RU2436972C2

RU2436972C2 - Internal combustion engine

Info

Publication number: RU2436972C2
Application number: RU2009130168/06A
Authority: RU
Inventors: Виктор Петрович Бахарев (RU); Виктор Петрович Бахарев
Original assignee: Виктор Петрович Бахарев
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2011-12-20
Also published as: RU2009130168A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: internal combustion engine includes cylindrical combustion chamber in the cavity of which on turning shaft there installed are pistons that have the possibility of reciprocal turning movement. Combustion chamber is equipped with fuel mixture supply, ignition and gas extraction devices. At least two partitions located at equal distance from each other are made in cavity of cylindrical combustion chamber. Conversion mechanism of reciprocal turning movement of pistons to rotational movement of power takeoff shaft includes fork rigidly fixed on the end of turning shaft protruding out of combustion chamber. The second sleeve is installed in fork cavity with possibility of rocking. In the cavity of the second sleeve there arranged with possibility of rotation is middle part of Z-shaped crank section of power takeoff shaft. Symmetry centre of middle part of Z-shaped crank section of power takeoff shaft is located on rotation axis of this shaft. Rockshaft of the second sleeve crosses symmetry centre of middle part of Z-shaped crank section of power takeoff shaft. Power takeoff shaft includes even number of Z-shaped crank sections having the possibility of interaction with the same number of turning shafts. One half of turning shafts is installed with possibility of being rotated in reversed phase with the other half. One half of middle parts of Z-shaped crank sections of power takeoff shaft is parallel to each other and the other half is arranged mirror-like relative to them.

EFFECT: increasing balance and reducing noise emission of engine.

4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторно-поршневых двигателях внутреннего сгорания с качающимися поршнями.The invention relates to mechanical engineering and can be used in rotary piston internal combustion engines with oscillating pistons.

Известен двигатель внутреннего сгорания, в цилиндрическом блоке камер сгораний которого установлены на основном поворотном валу соосно один другому и с возможностью возвратного перемещения поршни, взаимосвязанные посредством коленчатого вала с выходным валом, системы подачи топливной смеси, зажигания и газораспределительный механизм, включающий впускные и выпускные клапана (US 4043301, 1977).A known internal combustion engine, in a cylindrical block of combustion chambers of which are mounted on the main rotary shaft coaxially with one another and with the possibility of reciprocal movement, pistons interconnected by a crankshaft with an output shaft, a fuel mixture supply system, an ignition system and a gas distribution mechanism including intake and exhaust valves ( US 4043301, 1977).

Недостатком известного двигателя внутреннего сгорания является его низкая мощность.A disadvantage of the known internal combustion engine is its low power.

Известен также двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндрическую камеру сгорания, в полости которой на поворотном валу, соосном с продольной осью камеры, установлены с возможностью возвратно-поворотного перемещения поршни, выполненные в виде пластин, скрепленных с образующими втулки, жестко скрепленной с поворотным валом, вал отбора мощности и механизм преобразования возвратно-поворотного движения поршней во вращательное движение вала отбора мощности, при этом камера сгорания снабжена средствами подачи топливной смеси, отвода газа и зажигания (см. RU №2193094 F02B 53/00, 2001).Also known is an internal combustion engine containing a cylindrical combustion chamber, in the cavity of which, on a rotary shaft, coaxial with the longitudinal axis of the chamber, pistons are arranged with the possibility of reciprocating movement, made in the form of plates fixed to forming a sleeve rigidly fixed to a rotary shaft, power take-off and the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational movement of the power take-off shaft, while the combustion chamber is equipped with means for supplying the fuel mixture, and the gas and ignition (see. RU №2193094 F02B 53/00, 2001).

Двигатель является громоздким, конструктивно сложен, кроме того, отсутствует возможность передачи сколь-нибудь значительных вращающих моментов.The engine is bulky, structurally complex, in addition, there is no possibility of transmitting any significant torques.

Изобретение решает задачу передачи значительных вращающих моментов при снижении громоздкости и шумности конструкции.The invention solves the problem of transmitting significant torques while reducing the bulkiness and noise of the structure.

Поставленная задача решается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндрическую камеру сгорания, в полости которой на поворотном валу, соосном с продольной осью камеры, установлены с возможностью возвратно-поворотного перемещения поршни, выполненные в виде пластин, скрепленных с образующими втулки, жестко скрепленной с поворотным валом, вал отбора мощности и механизм преобразования возвратно-поворотного движения поршней во вращательное движение вала отбора мощности, при этом камера сгорания снабжена средствами подачи топливной смеси, отвода газа и зажигания, отличается тем, что в полости цилиндрической камеры сгорания выполнены как минимум две перегородки, равноудаленные друг от друга, высота которых соответствует высоте полости камеры сгорания, а ширина соответствует расстоянию от поверхности втулки до внутренней поверхности камеры сгорания, причем поверхность перегородки, обращенная к втулке, конгруэнтна ей, при этом механизм преобразования возвратно-поворотного движения поршней во вращательное движение вала отбора мощности включает вилку, жестко закрепленную на конце поворотного вала, выступающем из цилиндрической камеры сгорания, причем в полости вилки на оси, пересекающей ее проем, установлена с возможностью качания вторая втулка, в полости которой с возможностью вращения размещена средняя часть Z-образного коленчатого участка вала отбора мощности, продольная ось которой составляет острый угол с осью вращения вала отбора мощности, кроме того, центр симметрии средней части Z-образного коленчатого участка вала отбора мощности находится на оси вращения этого вала, при этом ось качания второй втулки пересекает центр симметрии средней части Z-образного коленчатого участка вала отбора мощности. Кроме того, выпускные отверстия средств подачи топливной смеси, приемные отверстия средств отвода газа и рабочие элементы средств зажигания размещены на сторонах перегородок, обращенных к поршням, и связаны с соответствующими каналами отвода газов, подвода топливной смеси, подвода электропитания, предпочтительно выполненными в объеме перегородки. Кроме того, вал отбора мощности включает четное число Z-образных коленчатых участков, выполненных с возможностью взаимодействия с таким же числом поворотных валов, половина которых установлена с возможностью вращения в противофазе с другой половиной, для чего половина средних частей Z-образных коленчатых участков вала отбора мощности параллельна друг другу, а вторая половина размещена зеркально им. Кроме того, при нечетном числе Z-образных коленчатых участков поворотный вал снабжен балансиром, выполненным с возможностью качания в противофазе с одним из поршней. Кроме того, угол между продольными осями средних частей коленчатых участков и осью вращения вала отбора мощности превышает 20°, но меньше 45°. Кроме того, в полости цилиндрической камеры сгорания выполнена одна перегородка и размещен как минимум один поршень. Кроме того, число поршней равно числу отсеков, образованных в полости цилиндрической камеры сгорания перегородками.The problem is solved in that the internal combustion engine containing a cylindrical combustion chamber, in the cavity of which on the rotary shaft coaxial with the longitudinal axis of the chamber, the pistons are arranged with the possibility of reciprocating movement, made in the form of plates attached to forming a sleeve rigidly fixed to the rotary shaft, the power take-off shaft and the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational movement of the power take-off shaft, while the combustion chamber is equipped with feed means fuel mixture, gas and ignition, characterized in that in the cavity of the cylindrical combustion chamber made of at least two partitions equally spaced from each other, the height of which corresponds to the height of the cavity of the combustion chamber, and the width corresponds to the distance from the surface of the sleeve to the inner surface of the combustion chamber, the surface of the partition facing the sleeve is congruent to it, while the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational movement of the power take-off shaft includes a fork, the second sleeve, mounted in the cavity of the fork on the axis protruding from the cylindrical combustion chamber, is longitudinally mounted in the cavity of the fork on the axis crossing its opening, with the possibility of swinging the middle part of the Z-shaped cranked portion of the power take-off shaft, longitudinally the axis of which is an acute angle with the axis of rotation of the power take-off shaft, in addition, the center of symmetry of the middle part of the Z-shaped crankshaft portion of the power take-off shaft is located on the axis of rotation of this shaft, while s second swing bush intersects the center of symmetry of the middle part of Z-shaped cranked portion PTO. In addition, the outlets of the means for supplying the fuel mixture, the inlets of the means for venting the gas and the working elements of the ignition means are located on the sides of the baffles facing the pistons and are connected to the respective channels for venting the gas, supplying the fuel mixture, supplying electrical power, preferably made in the volume of the partition. In addition, the power take-off shaft includes an even number of Z-shaped crankshaft sections configured to interact with the same number of rotary shafts, half of which are mounted to rotate in antiphase with the other half, for which half of the middle parts of the Z-shaped crankshaft sections power is parallel to each other, and the second half is mirrored to them. In addition, with an odd number of Z-shaped crankshaft sections, the rotary shaft is equipped with a balancer configured to swing in antiphase with one of the pistons. In addition, the angle between the longitudinal axes of the middle parts of the crank sections and the axis of rotation of the power take-off shaft exceeds 20 °, but less than 45 °. In addition, one partition is made in the cavity of the cylindrical combustion chamber and at least one piston is placed. In addition, the number of pistons is equal to the number of compartments formed in the cavity of the cylindrical combustion chamber by partitions.

Сравнение признаков заявленного решения с признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".A comparison of the features of the claimed solution with the features of analogues and prototype indicates its compliance with the criterion of "novelty."

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.The features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.

Признаки «в полости цилиндрической камеры сгорания выполнены как минимум две перегородки, равноудаленные друг от друга, высота которых соответствует высоте полости камеры сгорания, а ширина соответствует расстоянию от поверхности втулки до внутренней поверхности камеры сгорания» обеспечивают «разделение» внутреннего объема камеры сгорания как минимум на две равных по объему рабочих полукамеры, работающих синхронно, в которых давление расширяющихся газов приходится на разные поверхности поршня его сторон, расположенных по разные стороны от осей ращения поворотного вала, что обеспечивает этап качания (отклонения) поршня в одну сторону и последующее его качание (отклонение) в противоположную сторону.The signs "at least two partitions are made in the cavity of the cylindrical combustion chamber, equidistant from each other, the height of which corresponds to the height of the combustion chamber cavity, and the width corresponds to the distance from the sleeve surface to the inner surface of the combustion chamber" provide "separation" of the internal volume of the combustion chamber by at least two half-chambers of equal working volume, working synchronously, in which the pressure of expanding gases falls on different surfaces of the piston of its sides, located at different Orons from the axes of rotation of the rotary shaft, which provides the stage of swing (deviation) of the piston in one direction and its subsequent swing (deviation) in the opposite direction.

Признаки «поверхность перегородки, обращенная к втулке, конгруэнтна ей» обеспечивают возможность вращения поворотного вала с надежным изолированием объема одной полукамеры от другой.The signs "the surface of the partition facing the sleeve is congruent to it" provides the possibility of rotation of the rotary shaft with reliable isolation of the volume of one half-chamber from another.

Признаки, указывающие, что механизм преобразования возвратно-поворотного движения поршней во вращательное движение вала отбора мощности «включает вилку, жестко закрепленную на конце поворотного вала, выступающем из цилиндрической камеры сгорания» обеспечивают придание вилке возвратно-поворотного движения, соответствующего повороту поворотного вала, обеспечиваемого «работой» поршней в камере сгорания.Signs indicating that the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the power take-off shaft “includes a fork rigidly attached to the end of the rotary shaft protruding from the cylindrical combustion chamber” provides the fork with a reciprocating movement corresponding to the rotation of the rotary shaft provided “ work "pistons in the combustion chamber.

Признаки, указывающие, что «в полости вилки на оси, пересекающей ее проем, установлена с возможностью качания вторая втулка» вместе с признаками, указывающими, что в полости втулки «с возможностью вращения размещена средняя часть Z-образного коленчатого участка вала отбора мощности, продольная ось которой составляет острый угол с осью вращения вала отбора мощности» обеспечивают «автоматическое совпадение» положения продольной оси Z-образного коленчатого участка вала отбора мощности и продольной оси второй втулки при вращении вала отбора мощности, вызванном проворотом его коленчатого участка.Signs indicating that “in the cavity of the fork, on the axis crossing its opening, the second sleeve is installed with the possibility of swinging” together with signs indicating that in the cavity of the sleeve “with the possibility of rotation the middle part of the Z-shaped cranked section of the power take-off shaft is placed, longitudinal the axis of which is an acute angle with the axis of rotation of the power take-off shaft ”ensures“ automatic coincidence ”of the position of the longitudinal axis of the Z-shaped cranked section of the power take-off shaft and the longitudinal axis of the second sleeve when the shaft rotates power, caused by the rotation of its cranked section.

Признаки «центр симметрии средней части Z-образного коленчатого участка вала отбора мощности находится на оси вращения этого вала, кроме того, ось качания второй втулки пересекает центр симметрии средней части Z-образного коленчатого участка вала отбора мощности» задают форму вала, обеспечивающую возможность изменения углового отклонения проекции продольной оси средней части Z-образного рабочего участка от проекции оси вращения вала от максимума до совпадения с ней (превращают вал отбора мощности в коленчатый вал), кроме того, обеспечивается возможность вращения вала, при котором части Z-образного рабочего участка вала, находящиеся с обеих сторон оси вращения, «работают» в противофазе друг с другом, отклоняясь от нее на одинаковые расстояния.The signs "the center of symmetry of the middle part of the Z-shaped cranked section of the power take-off shaft is located on the axis of rotation of this shaft, in addition, the swing axis of the second sleeve intersects the center of symmetry of the middle part of the Z-shaped cranked section of the power take-off" define the shape of the shaft, which makes it possible to change the angular deviations of the projection of the longitudinal axis of the middle part of the Z-shaped working area from the projection of the axis of rotation of the shaft from the maximum to coincide with it (turn the power take-off shaft into a crankshaft), in addition, ensure aetsya possibility of rotation of the shaft, wherein the Z-shaped portion of the output shaft portion, located on both sides of the rotation axis, "work" in antiphase with one another, deviating from it by a similar distance.

Признаки «вал отбора мощности включает четное число Z-образных коленчатых участков, выполненных с возможностью взаимодействия с таким же числом поворотных валов, половина которых установлена с возможностью вращения в противофазе с другой половиной, для чего половина средних частей Z-образных коленчатых участков вала отбора мощности параллельна друг другу, а вторая половина размещена зеркально им» формулы обеспечивают уравновешивание усилий, возникающих при работе одной камеры сгорания, противоположно направленными усилиями, возникающими при работе второй камеры сгорания.Signs "the power take-off shaft includes an even number of Z-shaped crankshaft sections configured to interact with the same number of rotary shafts, half of which are mounted for rotation in antiphase with the other half, for which half of the middle parts of the Z-shaped crankshaft sections parallel to each other, and the second half is mirrored by them ”formulas provide balancing of the forces arising from the operation of one combustion chamber, oppositely directed forces, conductive when the second combustion chamber.

Признаки второго пункта формулы обеспечивают реализацию операций, необходимых для организации работы камеры сгорания, обеспечивая полноту использования внутреннего объема полости камеры сгорания в целях увеличения угла поворота поворотного вала.The signs of the second paragraph of the formula provide the implementation of the operations necessary for organizing the operation of the combustion chamber, ensuring the full use of the internal volume of the cavity of the combustion chamber in order to increase the angle of rotation of the rotary shaft.

Признаки третьего пункта формулы обеспечивают максимальное по величине преобразование энергии газов, образующихся при сгорании топливной смеси во вращающий момент на валу отбора мощности.The signs of the third paragraph of the formula provide the maximum value of the energy conversion of the gases generated during the combustion of the fuel mixture at a torque on the power take-off shaft.

Признаки четвертого пункта формулы конкретизируют возможные варианты решения камеры сгорания.The signs of the fourth paragraph of the formula specify the possible solutions to the combustion chamber.

На фиг.1 изображен схематически фронтальный вид устройства; на фиг.2 изображен схематически его вид сбоку; на фиг.3 показан объемный вид устройства при повороте вала отбора мощности на угол, равный 0°, на фиг.4 показан объемный вид устройства при повороте вала отбора мощности на угол, равный 60°, на фиг.5 показан объемный вид устройства при повороте вала отбора мощности на угол, равный 90°.Figure 1 shows a schematic front view of the device; figure 2 shows a schematic side view of it; figure 3 shows a three-dimensional view of the device when the power take-off shaft is rotated by an angle equal to 0 °, figure 4 shows a three-dimensional view of the device when the power take-off shaft is rotated by an angle equal to 60 °, figure 5 shows a three-dimensional view of the device when rotated power take-off shaft at an angle equal to 90 °.

На чертежах показаны цилиндрическая камера сгорания 1 (корпус камеры сгорания показан полупрозрачным, для наглядности), поворотный вал 2, продольная ось 3, поршни 4, цилиндрическая втулка 5, вал отбора мощности 6 и механизм преобразования возвратно-поворотного движения поршней 4 во вращательное движение вала отбора мощности 6, перегородки 7. Выпускные отверстия 8 средств подачи топливной смеси (на чертежах не показаны), приемные отверстия 9 средств отвода газа (на чертежах не показаны) с газоотводящими клапанами 10 и рабочие (воспламеняющие) элементы средств зажигания 11 (при реализации двигателя как дизельного эти элементы не нужны) предпочтительно размещены на сторонах перегородки 7, обращенных к поршням 4, хотя и могут быть размещены в крышке 12 цилиндрической камеры сгорания 1 (в первом случае, каналы отвода газов, подвода топливной смеси, линии электропитания могут быть выполнены в объеме соответствующих перегородок). При этом каждая сторона перегородки снабжена средствами отвода газа и средствами подвода топливно-воздушной смеси и средством зажигания. Число перегородок в принципе может быть произвольным, при этом число поршней (пластин, закрепляемых на втулке) соответствует числу перегородок (или равно числу отсеков, образованных в полости цилиндрической камеры сгорания перегородками).The drawings show a cylindrical combustion chamber 1 (the combustion chamber housing is shown translucent, for clarity), a rotary shaft 2, a longitudinal axis 3, pistons 4, a cylindrical sleeve 5, a power take-off shaft 6 and a mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons 4 into rotational shaft movement power take-off 6, partitions 7. Outlets 8 of the means of supplying the fuel mixture (not shown in the drawings), inlets 9 of the means of gas outlet (not shown) with gas vent valves 10 and working (igniting) elements The elements of the ignition means 11 (when the engine is designed as a diesel engine, these elements are not needed) are preferably placed on the sides of the baffle 7 facing the pistons 4, although they can be placed in the cover 12 of the cylindrical combustion chamber 1 (in the first case, gas exhaust channels, fuel supply mixtures, power lines can be made in the volume of the corresponding partitions). At the same time, each side of the partition is equipped with gas removal means and means for supplying the fuel-air mixture and ignition means. The number of baffles in principle can be arbitrary, while the number of pistons (plates mounted on the sleeve) corresponds to the number of baffles (or equal to the number of compartments formed in the cavity of the cylindrical combustion chamber by baffles).

Механизм преобразования возвратно-поворотного движения поршней во вращательное движение вала отбора мощности включает вилку 13, жестко закрепленную на конце 14 поворотного вала 2, выступающем из цилиндрической камеры сгорания 1, при этом в полости вилки (между ее «зубцами») на оси 15, пересекающей ее проем, установлена с возможностью качания вторая втулка 16, через полость 17 которой с возможностью вращения пропущена средняя часть 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6. Кроме того, показаны продольная ось 20, средняя часть 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6, которая составляет острый угол с осью вращения 21 вала отбора мощности 6, причем центр симметрии 22 средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6 находится на оси вращения 21 этого вала, кроме того, ось качания 15 второй втулки 16 пересекает центр симметрии 22 средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6.The mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational movement of the power take-off shaft includes a fork 13, rigidly fixed to the end 14 of the rotary shaft 2, protruding from the cylindrical combustion chamber 1, while in the cavity of the fork (between its "teeth") on the axis 15 intersecting its aperture, the second sleeve 16 is mounted with the possibility of swinging, through the cavity 17 of which the middle part 18 of the Z-shaped cranked portion 19 of the power take-off shaft 6 is rotatably passed. In addition, the longitudinal axis 20, the middle part 18 Z-o, are shown a different crankshaft section 19 of the power take-off shaft 6, which makes an acute angle with the axis of rotation 21 of the power take-off shaft 6, the center of symmetry 22 of the middle part 18 of the Z-shaped crank section 19 of the power take-off shaft 6 is located on the axis of rotation 21 of this shaft, in addition the swing axis 15 of the second sleeve 16 intersects the center of symmetry 22 of the middle part 18 of the Z-shaped cranked portion 19 of the power take-off shaft 6.

Кроме того, вал отбора мощности 6 включает как минимум два Z-образных коленчатых участка 19, выполненных с возможностью взаимодействия с двумя цилиндрическими камерами сгорания 1, при этом поворотные валы 2 названных камер сгорания установлены с возможностью вращения в противофазе (для этого половина средних частей Z-образных коленчатых участков вала отбора мощности параллельна друг другу, а вторая половина размещена зеркально им - на представленных чертежах половина соответствует единице). Кроме того, при нечетном числе Z-образных коленчатых участков поворотный вал снабжен балансиром (на чертежах не показан) для компенсации изгибных нагрузок, возникающих при поворотах поршней. Кроме того, угол между продольными осями средних частей коленчатых участков и осью вращения вала отбора мощности превышает 20°, но меньше 45°. Этот угол должен соответствовать углу отклонения поршня 4 от среднего положения (угловому расстоянию между обращенными друг к другу поверхностями перегородок 7). Поворотный вал 2 соосен с продольной осью 3 цилиндрической камеры сгорания 1 и установлен с возможностью возвратно-поворотного перемещения в ее полости. Поршни 4 выполнены в виде пластин, жестко скрепленных с образующими втулки 5, жестко скрепленной с поворотным валом 2.In addition, the power take-off shaft 6 includes at least two Z-shaped crank sections 19, configured to interact with two cylindrical combustion chambers 1, while the rotary shafts 2 of these combustion chambers are mounted for rotation in antiphase (for this half of the middle parts Z -shaped cranked sections of the power take-off shaft is parallel to each other, and the second half is mirrored by them - in the drawings presented, half corresponds to unity). In addition, with an odd number of Z-shaped crankshaft sections, the rotary shaft is equipped with a balancer (not shown in the drawings) to compensate for bending loads arising from the rotation of the pistons. In addition, the angle between the longitudinal axes of the middle parts of the crank sections and the axis of rotation of the power take-off shaft exceeds 20 °, but less than 45 °. This angle should correspond to the angle of deviation of the piston 4 from the middle position (the angular distance between the facing surfaces of the partitions 7). The rotary shaft 2 is coaxial with the longitudinal axis 3 of the cylindrical combustion chamber 1 and is mounted with the possibility of reciprocating movement in its cavity. The pistons 4 are made in the form of plates rigidly bonded to the forming sleeve 5, rigidly bonded to the rotary shaft 2.

Перегородка 7 выполнена высотой, соответствующей высоте полости камеры сгорания 1, а ширина соответствует расстоянию от поверхности втулки 5 до внутренней поверхности камеры сгорания 1. Поверхность перегородки 7, обращенная к втулке 5 (выполненной цилиндрической), конгруэнтна ей (повторяет ее - т.е. выполнена с выемкой, имеющей цилиндрическую форму, с кривизной, соответствующей кривизне поверхности втулки 5). Торцы поршней, обращенные к поверхности полости камеры сгорания 1, снабжены уплотнениями, выполненными известным образом по типу уплотнений, используемых в роторных двигателях.The partition 7 is made with a height corresponding to the height of the cavity of the combustion chamber 1, and the width corresponds to the distance from the surface of the sleeve 5 to the inner surface of the combustion chamber 1. The surface of the partition 7 facing the sleeve 5 (made cylindrical) is congruent to it (repeats it - i.e. made with a recess having a cylindrical shape, with a curvature corresponding to the curvature of the surface of the sleeve 5). The ends of the pistons facing the surface of the cavity of the combustion chamber 1 are provided with seals made in a known manner by the type of seals used in rotary engines.

Конструктивные отличия газоотводящих 10 и топливоподводящих 23 клапанов, средств зажигания 11 топливной смеси от известных узлов сводятся к их компоновочным решениям при известных принципах работы, реализуемых в известных двигателях внутреннего сгорания.The design differences of the exhaust 10 and the fuel 23 valves, means of ignition 11 of the fuel mixture from the known nodes are reduced to their layout solutions with known principles of operation, implemented in known internal combustion engines.

Заявленный двигатель работает следующим образом.The claimed engine operates as follows.

В исходном положении (на фиг.3) нижняя (на чертеже) сторона поршня 4 своей поверхностью, находящейся слева от диаметральной плоскости, проходящей через пластину поршня, максимально сближена с правой стороной первой перегородки 7. Одновременно верхняя (на чертеже) сторона поршня 4 своей поверхностью, находящейся справа от диаметральной плоскости, проходящей через пластину поршня, максимально сближена с левой стороной второй перегородки 7. Таким образом, рабочий объем полости камеры сгорания 1 разделен на две полукамеры (два полуцилиндра).In the initial position (in Fig. 3), the lower (in the drawing) side of the piston 4 with its surface located to the left of the diametrical plane passing through the piston plate is as close as possible to the right side of the first baffle 7. At the same time, the upper (in the drawing) side of the piston 4 is the surface located to the right of the diametrical plane passing through the piston plate is maximally brought closer to the left side of the second partition 7. Thus, the working volume of the cavity of the combustion chamber 1 is divided into two half-chambers (two half-cylinders).

При описанном положении поршней и максимальном давлении топливо-воздушной смеси в меньших объемах полукамер, когда «обслуживающие» их газоотводящие 10 и топливоподводящие 23 клапаны уже закрыты, известным образом, посредством средств зажигания 11, осуществляют воспламенение топливной смеси. В больших объемах полукамер, прилегающих к другим сторонам перегородки 7, вследствие максимального расширения газов, образовавшихся при сгорании топливно-воздушной смеси, давление минимально, что приводит к открытию газоотводящего клапана, обслуживающего этот объем камеры сгорании. Вследствие этого, при воспламенении топливной смеси в меньших объемах полукамер, образующийся при этом объем газов, оказывая давление на обращенные к нему поверхности поршня 4, будет отодвигать его от обращенных к ним поверхностей перегородок 7, что приведет к его развороту вместе с поворотным валом 2. При этом исходно малый объем полукамеры будет расти до максимума, а исходно больший объем уменьшится до минимума. По завершению цикла качания нижняя (на чертеже) сторона поршня 4 своей поверхностью, находящейся справа от диаметральной плоскости, проходящей через пластину поршня, оказывается максимально сближена с правой стороной второй перегородки 7. Одновременно верхняя (на чертеже) сторона поршня 4 своей поверхностью, находящейся слева от диаметральной плоскости, проходящей через пластину поршня, оказывается максимально сближена с левой стороной первой перегородки 7.With the described position of the pistons and the maximum pressure of the fuel-air mixture in smaller volumes of the half-chambers, when the gas exhaust 10 and fuel supply valves 23 “serving” them are already closed, in a known manner, by means of the ignition 11, the fuel mixture is ignited. In large volumes of half-chambers adjacent to other sides of the partition 7, due to the maximum expansion of the gases generated during the combustion of the fuel-air mixture, the pressure is minimal, which leads to the opening of the gas vent valve serving this volume of the combustion chamber. As a result of this, when the fuel mixture is ignited in smaller volumes of half-chambers, the volume of gases formed in this case, exerting pressure on the surfaces of the piston 4 facing it, will move it away from the surfaces of the baffles 7 facing them, which will lead to its rotation together with the rotary shaft 2. In this case, the initially small volume of the half-chamber will grow to a maximum, and the initially large volume will decrease to a minimum. At the end of the swing cycle, the lower (in the drawing) side of the piston 4 with its surface located to the right of the diametrical plane passing through the piston plate is as close as possible to the right side of the second partition 7. At the same time, the upper (in the drawing) side of the piston 4 with its surface located on the left from the diametrical plane passing through the piston plate, is as close as possible to the left side of the first partition 7.

Далее все повторяется в обратном порядке. Таким образом, работа камеры сгорания 1 обеспечивает возвратно-поворотное движение поворотного вала 2 на определенный угол - его разворот (отклонение) то в одну, то в другую сторону.Further, everything is repeated in the reverse order. Thus, the operation of the combustion chamber 1 provides a reciprocating motion of the rotary shaft 2 at a certain angle - its rotation (deviation) is either one or the other.

Преобразование этого движения во вращательное движение вала отбора мощности, направленное в одну сторону, обеспечивается механизмом преобразования возвратно-поворотного движения поршней во вращательное движение вала отбора мощности.The conversion of this movement into the rotational motion of the power take-off shaft directed in one direction is provided by the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the power take-off shaft.

При этом вращение поворотного вала 2 приводит к соответствующему развороту вилки 13 относительно продольной оси этого вала. Для уяснения работы механизма преобразования возвратно-поворотного движения поршней во вращательное движение вала отбора мощности рассмотрим работу одной камеры сгорания (см. фиг.3-5).The rotation of the rotary shaft 2 leads to a corresponding rotation of the fork 13 relative to the longitudinal axis of this shaft. To understand the operation of the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the power take-off shaft, we consider the operation of one combustion chamber (see Figs. 3-5).

Пусть исходное положение соответствует фиг.3, нижняя сторона чертежа условно соответствует горизонтальной плоскости. При этом проекции на горизонтальную плоскость оси вращения 21 вала отбора мощности и продольной оси 20 средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6 совпадают. Поворот вилки от исходного положения вызывает отклонение второй втулки 16 (разворот ее продольной оси, совпадающей с продольной осью 20 средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6) и соответственно разворот на такой же угол средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19, при этом проекции продольной оси 20 и оси вращения 21 вала отбора мощности 6 на горизонтальную плоскость пересекаются в точке, являющейся проекцией на эту же плоскость центра симметрии 22 средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6 (см. фиг.4-5). При этом угол между проекциями названных осей определяется исходной величиной угла между осями 20 и 21. Это изменение взаимного положения проекций является следствием отклонения продольной оси 20 средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19 от вертикальной плоскости (от исходного положения). Возможность такого движения обеспечивается проворотом средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6 в полости второй втулки 16 и ее «шарнирностью» относительно оси 15, зафиксированной в вилке 13. В свою очередь, изменение положения средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6 приводит к повороту всего вала отбора мощности 6 (в плоскости чертежа - по часовой стрелке). Этот угол поворота продолжает расти и когда продольная ось 20 средней части 18 Z-образного коленчатого участка 19 вала отбора мощности 6 окажется в горизонтальной плоскости (вал отбора мощности 6 повернется на угол, равный 90° относительно исходного положения).Let the initial position corresponds to figure 3, the lower side of the drawing conditionally corresponds to a horizontal plane. In this case, the projection onto the horizontal plane of the axis of rotation 21 of the power take-off shaft and the longitudinal axis 20 of the middle part 18 of the Z-shaped cranked portion 19 of the power take-off shaft 6 coincide. The rotation of the plug from the initial position causes the second sleeve 16 to deviate (a turn of its longitudinal axis coinciding with the longitudinal axis 20 of the middle part 18 of the Z-shaped crankshaft section 19 of the power take-off shaft 6) and, accordingly, a turn through the same angle of the middle part 18 of the Z-shaped crankshaft 19, while the projections of the longitudinal axis 20 and the axis of rotation 21 of the power take-off shaft 6 on a horizontal plane intersect at a point that is a projection on the same plane of the center of symmetry 22 of the middle part 18 of the Z-shaped crankshaft section 19 of the selection shaft and power 6 (see Fig.4-5). In this case, the angle between the projections of the named axes is determined by the initial value of the angle between the axes 20 and 21. This change in the relative position of the projections is a consequence of the deviation of the longitudinal axis 20 of the middle part 18 of the Z-shaped crank section 19 from the vertical plane (from the initial position). The possibility of such movement is provided by turning the middle part 18 of the Z-shaped cranked section 19 of the power take-off shaft 6 in the cavity of the second sleeve 16 and its “articulation” relative to the axis 15 fixed in the fork 13. In turn, the position of the middle part 18 of the Z-shaped cranked section 19 of the power take-off shaft 6 leads to the rotation of the entire power take-off shaft 6 (in the drawing plane - clockwise). This angle of rotation continues to grow and when the longitudinal axis 20 of the middle part 18 of the Z-shaped crankshaft portion 19 of the power take-off shaft 6 is in a horizontal plane (power take-off shaft 6 will rotate by an angle equal to 90 ° relative to the initial position).

Далее начинается уменьшение угла отклонения проекций осей 21 и 20, начинается поворот поворотного вала вправо (в плоскости чертежа), сопровождаемый увеличением угла поворота вала отбора мощности 6 до 180° от исходного. При повороте вала 6 на 180° от исходного проекции осей 20 и 21 совпадают снова, но на фронтальном виде положение выше оси вращения 21 вала отбора мощности 6 займет часть Z-образного рабочего участка, находящуюся справа от продольной оси 3. При дальнейшем повороте вилки 13 вправо угол поворота вала отбора мощности 6 нарастает и достигает 270° при максимальном повороте вала 2 относительно оси 3. Далее начинается поворот вилки 13 влево и при возвращении ее в исходное положение завершается полный оборот вала 6 относительно продольной оси 21. Далее все повторяется.Next, a decrease in the angle of deviation of the projections of the axes 21 and 20 begins, the rotation of the rotary shaft to the right (in the drawing plane) begins, accompanied by an increase in the angle of rotation of the power take-off shaft 6 to 180 ° from the original. When the shaft 6 is rotated 180 ° from the initial projection, the axes 20 and 21 coincide again, but in the frontal view, the position above the axis of rotation 21 of the power take-off shaft 6 will occupy the part of the Z-shaped working section located to the right of the longitudinal axis 3. Upon further rotation of the fork 13 to the right, the angle of rotation of the power take-off shaft 6 increases and reaches 270 ° with a maximum rotation of the shaft 2 relative to the axis 3. Then the fork 13 starts turning to the left and when it returns to its original position, the complete revolution of the shaft 6 relative to the longitudinal axis 21 is completed. It is Busy.

Предложенное устройство может быть использовано в машиностроении, предпочтительно в двигателестроении, поскольку в конструкциях поворотных роторных двигателей позволяет преобразовать возвратно-поворотное движение ротора во вращательное движение вала отбора мощности без использования шатунных механизмов (при постоянном и небольшом расстоянии от цилиндра до вала отбора мощности).The proposed device can be used in mechanical engineering, preferably in engine building, since in the designs of rotary rotary engines it is possible to convert the rotary motion of the rotor into rotational motion of the power take-off shaft without using connecting rod mechanisms (at a constant and small distance from the cylinder to the power take-off shaft).

Claims

1. An internal combustion engine containing a cylindrical combustion chamber, in the cavity of which pistons are mounted in the form of plates attached to forming a sleeve rigidly fastened to the rotary shaft, the selection shaft is mounted with the possibility of a reciprocal rotary movement, in a cavity in which on a rotary shaft coaxial with the longitudinal axis of the chamber power and the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the power take-off shaft, while the combustion chamber is equipped with means for supplying the fuel mixture and gas outlet, in Cavities of the cylindrical combustion chamber are made of at least two partitions equidistant from each other, the height of which corresponds to the height of the cavity of the combustion chamber, and the width corresponds to the distance from the surface of the sleeve to the inner surface of the combustion chamber, and the surface of the partition facing the sleeve is congruent to it, while the mechanism converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the power take-off shaft includes a fork fixed to the end of the rotary shaft protruding from the cylindrical a combustion chamber, and in the cavity of the fork on the axis crossing its opening, a second sleeve is mounted with a possibility of swinging, in the cavity of which the middle part of the Z-shaped cranked section of the power take-off shaft is rotatably placed, the longitudinal axis of which is an acute angle with the axis of rotation of the shaft power take-off, in addition, the center of symmetry of the middle part of the Z-shaped cranked portion of the power take-off shaft is located on the axis of rotation of this shaft, while the swing axis of the second sleeve intersects the center of symmetry of the middle part of the Z-shaped of the crankshaft section of the power take-off shaft, characterized in that the combustion chamber is equipped with ignition means, the plug of the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational movement of the power take-off shaft is rigidly fixed to the end of the rotary shaft, the power take-off shaft includes an even number of Z-shaped crank sections, made with the possibility of interaction with the same number of rotary shafts, half of which are mounted with the possibility of rotation in antiphase with the other half, for which half dnih parts Z-shaped cranked PTO shaft portions parallel to each other, and the second half mirror placed them.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the outlet openings of the means of supplying the fuel mixture, the receiving holes of the means of venting the gas and the ignition elements of the ignition means are located on the sides of the baffles facing the pistons and are connected to the corresponding channels of the venting gas, supplying the fuel mixture, power supply, preferably made in the volume of the partition.

3. The engine according to claim 1, characterized in that the angle between the longitudinal axes of the middle parts of the crank sections and the axis of rotation of the power take-off shaft exceeds 20 °, but less than 45 °.

4. The engine according to claim 1, characterized in that the number of pistons is equal to the number of compartments formed in the cavity of the cylindrical combustion chamber by partitions.