RU2030598C1

RU2030598C1 - Rotor internal combustion engine

Info

Publication number: RU2030598C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Костюков
Original assignee: Владимир Николаевич Костюков
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1991-09-13
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: engine has housing 1 and casing 2 received in the housing. The housing is partially filled with fluid. Rotor 3 is mounted inside the casing for permitting rotation. The rotor is provided with working chambers 4 which are open from the one face. The chambers are arranged along the generatrix to rotation axis 12 of hydraulic motor 5. Discharging passage 6 is made in the base of housing 1. The inlet opening of the passage is connected to the internal space of housing 1 and outlet opening is connected to the inlet of hydraulic motor 5 whose outlet is in communication with the internal space of housing 1. Casing 2 has side port 9, which connects internal spaces of housing 1 and casing 2, and bottom port 10, which is coincident with the inlet opening of discharging passage 6. Radial cylinder 16 and opening 19, which is parallel to axis 12 of rotor 3, are provided in the body of rotor 3 at bottom part of each working chamber. Spring-loaded piston 17 provided with roller 18 is received in cylinder 16. Axle 12 of the rotor is provided with force ring 13 whose outer side has groove 14 and hollow 15. When rotor 3 rotates, roller 18 moves along groove 14 and interacts with hollow 15 periodically. Opening 19 is periodically coincident with the inlet opening of the system for supplying fluid and then with the spark plug. When opening 19 is coincident with the inlet of the fluid supply system and roller 18 enters hollow 15, fluid is sucked. When roller 18 leaves hollow 15 and opening 19 is coincident with spark plug, the fluid is ignited. In so doing, the open face of the working chamber is coincident with bottom port 10 of casing 2. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания с жидкостным кольцом, и может быть использовано в качестве привода различных механизмов. The invention relates to internal combustion engines, in particular to rotary internal combustion engines with a liquid ring, and can be used as a drive for various mechanisms.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания. Closest to the invention in technical essence is a rotary internal combustion engine containing a sealed housing provided with end walls, a rotor placed therein with a possibility of rotation, in the body of which working chambers open from one end are made, the axes of which are located tangent to the axis of rotation, the system supply of the working fluid and the ignition system.

Однако роторный двигатель имеет недостаточные мощность, экономичность и надежность, обусловленные наличием в составе двигателя поршневой группы и неполным отбором мощности от продуктов сгорания рабочего тела. However, the rotary engine has insufficient power, economy and reliability due to the presence of a piston group in the engine and incomplete selection of power from the combustion products of the working fluid.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении мощности, надежности и экономичности двигателя и снижении уровня токсичности выхлопных газов. The technical result achieved by using the invention is to increase the power, reliability and efficiency of the engine and reduce the level of toxicity of exhaust gases.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания, ротор двигателя установлен в укрепленном внутри корпуса цилиндрическом кожухе с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами, взаимодействующими со стенками кожуха, причем кожух снабжен двумя окнами, одно из которых выполнено в боковой части кожуха и сообщает его внутреннюю полость с внутренней полостью корпуса, а другое выполнено в нижней части кожуха на расстоянии от первого, так, что часть внутренней поверхности кожуха, расположенная между окнами, полностью перекрывает при вращении ротора открытый торец рабочей камеры, корпус двигателя частично заполнен жидкостью, а часть внутренней полости корпуса, не заполненная жидкостью, сообщена с внешней средой посредством редукционного клапана, установленного в верхней части корпуса на качающейся шаровой опоре, в нижней части внутренней полости корпуса размещен гидродвигатель, кинематически связанный с ротором и снабженный входом и выходом для рабочей жидкости, а в основании корпуса выполнен отводной канал, входное отверстие которого совмещено с окном, выполненным в нижней части кожуха, а выходное отверстие связано с входом гидродвигателя, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса двигателя, причем ротор двигателя установлен на неподвижной оси, снабженной силовым кольцом, на внешней поверхности которого выполнены профилированные канавка и выемка, в теле ротора у донной части каждой рабочей камеры выполнены сообщающиеся с ней цилиндр с размещенным в нем подпружиненным поршнем с роликом и отверстие, причем цилиндр выполнен радиально со стороны оси ротора, а отверстие выполнено со стороны торца ротора параллельно его оси, на торцевой стенке корпуса со стороны отверстия в теле ротора выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания, причем профилированная выемка на силовом кольце, нижнее окно в кожухе, входное отверстие системы подачи рабочего тела и свеча системы зажигания расположена так, что при вращении ротора отверстие в теле ротора совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик входит в выемку на силовом кольце в момент перекрытия торца соответствующей рабочей камеры частью внутренней стенки кожуха, расположенной между окнами, отверстие в теле ротора совмещается со свечой системы зажигания, а ролик выходит из выемки на силовом кольце в момент совмещения торца соответствующей рабочей камеры с нижним окном кожуха. The specified technical result is achieved by the fact that in the known rotary internal combustion engine containing a sealed housing provided with end walls, the rotor is rotatably arranged therein, in the body of which working chambers open from one end are made, the axes of which are located tangentially to the axis of rotation, the working fluid supply system and the ignition system, the engine rotor is installed in a cylindrical casing fixed inside the housing with a gap relative to its walls and is equipped with up by laminating plates interacting with the walls of the casing, the casing having two windows, one of which is made in the side of the casing and communicates its internal cavity with the internal cavity of the casing, and the other is made in the lower part of the casing at a distance from the first, so that part of the inner surface the casing located between the windows completely overlaps with the rotor rotating the open end of the working chamber, the engine casing is partially filled with liquid, and the part of the internal cavity of the casing that is not filled with liquid It is connected with the external environment by means of a pressure reducing valve mounted in the upper part of the housing on a swinging ball bearing, in the lower part of the internal cavity of the housing there is a hydraulic motor kinematically connected to the rotor and provided with an inlet and outlet for the working fluid, and a drain channel, an inlet is made in the base of the housing which is combined with a window made in the lower part of the casing, and the outlet is connected to the inlet of the hydraulic motor, the output of which is communicated with the internal cavity of the motor housing, the rotor of the motor The device is mounted on a fixed axis, equipped with a power ring, on the outer surface of which profiled groove and recess are made, in the body of the rotor at the bottom of each working chamber there is a cylinder communicating with it with a spring-loaded piston with a roller and a hole placed in it, the cylinder being made radially with side of the rotor axis, and the hole is made from the side of the end of the rotor parallel to its axis, on the end wall of the housing from the side of the hole in the rotor body, the inlet of the working fluid supply system and the spark plug is installed, and the profiled recess on the power ring, the bottom window in the casing, the inlet of the working fluid supply system and the spark plug are located so that when the rotor rotates, the hole in the rotor body is aligned with the inlet of the working fluid supply system, and the roller enters in the recess on the power ring at the moment of closing the end of the corresponding working chamber with a part of the inner wall of the casing located between the windows, the hole in the rotor body is aligned with the spark plug, and the roller in leaves the recess on the power ring at the moment of combining the end face of the corresponding working chamber with the lower window of the casing.

На чертеже представлена схема конструктивного выполнения роторного двигателя внутреннего сгорания, поперечный разрез. The drawing shows a diagram of a structural embodiment of a rotary internal combustion engine, a cross section.

Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1, укрепленный в нем цилиндрический кожух 2, размещенный в кожухе 2 ротор 3 с рабочими камерами 4, выполненными в его теле, и гидродвигатель 5. The rotary internal combustion engine comprises a housing 1, a cylindrical casing 2 fixed therein, located in the casing 2 of the rotor 3 with working chambers 4 made in its body, and a hydraulic motor 5.

В основании корпуса 1 выполнен отводной канал 6, входное отверстие которого сообщено с внутренней полостью корпуса 1, а выходное сообщено с входом гидродвигателя 5, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса 1 двигателя. В верхней части корпуса 1 на шаровой опоре 7 установлен редукционный клапан 8. Кожух 2 снабжен двумя окнами 9 и 10. Окно 9 выполнено в боковой части корпуса 2 и сообщает его внутреннюю полость с внутренней полостью корпуса 1, а окно 10 выполнено в нижней части кожуха 2 и совмещено с входным отверстием отводного канала 6. Ротор 3 установлен в кожухе 2 с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами 11. Ротор 3 установлен на неподвижной оси 12, снабженной силовым кольцом 13, на внешней поверхности которого выполнены канавка 14 и профилированная выемка 15. В теле ротора 3 у донной части каждой рабочей камеры 4 выполнены сообщающиеся с ней цилиндр 16 с размещенным в нем подпружиненным поршнем 17, снабженным роликом 18, и отверстие 19. Рабочие камеры 4 выполнены в теле ротора 3 так, что их оси расположены по касательной к оси вращения ротора 3. Гидродвигатель 5 размещен во внутренней полости корпуса 1 в ее нижней части. При этом вал гидродвигателя 5 кинематически связан с валом ротора 3. Цилиндр 16 выполнен радиально со стороны оси 12 ротора 3. Отверстие 19 выполнено со стороны торца ротора 3 параллельно его оси. В торцевой стенке корпуса со стороны отверстия 19 в теле ротора 3 выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания (не показаны). At the base of the housing 1, a discharge channel 6 is made, the inlet of which is communicated with the internal cavity of the housing 1, and the output is communicated with the input of the hydraulic motor 5, the output of which is communicated with the internal cavity of the engine housing 1. In the upper part of the housing 1, a pressure reducing valve is installed on the ball bearing 7. The casing 2 is provided with two windows 9 and 10. The window 9 is made in the side of the housing 2 and communicates its internal cavity with the internal cavity of the housing 1, and the window 10 is made in the lower part of the casing 2 and combined with the inlet of the outlet channel 6. The rotor 3 is installed in the casing 2 with a gap relative to its walls and is equipped with sealing plates 11 located in this gap. The rotor 3 is mounted on a fixed axis 12 provided with a power ring 13, on the outer surface of which A groove 14 and a profiled recess 15 are made. In the body of the rotor 3 at the bottom of each working chamber 4, a cylinder 16 is made which communicates with it with a spring-loaded piston 17 provided with a roller 18 and an opening 19. The working chambers 4 are made in the body of the rotor 3 so so that their axes are tangent to the axis of rotation of the rotor 3. The hydraulic motor 5 is located in the inner cavity of the housing 1 in its lower part. The shaft of the hydraulic motor 5 is kinematically connected with the shaft of the rotor 3. The cylinder 16 is made radially from the side of the axis 12 of the rotor 3. The hole 19 is made from the end face of the rotor 3 parallel to its axis. In the end wall of the housing from the side of the hole 19 in the body of the rotor 3, an inlet of the supply system of the working fluid is made and a spark plug (not shown) is installed.

Роторный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. A rotary internal combustion engine operates as follows.

При вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4, пройдя окно 9, перекрывается частью стенки кожуха 2, расположенной между окнами 9 и 10. В этот же момент отверстие 19 совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик 18, перекрываясь по канавке 14, попадает в выемку 15. When the rotor 3 is rotated, the open end of the working chamber 4, having passed through the window 9, is blocked by a part of the wall of the casing 2 located between the windows 9 and 10. At the same moment, the hole 19 is aligned with the inlet of the working fluid supply system, and the roller 18 is overlapped along the groove 14 gets into the notch 15.

Поршень 17 под действием пружины перемещается в направлении оси 12 ротора 3, создавая разрежение в цилиндре 16, в который при этом засасывается жидкость из рабочей камеры 4, в результате чего в рабочей камере 4 создается разрежение и происходит всасывание рабочего тела через отверстие 19. При дальнейшем вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4 совмещается с окном 10 кожуха 2, а следовательно, и входным отверстием отводного канала 6. В этот момент отверстие 19 совмещается со свечой системы зажигания, а ролик 18 выходит из выемки 15 и, сжимая пружину, перемещает поршень в исходное положение. При этом жидкость выталкивается из цилиндра 16 в рабочую камеру 4, рабочее тело в камере 4 сжимается. В этот же момент времени срабатывает свеча системы зажигания и происходит воспламенение рабочего тела. Давление расширяющихся продуктов сгорания, воздействуя на дно рабочей камеры 4, создает вращающий момент на валу ротора 3 и одновременно выталкивает жидкость из рабочей камеры 4 в отводной канал 6. Жидкость, выталкиваемая из рабочей камере 4, воздействует на рабочий орган гидродвигателя 5 и создает на его валу крутящий момент, который через кинематическую связь передается на вал ротора 3. The piston 17 under the action of the spring moves in the direction of the axis 12 of the rotor 3, creating a vacuum in the cylinder 16, in which case the liquid is sucked from the working chamber 4, as a result of which a vacuum is created in the working chamber 4 and the working fluid is sucked through the hole 19. In the future rotation of the rotor 3, the open end of the working chamber 4 is aligned with the window 10 of the casing 2, and therefore, the inlet of the outlet channel 6. At this point, the hole 19 is aligned with the spark plug, and the roller 18 comes out of the recess 15 and compressing the Inu, moves the piston to its original position. When this fluid is pushed out of the cylinder 16 into the working chamber 4, the working fluid in the chamber 4 is compressed. At the same time, the spark plug of the ignition system fires and ignition of the working fluid occurs. The pressure of the expanding combustion products, acting on the bottom of the working chamber 4, creates a torque on the shaft of the rotor 3 and at the same time pushes the liquid from the working chamber 4 into the exhaust channel 6. The liquid pushed out of the working chamber 4 acts on the working body of the hydraulic motor 5 and creates on it the shaft torque, which is transmitted through a kinematic connection to the shaft of the rotor 3.

При дальнейшем вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4 совмещается с боковым окном 9 кожуха 2. При этом продукты сгорания рабочего тела выходят из полости рабочей камеры 4, а камера 4 вновь заполняется жидкостью, после чего рабочий цикл двигателя повторяется. With further rotation of the rotor 3, the open end of the working chamber 4 is combined with the side window 9 of the casing 2. In this case, the combustion products of the working fluid exit the cavity of the working chamber 4, and the chamber 4 is again filled with liquid, after which the duty cycle of the engine is repeated.

Избыточное давление газов во внутренней полости корпуса 1 двигателя стравливается в окружающую среду через редукционный клапан 8. Excessive gas pressure in the internal cavity of the engine housing 1 is vented to the environment through a pressure reducing valve 8.

Claims

INTERNAL COMBUSTION ROTARY ENGINE, comprising a sealed housing provided with end walls, a rotor arranged thereto to rotate, in the body of which working chambers open from one end are made, the axes of which are tangent to the axis of rotation, the supply system of the working fluid and the ignition system, characterized the fact that the engine rotor is installed in a cylindrical casing fixed inside the housing with a gap relative to its walls and is equipped with sealing plates placed in this gap, interacting them with the walls of the casing, and the casing is provided with two windows, one of which is made in the side of the casing and communicates its inner cavity of the casing at a distance from the first so that the part of the inner surface of the casing located between the windows completely overlaps when the rotor rotates the open end of the working chamber , the engine casing is partially filled with liquid, and the part of the internal cavity of the casing that is not filled with liquid is in communication with the external environment by means of a pressure reducing valve mounted on the pump I have a ball bearing, in the lower part of the internal cavity of the casing there is a hydraulic motor kinematically connected to the rotor and provided with an inlet and outlet for the working fluid, and at the base of the casing a drain channel is made, the inlet of which is combined with the window made in the lower part of the casing, and the outlet connected to the input of the hydraulic motor, the output of which is connected to the internal cavity of the engine casing, and the rotor of the engine is mounted on a fixed axis, equipped with a power ring, on the outer surface of which are made profiled groove and recess, in the rotor body at the bottom of each working chamber, a cylinder communicating with it is provided with a spring-loaded piston with a roller and a hole, the cylinder being made radially from the side of the rotor axis, and the hole is made from the side of the rotor end parallel to its axis, on the end wall of the housing from the side of the hole in the rotor body, an inlet of the working fluid supply system is made and an spark plug of the ignition system is installed, the profiled recess on the power ring, the lower window in the casing, one hole of the working fluid supply system and the spark plug of the ignition system are positioned so that when the rotor rotates, the hole in the rotor body is aligned with the inlet of the working fluid supply system, and the roller enters the recess in the power ring at the moment the end of the corresponding working chamber is blocked by part of the inner wall of the casing located between the windows, the hole in the body of the rotor is aligned with the spark plug of the ignition system, and the roller leaves the recess on the power ring at the moment of combining the end face of the corresponding working chamber with the lower window ozhuha.