RU2474705C2 - Rotary-vane engine of internal combustion - Google Patents
Rotary-vane engine of internal combustion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474705C2 RU2474705C2 RU2011123039/06A RU2011123039A RU2474705C2 RU 2474705 C2 RU2474705 C2 RU 2474705C2 RU 2011123039/06 A RU2011123039/06 A RU 2011123039/06A RU 2011123039 A RU2011123039 A RU 2011123039A RU 2474705 C2 RU2474705 C2 RU 2474705C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output shaft
- coaxial
- rotors
- slide
- crank
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 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
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, касается роторно-лопастных двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано при создании объемных насосов и компрессоров.The invention relates to mechanical engineering, relates to rotary vane internal combustion engines and can be used to create volumetric pumps and compressors.
Известна роторная машина [1], содержащая корпус в виде цилиндра с торцевыми крышками, роторы с коаксиальными валами и закрепленными на них лопастями, образующими рабочие камеры, выходной вал с маховиком, плоский шарнирный механизм, образованный рычагами на коаксиальных валах и тягами, шарнирно соединенными с маховиком. Выходной вал роторной машины установлен эксцентрично по отношению к коаксиальным валам.Known rotary machine [1], comprising a housing in the form of a cylinder with end caps, rotors with coaxial shafts and blades fixed to them, forming working chambers, an output shaft with a flywheel, a flat articulated mechanism formed by levers on coaxial shafts and rods pivotally connected to flywheel. The output shaft of the rotary machine is eccentric with respect to the coaxial shafts.
Недостатком роторной машины является неравномерность движения роторов, обусловленная кинематикой плоского шарнирного механизма.The disadvantage of the rotary machine is the uneven movement of the rotors, due to the kinematics of the flat articulated mechanism.
Наиболее близким к заявляемому объекту устройством является «механизм для преобразования движения» [2], взятый в качестве прототипа. Известный механизм содержит корпус в виде цилиндра с торцевыми крышками, внутри которого размещены два коаксиальных вала с рычагами, соединенные тягами в плоский четырехзвенный механизм, выходной вал с маховиком, в радиальных пазах которого перемещаются ползуны в виде пальцев четырехзвенного механизма. Кинематическая связь между коаксиальными валами, совершающими возвратно-вращательное движение, и равномерно вращающимся выходным валом осуществляется путем контакта пальцев с кулачком, закрепленным на корпусе.The closest to the claimed object device is a "mechanism for converting movement" [2], taken as a prototype. The known mechanism comprises a housing in the form of a cylinder with end caps, inside of which are placed two coaxial shafts with levers connected by rods into a flat four-link mechanism, an output shaft with a flywheel, in the radial grooves of which sliders move in the form of fingers of a four-link mechanism. The kinematic connection between the coaxial shafts making a rotational motion and the evenly rotating output shaft is carried out by contacting the fingers with a cam mounted on the housing.
Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная наличием большого количества связей, а также кулачка, требующего высокой точности изготовления и сборки.A disadvantage of the known device is its complexity, due to the presence of a large number of connections, as well as a cam that requires high precision manufacturing and assembly.
Целью данного изобретения является упрощение конструкции.The aim of this invention is to simplify the design.
Поставленная цель достигается тем, что кинематическая связь между ползуном и выходным валом осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма, шатун которого шарнирно связан с ползуном, а кривошип установлен соосно с выходным валом и кинематически связан с ним посредством размещенной на корпусе механической передачи. На маховике размещены осесимметрично несколько ползунов со всеми связями, а кривошип выполнен в виде коленчатого вала. Коаксиальные валы (роторы) снабжены ограничителями сближения друг с другом.This goal is achieved in that the kinematic connection between the slider and the output shaft is carried out using a crank mechanism, the connecting rod of which is pivotally connected to the slider, and the crank is mounted coaxially with the output shaft and kinematically connected to it by means of a mechanical transmission placed on the housing. On the flywheel, several sliders with all connections are placed axisymmetrically, and the crank is made in the form of a crankshaft. Coaxial shafts (rotors) are equipped with proximity rails.
Суть изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 схематично изображен общий вид роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания с двумя роторами в продольном разрезе.Figure 1 schematically shows a General view of a rotary vane internal combustion engine with two rotors in longitudinal section.
На фиг.2 изображено поперечное сечение А-А фиг.1 двигателя с двумя роторами, каждый из которых снабжен двумя лопастями. Вид со стороны роторов с четырехзвенным механизмом и траекторией движения ползуна.Figure 2 shows a cross section aa of figure 1 of an engine with two rotors, each of which is equipped with two blades. View from the side of rotors with a four-link mechanism and a slider trajectory.
На фиг.3 - поперечное сечение Б-Б фиг.1, вид со стороны кривошипно-шатунного механизма в нескольких его положениях и траекторией движения ползуна для двигателя с двухлопастными роторами.In Fig.3 is a cross section bB of Fig.1, a view from the side of the crank mechanism in several positions and the path of the slider for an engine with two-bladed rotors.
На фиг.4 изображена траектория движения ползуна для двухроторного двигателя с тремя лопастями на каждом роторе.Figure 4 shows the trajectory of the slide for a two-rotor engine with three blades on each rotor.
На фиг.5 изображена траектория движения ползуна для двухроторного двигателя с четырьмя лопастями на каждом роторе.Figure 5 shows the trajectory of the slide for a two-rotor engine with four blades on each rotor.
Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания с двумя роторами, каждый из которых снабжен двумя лопастями, состоит из корпуса в виде цилиндра 1 с торцевыми крышками 2, внутри которого помещены роторы 3 и 4, с лопастями 5 - А и Б, и 6 - В и Г на фиг.2. Роторы присоединены к выходящим за пределы корпуса коаксиальным валам 7 и 8, оканчивающимся рычагами 9 и 10, которые совместно с тягами 11 образуют плоский четырехзвенный механизм, причем его внешний шарнир присоединен к ползуну 12. Внутри коаксиальных валов концентрично размещен выходной вал 13 с закрепленным на его конце маховиком 14, в радиальном пазу 15 которого размещен ползун 12. Кривошипно-шатунный механизм состоит из шатуна 16, шарнирно присоединенного к ползуну 12 с другой стороны маховика от четырехзвенного механизма, а ось 17 кривошипа 18 размещена соосно с выходным валом 13 и связана с ним кинематической цепью 20 при помощи механической передачи размещенной на корпусе. Кинематическая цепь может быть выполнена в виде ременной, цепной или иной известной передачи, либо редуктора (мультипликатора) и включает механизм реверса (поз.19 на фиг.1). Диаметр описываемой кривошипом 18 окружности равен длине хода ползуна 12 между верхней и нижней мертвыми точками - ВМТ и НМТ. Ход ползуна определяется двумя крайними взаимными положениями лопастей: попарным сближением; ограниченным упорами 21, гарантирующими заданный объем камеры сгорания, и расхождением, определенным конструкцией двигателя в зависимости от заданной степени сжатия. Роторы 3 и 4 двигателя могут быть снабжены двумя и более лопастями каждый.A rotary vane internal combustion engine with two rotors, each of which is equipped with two blades, consists of a housing in the form of a cylinder 1 with
Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания с двумя роторами, каждый из которых снабжен двумя лопастями, работает по четырехтактному циклу следующим образом.A rotary vane internal combustion engine with two rotors, each of which is equipped with two blades, operates on a four-stroke cycle as follows.
Два ротора 3 и 4 с двумя лопастями каждый 5 - А и Б и 6 - В и Г, связанные четырехзвенным механизмом, образованным рычагами 9, 10 и тягами 11, с ползуном 12, маховиком 14 и выходным валом 13 образуют Систему, равномерно вращающуюся в корпусе. Лопасти А, Б, В, Г роторов делят объем, заключенный в корпусе, на четыре камеры, в которых одновременно происходят все четыре такта. Внутри Системы происходят относительные, симметричные по отношению к маховику 14 и выходному валу 13, возвратно-вращательные движения роторов 3 и 4, т.е. лопастей, последовательно изменяющие объем камер от минимального - объема камеры сгорания, обеспеченного попарным сближением лопастей до упоров 21 (лопасти А и В в точке 0 на фиг.2), где осуществляется процесс зажигания рабочей смеси, до максимального - объема камеры рабочего хода, обусловленного конструкцией (лопасти В и Б). Это происходит под воздействием четырехзвенного механизма, которым управляет через ползун 12 кривошипно-шатунный механизм, приводимый от выходного вала 13 через механическую передачу 19, 20. Передаточное отношение механической передачи в общем случае определяется по формуле:Two
Где 180° - половина оборота выходного вала 13;Where 180 ° - half the turn of the
i - передаточное отношение оси 17 кривошипа к выходному валу 13;i is the gear ratio of the
φ - угол поворота выходного вала 13, соответствующий одному ходу ползуна 12;φ is the angle of rotation of the
«-» знак, показывающий противоположное направление вращения оси 17 и выходного вала 13."-" a sign showing the opposite direction of rotation of the
В четырехтактном двигателе с двумя двухлопастными роторами рабочий такт происходит при каждом повороте маховика 14 (выходного вала 13) на четверть оборота, при одном ходе ползуна - от ВМТ до НМТ или обратно, то есть φ=90°, что соответствует передаточному отношению механической передачи 19, 20 In a four-stroke engine with two two-bladed rotors, the working cycle occurs at each turn of the flywheel 14 (output shaft 13) by a quarter of a turn, with one stroke of the slide - from TDC to BDC or vice versa, i.e. φ = 90 °, which corresponds to the gear ratio of mechanical transmission 19 , twenty
Для двухроторного двигателя с тремя лопастями на каждом роторе - фиг.4 - φ=60°, i=-1:2For a two-rotor engine with three blades on each rotor - figure 4 - φ = 60 °, i = -1: 2
для двухроторного двигателя с четырьмя лопастями на каждом роторе - фиг.5 - φ=45°, i=-1:3.for a two-rotor engine with four blades on each rotor - figure 5 - φ = 45 °, i = -1: 3.
Кривошипно-шатунный механизм выполняет силовую функцию (сжатие) только при запуске двигателя. На работающем двигателе его функция сводится к координации Системы относительно корпуса для обеспечения момента зажигания. Динамика рабочего процесса двигателя, зависимость активных и инерционных сил и моментов, соотношение полезной работы и внутренних затрат энергии саморегулируются, взаимные крайние относительные положения лопастей 5 и 6 фиксируются упорами 21.The crank mechanism performs a power function (compression) only when the engine is started. On a running engine, its function is to coordinate the System relative to the housing to ensure the ignition timing. The dynamics of the engine workflow, the dependence of active and inertial forces and moments, the ratio of useful work and internal energy consumption are self-regulating, the mutual extreme relative positions of the
Для работы двухроторного двигателя с четырьмя лопастями достаточно наличия одного четырехзвенного механизма и одного ползуна. Однако для полной балансировки и силового замыкания кинематических цепей целесообразно установить два или более осесимметричных механизмов. Кривошип в этом случае приобретет вид коленчатого вала.For the operation of a two-rotor engine with four blades, it is sufficient to have one four-link mechanism and one slider. However, for complete balancing and power closure of kinematic circuits, it is advisable to install two or more axisymmetric mechanisms. The crank in this case will take the form of a crankshaft.
Роторно-лопастной ДВС с двумя роторами может иметь на каждом роторе более двух лопастей. На фиг.4 показана траектория движения ползуна для трехлопастного двигателя, а на фиг.5 - для четырехлопастного. При этом нечетное количество лопастей позволяет создать ДВС, работающий по двухтактному циклу, а четное - по любому циклу. Оба варианта пригодны для создания объемных гидро- и пневмомашин.A rotor-bladed ICE with two rotors can have more than two blades on each rotor. Figure 4 shows the trajectory of the slide for a three-blade engine, and figure 5 for a four-blade. In this case, an odd number of blades allows you to create an internal combustion engine operating on a push-pull cycle, and an even number on any cycle. Both options are suitable for creating volumetric hydraulic and pneumatic machines.
Предлагаемая конструктивная схема двигателя внутреннего сгорания обладает существенной простотой - наличием только элементарных кинематических пар при сохранении плавности и гармоничности движения наиболее нагруженных деталей, обусловленных кинематикой механической передачи, содержащей только вращающиеся звенья, а также отсутствием суровых требований к точности деталей.The proposed structural scheme of the internal combustion engine has significant simplicity - the presence of only elementary kinematic pairs while maintaining the smoothness and harmony of the movement of the most loaded parts, due to the kinematics of a mechanical transmission containing only rotating parts, as well as the absence of severe requirements for the accuracy of parts.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2135777, «Роторная машина», МПК F01C 1/063.1. RF patent No. 2135777, "Rotary machine", IPC F01C 1/063.
2. Патент РФ №2374526 С2, «Механизм для преобразования движения», МПК F16H 25/04.2. RF patent No. 2374526 C2, “Mechanism for converting movement”, IPC F16H 25/04.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123039/06A RU2474705C2 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Rotary-vane engine of internal combustion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123039/06A RU2474705C2 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Rotary-vane engine of internal combustion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011123039A RU2011123039A (en) | 2012-08-10 |
RU2474705C2 true RU2474705C2 (en) | 2013-02-10 |
Family
ID=46849363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011123039/06A RU2474705C2 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Rotary-vane engine of internal combustion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2474705C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169997U1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-04-11 | Александр Николаевич Черноштанов | The communication device of the blades of a rotary vane engine |
RU2802108C1 (en) * | 2023-02-21 | 2023-08-22 | Виктор Александрович Богатырев | ”бо” rotary vane internal combustion engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1155429A (en) * | 1966-11-15 | 1969-06-18 | George Romney Stewart | Rotary Piston Internal Combustion Engine |
RU2135777C1 (en) * | 1997-05-13 | 1999-08-27 | Вигриянов Михаил Степанович | Rotary machine |
RO119839B1 (en) * | 2001-06-27 | 2005-04-29 | Sorin Alexandru Calotescu | Rotary internal combustion engine |
RU2374526C2 (en) * | 2007-10-01 | 2009-11-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Псковский Государственный Политехнический Институт" | Mechanism for movement transformation |
-
2011
- 2011-06-07 RU RU2011123039/06A patent/RU2474705C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1155429A (en) * | 1966-11-15 | 1969-06-18 | George Romney Stewart | Rotary Piston Internal Combustion Engine |
RU2135777C1 (en) * | 1997-05-13 | 1999-08-27 | Вигриянов Михаил Степанович | Rotary machine |
RO119839B1 (en) * | 2001-06-27 | 2005-04-29 | Sorin Alexandru Calotescu | Rotary internal combustion engine |
RU2374526C2 (en) * | 2007-10-01 | 2009-11-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Псковский Государственный Политехнический Институт" | Mechanism for movement transformation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169997U1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-04-11 | Александр Николаевич Черноштанов | The communication device of the blades of a rotary vane engine |
RU2802108C1 (en) * | 2023-02-21 | 2023-08-22 | Виктор Александрович Богатырев | ”бо” rotary vane internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011123039A (en) | 2012-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2439333C1 (en) | Rotary piston machine of volumetric expansion | |
EP2066889B1 (en) | Improved opposed piston combustion engine | |
JP2005521828A5 (en) | ||
US20010017122A1 (en) | Internal-combustion engine with improved reciprocating action | |
WO2013077776A2 (en) | Six-stroke rotary engine and operating method thereof | |
US9528585B2 (en) | Piston engine | |
RU2474705C2 (en) | Rotary-vane engine of internal combustion | |
RU122703U1 (en) | "NORMAS-MX-21" INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
WO2013162632A1 (en) | Variable-compression engine assembly | |
RU2281399C2 (en) | Opposed-piston engine | |
US3450107A (en) | Engine or power driven machine with rotary piston | |
JP5010742B2 (en) | Piston machine | |
ITMI20101632A1 (en) | ROTARY ENDOTHERMAL MOTOR WITH REDUCER AND WITH PISTONS THAT CONTROL CYCLE PHASES. | |
RU2802108C1 (en) | ”бо” rotary vane internal combustion engine | |
RU213237U1 (en) | vane motor | |
RU2496998C2 (en) | Rotary-vane ice | |
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 | |
EP2826954A1 (en) | Rotary piston mechanism assembly | |
RU2697779C1 (en) | Blade engine | |
RU2260697C1 (en) | Rotary machine | |
RU2294443C1 (en) | Two-stroke rotary internal combustion engine | |
RU2571704C2 (en) | Ice with swinging rotor-piston | |
RU2285125C2 (en) | Internal combustion rotary engine | |
RU2680913C1 (en) | Spherical internal combustion engine | |
RU221776U1 (en) | Piston compressor actuator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130608 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150820 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170608 |