то после поворота вала 1 на 180°, закрепленные на нем роторы-поршни заняли положение, указанное на фиг.7, фиг.8, фиг.9.Since all the rotor pistons have a symmetry of 180 °, after turning the
Второй цикл работы двигателя.The second cycle of the engine.
Под действием внешнего усилия на вал 1 делаем поворот его по часовой стрелке на 180° (360° от исходного положения), при котором элементы двигателя расположены, как указано на фиг.7, фиг.8, фиг.9, как перед первым циклом. И шесть рабочих тактов происходят аналогичным образом, как и в первом цикле. За исключением того, что в камере 48 фиг.7 происходит сжатие топливно-газовой смеси, и после сжатия отверстие 42 клапана 39 открывается, так как выборка 40 металла в диске 46 ротора-поршня 11 встала над отверстием 42 клапана 39 фиг.6 фиг.7. Так и выборка 41 металла диска 30 ротора-поршня 18 встала над отверстием 42 клапана 39 фиг.6, и сжатая топливная газовая смесь поступила в камеру 50 сгорания фиг.8. Элементы двигателя заняли положение, указанное на фиг.7, 8, 9.Under the action of external force on the
Третий цикл работы двигателя.The third cycle of the engine.
Под действием внешней силы делаем дальнейший поворот вала 1 по часовой стрелке. При этом поршень 17 диска 46 ротора-поршня 11 фиг.7 пересекает канал 38 всасывания фиг.7, а выборка 40 в металле диска 46 ротора-поршня 11 и выборка 41 в металле диска 30 ротора-поршня 18 смещаются с отверстия 42 клапана 39 и запирают его. В свече зажигания, установленной в отверстие 43 фиг.8, проскакивает искра и поджигает топливно-газовую смесь в камере 50 фиг.8. Давление от сгоревшей газовой смеси вращает поршень 22 фиг.8 по часовой стрелке на 180° (540° от исходного положения), передавая энергию через вал 1 вращения на маховик 10 фиг.1. При этом одновременно все роторы-поршни делают такой же поворот на 180° (540° от исходного значения). В камеру 47 фиг.7 всасывается топливно-газовая смесь за счет поворота поршня 17, а перед поршнем топливно-газовая смесь сжимается в камере сжатия 48 фиг.7.Under the action of external force, we make a further rotation of the
При вращении поршня 22 фиг.8 по часовой стрелке происходит выталкивание находившегося воздуха в камере 49 через канал 44 впуска выхлопных газов в разделительной перегородке 9 фиг.6, в камеру 51 утилизации секции 6, фиг.9, 6, в которой поршень 26, вращаясь, выталкивает через канал 45 выпуска отработанных газов находившийся в камере 52 воздух фиг.6, 9. После поворота вала 1 на 180° (540° от исходного положения) все элементы двигателя заняли положение, указанное на фиг.7, 8, 9. При этом в камере 48 фиг.7 открывается отверстие 42 в клапане 39, и сжатая топливно-газовая смесь через отверстие 42 поступает в камеру 50 фиг.8.When the
Четвертый цикл работы двигателя.The fourth cycle of the engine.
За счет энергии, запасенной в маховике 10 фиг.1, все роторы-поршни 11, 18 и 24 делают одновременный поворот по часовой стрелке и проходят "мертвую точку", когда поршень 17 фиг.7 пересекает канал 38 всасывания газовой смеси. Клапан 39 фиг.6, 8 закрывается, так как выборки 40 и 41 металла в дисках сошли с отверстия 42. В этот момент в свече зажигания, установленной в отверстии 43, проскакивает искра, и поступившая газовая смесь в камере 50 фиг.8 воспламеняется, горящая газовая смесь создает давление на поршень 22 фиг.8 и вращает его по часовой стрелке на 180° (720° от исходного значения), отдает и запасает энергию в маховике 10 фиг.1. При этом все роторы-поршни двигателя делают одновременный поворот на 180° (720° от исходного положения). В камеру 47 фиг.7 вновь поступает газовая смесь по каналу 38 всасывания, за счет поворота поршня 17 фиг.7, а впереди поршня ранее поступившая газовая смесь сжимается в камере 48 фиг.7. Поршень 22 фиг.8, через отверстие канала 44 впуска выхлопных газов фиг.8 и 6, выталкивает ранее сгоревшую газовую смесь с довольно высокой температурой и давлением в камеру 51 утилизации фиг.9 секции 6. Позади поршня 26 фиг.9, ранее сгоревшая газовая смесь, продолжает расширяться, снижая температуру, создавая давление на поршень 26, которое увеличивает момент вращения по часовой стрелке, передавая энергию через вал 1 маховику 10 фиг.1. Перед поршнем 26 фиг.9 ранее поступившая смесь выпускается из камеры 52 через канал 45 выпуска отработанных газов фиг.9, 6.Due to the energy stored in the
Элементы двигателя заняли положение, указанное на фиг.7, 8, 9, и далее процесс повторяется. Двигатель перешел на активный режим работы в динамике. Начальный отсчет от позиций элементов, указанных на фиг.7, 8, 9 при рассмотрении работы двигателя, взят условно. Этот отсчет можно проводить и от другой точки отсчета поворота вала 1.The engine elements occupied the position indicated in Figs. 7, 8, 9, and then the process is repeated. The engine switched to active mode in dynamics. The initial countdown from the positions of the elements indicated in Figures 7, 8, 9 when considering the operation of the engine, taken conditionally. This counting can be carried out from another reference point of rotation of the
Дизельный вариант цикла двигателя.Diesel engine cycle option.
Для этого необходимо увеличить коэффициент сжатия путем перестыковки шлицевых разъемов между ротором-поршнем 11 и ротором-поршнем 18. В этом случае плоскости поршня 17 фиг.7 сблизятся с поршнем 22 фиг.8, и камера сжатия уменьшится. В отверстие 43 фиг.8 устанавливается форсунка высокого давления. Все процессы при запуске и работе двигателя аналогичны тем, которые описаны при карбюраторном цикле работы двигателя, за исключением того, когда в свече зажигания проскакивает искра, в этот момент форсунка высокого давления должна впрыснуть топливо в камеру 50 фиг.8.To do this, it is necessary to increase the compression ratio by re-splining the spline connectors between the rotor-
Адиабатный цикл шеститактного двигателя.Adiabatic cycle of a six-stroke engine.
Идея адиабатного цикла двигателя не нова. Многие фирмы пытались создать адиабатный двигатель. Наибольшим успехом в развитии адиабатного двигателя достигнуты фирмой "Каммикс" США. Опытный образец был создан на базе шестицилиндрового дизеля [3]. Но результаты испытаний не приведены. Даны только ожидаемые результаты. Очевидно, проект получил отрицательные результаты. Для получения адиабатного цикла необходимо, чтобы температура стенок цилиндра равнялась температуре газовой среды, а это нереально. За основу ими взята головка цилиндра без охлаждения, чтобы приблизить температуру горящей газовой среды к температуре головки. Это требование приблизит работу двигателя к адиабатному циклу. Но для реальной работы двигателя необходимо, чтобы сжатие происходило в холодном цилиндре, при меньших потерях энергии на сжатие, а сгорание происходило бы в горячем цилиндре, чтобы горящая газовая смесь не отдавала тепловую энергию в стенки цилиндра. Сделать это в одном цилиндре невозможно из-за противоречивых требований, чтобы цилиндр был холодным при сжатии и горячим при сгорании топлива. Это противоречие делает невозможным создание адиабатного цикла в варианте выпускаемых двигателей. Этот путь тупиковый.The idea of an adiabatic engine cycle is not new. Many firms have tried to create an adiabatic engine. The greatest success in adiabatic engine development was achieved by Cummix USA. The prototype was created on the basis of a six-cylinder diesel engine [3]. But the test results are not shown. Only the expected results are given. Obviously, the project received negative results. To obtain an adiabatic cycle, it is necessary that the temperature of the cylinder walls is equal to the temperature of the gaseous medium, and this is unrealistic. They took the cylinder head without cooling as a basis to bring the temperature of the burning gas medium closer to the temperature of the head. This requirement will bring the engine closer to the adiabatic cycle. But for real engine operation, it is necessary that compression occurs in a cold cylinder, with less loss of compression energy, and combustion occurs in a hot cylinder, so that the burning gas mixture does not give thermal energy to the cylinder walls. It is impossible to do this in one cylinder due to conflicting requirements for the cylinder to be cold during compression and hot during combustion. This contradiction makes it impossible to create an adiabatic cycle in the version of the manufactured engines. This path is dead end.
Авторы предлагаемого изобретения дали свой вариант конструкции двигателя, в котором снимаются эти противоречия. Функцию одного цилиндра разделили на функции двух цилиндров. Это секция (цилиндр) всасывания-сжатия - холодная секция и секция сгорания-выхлопа - горячая секция (цилиндр). Это снимает противоречие. Так в холодной секции потери на сжатие уменьшены и в горячей секции потери при сгорании топлива также будут уменьшены. Даже в обычном температурном режиме карбюраторного двигателя в предлагаемом изобретении будут выражены, в некоторой мере, адиабатным циклом работы.The authors of the invention gave their own version of the engine design, in which these contradictions are removed. The function of one cylinder was divided into the functions of two cylinders. This is the suction-compression section (cylinder) - the cold section and the combustion-exhaust section - the hot section (cylinder). This removes the contradiction. So in the cold section, compression losses are reduced, and in the hot section, losses due to fuel combustion will also be reduced. Even in the normal temperature regime of the carburetor engine in the present invention will be expressed, to some extent, the adiabatic cycle of operation.
Для более выраженного адиабатного цикла работы в предлагаемом изобретении секцию всасывания-сжатия необходимо выполнить из алюминиевого сплава, а секцию сгорания-выхлопа и секцию утилизации-выпуска изготовить из керамики, которая имеет очень малую теплопроводность. При этом теплообмен между внешней средой и газом в секции 5 сгорание выхлоп по сравнению с изменением внутренней энергией рабочего тела будет настолько мал, что им можно пренебречь. Поэтому тепловые потери при работе двигателя будут существенно уменьшены.For a more pronounced adiabatic cycle of work in the present invention, the suction-compression section must be made of aluminum alloy, and the combustion-exhaust section and the disposal-exhaust section must be made of ceramic, which has very low thermal conductivity. In this case, the heat exchange between the external environment and the gas in
В настоящее время в г.Тольятти разрабатывается двигатель, в котором поршневая группа выполняется на основе материала, применявшегося на внешней обшивке поверхности космического корабля "Буран". Этот материал может быть применен и в предлагаемом изобретении. Это дает возможность создать адиабатный цикл в двигателе без применения высоких температур в секции всасывания-сжатия и секции утилизации-выпуска как в карбюраторном, так и в дизельном вариантах двигателя.Currently, an engine is being developed in Tolyatti, in which the piston group is based on the material used on the outer skin of the surface of the Buran spacecraft. This material can be used in the present invention. This makes it possible to create an adiabatic cycle in the engine without the use of high temperatures in the suction-compression section and the recycling-discharge section in both the carburetor and diesel versions of the engine.
Источники информацииInformation sources
1. "Судовые роторные двигатели". Б.И.Акатов, В.Б.Болотов, изд. Ленинград, "Судостроение", 1967 г., стр.27-29.1. "Marine rotary engines." B.I. Akatov, V. B. Bolotov, ed. Leningrad, "Shipbuilding", 1967, pp. 27-29.
2. Патент US 2447929 A, F02B 53/00, 1948.2. Patent US 2447929 A, F02B 53/00, 1948.
3. "Современный экономичный автомобиль". Ю.Мацкерле, изд. М.: "Машиностроение", 1987 г., стр.119-120, 150-154, 216-219.3. "Modern economical car." J. Matskerle, ed. M .: "Engineering", 1987, pp. 119-120, 150-154, 216-219.
4. "Уплотнения и уплотнительная техника". Справочник под общей редакцией А.И.Голубева и Л.А.Кондакова, М.: "Машиностроение", 1986 г., стр.375-388.4. "Seals and sealing technology." Handbook edited by A. I. Golubev and L. A. Kondakov, M.: "Mechanical Engineering", 1986, pp. 375-388.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009115121/06A RU2407899C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Rotary piston ice |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009115121/06A RU2407899C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Rotary piston ice |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009115121A RU2009115121A (en) | 2010-10-27 |
| RU2407899C1 true RU2407899C1 (en) | 2010-12-27 |
Family
ID=44041951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009115121/06A RU2407899C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Rotary piston ice |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2407899C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606833C1 (en) * | 2015-08-14 | 2017-01-10 | Сергей Михайлович Шепёлкин | Internal combustion engine double-rotor mechanism |
| RU2615290C2 (en) * | 2014-04-24 | 2017-04-04 | Николай Константинович Ершов | Shustrik and shurshik internal combustion engine |
| RU2615855C2 (en) * | 2015-08-14 | 2017-04-11 | Сергей Михайлович Шепёлкин | Triple-rotor ice mechanism |
| RU2626272C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-07-25 | Алексей Маратович Рогульченко | Rotary internal combustion engine |
| RU2643274C1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-01-31 | ЗАО "Аэрокосмический мониторинг и технологии" | Rotary internal combustion engine |
| RU2645784C1 (en) * | 2016-11-07 | 2018-02-28 | Алексей Маратович Рогульченко | Three-zone multi-blade rotary internal combustion engine |
| RU2663702C2 (en) * | 2016-03-15 | 2018-08-08 | Алексей Маратович Рогульченко | Three-chamber rotary engine of internal combustion |
| RU183285U1 (en) * | 2018-04-23 | 2018-09-17 | Юрий Иосипович Новицкий | VEHICLE ENGINE |
-
2009
- 2009-04-20 RU RU2009115121/06A patent/RU2407899C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2615290C2 (en) * | 2014-04-24 | 2017-04-04 | Николай Константинович Ершов | Shustrik and shurshik internal combustion engine |
| RU2606833C1 (en) * | 2015-08-14 | 2017-01-10 | Сергей Михайлович Шепёлкин | Internal combustion engine double-rotor mechanism |
| RU2615855C2 (en) * | 2015-08-14 | 2017-04-11 | Сергей Михайлович Шепёлкин | Triple-rotor ice mechanism |
| RU2626272C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-07-25 | Алексей Маратович Рогульченко | Rotary internal combustion engine |
| RU2663702C2 (en) * | 2016-03-15 | 2018-08-08 | Алексей Маратович Рогульченко | Three-chamber rotary engine of internal combustion |
| RU2645784C1 (en) * | 2016-11-07 | 2018-02-28 | Алексей Маратович Рогульченко | Three-zone multi-blade rotary internal combustion engine |
| RU2643274C1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-01-31 | ЗАО "Аэрокосмический мониторинг и технологии" | Rotary internal combustion engine |
| RU183285U1 (en) * | 2018-04-23 | 2018-09-17 | Юрий Иосипович Новицкий | VEHICLE ENGINE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009115121A (en) | 2010-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2407899C1 (en) | Rotary piston ice | |
| US10247092B2 (en) | Rotary internal combustion engine with cooled insert | |
| EP1952001B1 (en) | Internal combustion engine | |
| US8033264B2 (en) | Rotary engine | |
| KR20140005206A (en) | Rotary heat engine | |
| US3902465A (en) | Rotary engine | |
| EP0734486B1 (en) | Rotary engine | |
| WO2024037320A1 (en) | Independent gas distribution in-cylinder direct combustion circumferential stroke internal combustion engine and circumferential stroke steam turbine | |
| US7621254B2 (en) | Internal combustion engine with toroidal cylinders | |
| GB2145162A (en) | Combined i.c.engine and vapour engine | |
| RU2538990C1 (en) | Rotor-piston internal combustion engine | |
| US3886910A (en) | Rotary, multi-chambered, internal combustion engine | |
| GB2145152A (en) | Rotary valve i.c. engine | |
| RU2374454C2 (en) | Design of piston machine and method of designing its working chamber for thermodynamic cycle | |
| WO2023104225A1 (en) | Rotary combustion engine | |
| RU2193676C2 (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
| RU2477376C2 (en) | Internal combustion engine: five-stroke rotary engine with rotary gates, separate working medium compression and expansion sections, and isolated invariable-volume combustion chambers | |
| RU122445U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| RU2477377C2 (en) | Internal combustion engine: five-stroke rotary engine with one central rotary gate shared by separate working medium compression and expansion sections, and isolated invariable-volume combustion chambers | |
| RU2441992C1 (en) | Rotary diesel engine | |
| RU2427716C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
| RU2730202C1 (en) | Rodless rotary internal combustion engine | |
| RU2755758C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
| RU2193675C2 (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
| RU2467183C1 (en) | Method of operating rotary piston engine and its design |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120421 |