[go: up one dir, main page]

RU2307255C1 - Method of and device for accomplishing working cycles of rotary internal combustion engine - Google Patents

Method of and device for accomplishing working cycles of rotary internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2307255C1
RU2307255C1 RU2006120326/06A RU2006120326A RU2307255C1 RU 2307255 C1 RU2307255 C1 RU 2307255C1 RU 2006120326/06 A RU2006120326/06 A RU 2006120326/06A RU 2006120326 A RU2006120326 A RU 2006120326A RU 2307255 C1 RU2307255 C1 RU 2307255C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compression
working
chamber
blade
disk
Prior art date
Application number
RU2006120326/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Владимирович Карасев (RU)
Анатолий Владимирович Карасев
Original Assignee
Анатолий Владимирович Карасев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Владимирович Карасев filed Critical Анатолий Владимирович Карасев
Priority to RU2006120326/06A priority Critical patent/RU2307255C1/en
Priority to PCT/RU2007/000232 priority patent/WO2007142551A1/en
Priority to EA200801273A priority patent/EA012459B1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2307255C1 publication Critical patent/RU2307255C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/02Methods of operating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/3448Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member with axially movable vanes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines.
SUBSTANCE: proposed method comes to displacement of compression blade in compression chamber and filling said chamber with fresh charge of fuel-air mixture. Fuel-air mixture filling compression chamber during previous cycle is pressure-fed into combustion chamber, is compressed in this chamber and is ignited. Expanding gases in working chamber separated by ridges from compression chamber press on working blade providing its working stroke and rotation of rotor. Waste gases of previous working cycle are forced out. In proposed method use is made of stop mechanisms to fix compression and working blades. Working blade is fixed when it passes by ridge separating in motion working chamber from compression chamber, with release of compression blade and keeping compression and working blades in this state when they pass compression chamber to following ridge in direction of motion at passing of which working blade is released and compression blade is fixed and this state of compression and working blades is preserved at passing working chamber to following ridge in direction of movement, and working cycle is thus completed. To execute proposed method, rotary internal combustion engine contains body, shaft, disk and ring construction units arranged in body for relative rotation. Disk construction unit has disk with slots accommodating compression and working blades installed for reciprocating, between which combustion chambers are arranged. Ring construction unit includes coaxial cylindrical tubular members of larger and smaller diameters, respectively, between which ring member with wavy surface forming ridges and valleys is placed. Wavy surface of ring member is pointed to end face surface of slotted disk and forms compression and working chambers together with outer surface of cylindrical tubular member of smaller diameter and inner surface of cylindrical tubular member of larger diameter, chambers being divided by ridges of ring member with wavy surface. Intake and outlet channels are made in ridges of ring member with wavy surface, alternating through one ridge. Each compression and working blade is spring-loaded by means of elastic element relative to disk with slots or body. Stop mechanisms are placed inside body to fix compression and working blades in required position relative to slotted disk.
EFFECT: increased compression ratio of fuel-air mixture, effectiveness of its use, efficiency of engine, reduced vibration loads.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и, в частности к двигателестроению.The invention relates to the field of mechanical engineering and, in particular, to engine building.

Известен способ осуществления рабочего цикла роторного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), при котором перемещают лопасть в компрессионной камере и заполняют свежим зарядом топливовоздушной смеси часть этой компрессионной камеры, при этом в другой ее части сжимают топливовоздушную смесь, заполнившую компрессионную камеру в предыдущем цикле. Используя систему каналов в статоре и роторе, перемещают сжатую топливовоздушную смесь в рабочую камеру, часть которой в данный момент используют в качестве камеры сгорания, воспламеняют топливовоздушную смесь и расширяющимися газами давят на лопасть, обеспечивая ее рабочий ход, при этом вытесняя из рабочей камеры отработанные газы предыдущего цикла, US 4401070.There is a method of implementing the duty cycle of a rotary internal combustion engine (ICE), in which the blade is moved in the compression chamber and a part of this compression chamber is filled with a fresh charge of the air-fuel mixture, while the fuel-air mixture is compressed in its other part, filling the compression chamber in the previous cycle. Using a channel system in the stator and rotor, the compressed air-fuel mixture is transferred to the working chamber, part of which is currently used as a combustion chamber, the air-fuel mixture is ignited and the expanding gases are pressed onto the blade, providing its working stroke, while displacing exhaust gases from the working chamber previous cycle, US 4,401,070.

Недостатком этого способа является то обстоятельство, что часть воспламененной смеси возвращается в зону сжатия, используя те же упомянутые каналы в статоре и роторе, что снижает эффективность этого способа.The disadvantage of this method is the fact that part of the ignited mixture is returned to the compression zone using the same channels in the stator and rotor, which reduces the effectiveness of this method.

Известен также способ осуществления рабочего цикла роторного ДВС, при котором путем перемещения компрессионной лопасти в компрессионной камере заполняют ее свежим зарядом топливовоздушной смеси. Одновременно в камеру сгорания, сжимая, нагнетают топливовоздушную смесь, заполнившую компрессионную камеру в предыдущем цикле. Воспламеняют топливовоздушную смесь и расширяющимися газами в рабочей камере давят на рабочую лопасть и этим обеспечивают рабочий ход ДВС. Одновременно движущейся рабочей лопастью вытесняют из рабочей камеры отработанные газы предыдущего цикла, US 5429084.There is also known a method of implementing the duty cycle of a rotary engine, in which by moving the compression blade in the compression chamber, fill it with a fresh charge of the air-fuel mixture. At the same time, compressing, they inject the air-fuel mixture, which filled the compression chamber in the previous cycle. The air-fuel mixture is ignited and the expanding gases in the working chamber are pressed against the working blade and this ensures the ICE working stroke. At the same time, the exhaust gases of the previous cycle, US 5429084, are displaced from the working chamber by a moving working blade.

Данный способ осуществления рабочего цикла роторного ДВС принят за прототип настоящего изобретения.This method of implementing the duty cycle of a rotary engine is adopted as a prototype of the present invention.

Недостатком прототипа является неэффективное использование сжатой топливовоздушной смеси в рабочем цикле. Это обусловлено тем, что значительная часть воспламененной топливовоздушной смеси выбрасывается в атмосферу через рабочую камеру и выпускной канал с противоположной свече зажигания стороны ротора. Кроме того, в рабочем цикле сжимают только часть объема топливовоздушной смеси, заключенной между соседними лопастями, что обусловливает невысокую степень сжатия топливовоздушной смеси и также снижает эффективность этого способа.The disadvantage of the prototype is the inefficient use of compressed air-fuel mixture in the duty cycle. This is due to the fact that a significant part of the ignited air-fuel mixture is released into the atmosphere through the working chamber and the exhaust channel from the opposite spark plug of the rotor side. In addition, in the duty cycle only part of the volume of the air-fuel mixture enclosed between adjacent blades is compressed, which leads to a low compression ratio of the air-fuel mixture and also reduces the effectiveness of this method.

Задачей настоящего изобретения, в части способа, является увеличение степени сжатия топливовоздушной смеси и повышение эффективности ее использования.The objective of the present invention, in terms of the method, is to increase the compression ratio of the air-fuel mixture and increase the efficiency of its use.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что рабочий цикл в роторном ДВС осуществляется вследствие того, что путем перемещения компрессионной лопасти в компрессионной камере, заполняют ее свежим зарядом топливовоздушной смеси, при этом в камеру сгорания нагнетая и сжимая в ней топливовоздушную смесь, заполнившую компрессионную камеру в предыдущем цикле, воспламеняют топливовоздушную смесь и в рабочей камере, отделенной гребнями от компрессионной камеры, расширяющимися газами давят на рабочую лопасть, обеспечивая ее рабочий ход и вращение ротора, одновременно вытесняя отработанные газы предыдущего рабочего цикла, при этом новым является то, что используют стопорные механизмы для фиксации компрессионной и рабочей лопастей, фиксируют рабочую лопасть при прохождении этой лопастью гребня, отделяющего по ходу движения рабочую камеру от компрессионной камеры, при этом освобождая от фиксации компрессионную лопасть и сохраняя это состояние компрессионной и рабочей лопастей при прохождении ими компрессионной камеры до следующего по ходу движения гребня, при прохождении которого освобождают рабочую лопасть от фиксации и фиксируют компрессионную лопасть, сохраняя это состояние компрессионной и рабочей лопастей при прохождении ими рабочей камеры до следующего по ходу движения гребня, и этим завершают рабочий цикл.According to the invention, this problem is solved due to the fact that the duty cycle in the rotary ICE is carried out due to the fact that by moving the compression blade in the compression chamber, it is filled with a fresh charge of the air-fuel mixture, while in the combustion chamber, it is pumped and compresses the air-fuel mixture filling the compression chamber in the previous cycle, ignite the air-fuel mixture and in the working chamber, separated by ridges from the compression chamber, expanding gases press on the working blade, ensuring its operation the stroke and rotation of the rotor, while displacing the exhaust gases of the previous working cycle, the new one is that locking mechanisms are used to fix the compression and working blades, they fix the working blade when the blade passes through the ridge that separates the working chamber from the compression chamber in the direction of travel, while freeing the compression vane from fixation and maintaining this state of the compression and working blades when they pass the compression chamber to the next along the ridge, with the passage of which release the working blade from fixation and fix the compression blade, preserving this state of the compression and working blades when they pass the working chamber to the next ridge along the movement, and this completes the work cycle.

Заявителем не выявлены решения, идентичные настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified solutions that are identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Благодаря осуществлению отличительных признаков настоящего изобретения в совокупности с признаками, приведенными в ограничительной части формулы изобретения, достигаются новые важные свойства заявленного объекта. Каждой компрессионной лопастью сжимают топливовоздушную смесь из всего объема компрессионной камеры, значительно увеличивая степень сжатия топливовоздушной смеси; исключают перемешивание свежего заряда топливовоздушной смеси с отработанными газами, так как камера сгорания не связана с каналами на противоположной стороне ротора от свечи зажигания.Thanks to the implementation of the distinguishing features of the present invention, in conjunction with the features given in the restrictive part of the claims, new important properties of the claimed object are achieved. Each compression blade compresses the air-fuel mixture from the entire volume of the compression chamber, significantly increasing the compression ratio of the air-fuel mixture; exclude mixing of the fresh charge of the air-fuel mixture with the exhaust gases, since the combustion chamber is not connected to the channels on the opposite side of the rotor from the spark plug.

В результате значительно повышается эффективность рабочего цикла.As a result, the efficiency of the work cycle is significantly increased.

Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие настоящего изобретения критерию «изобретательский уровень».These circumstances determine, according to the applicant, the compliance of the present invention with the criterion of "inventive step".

Для реализации способа осуществления рабочего цикла по настоящему изобретению предлагается роторный двигатель внутреннего сгорания.To implement the method of implementing the duty cycle of the present invention, a rotary internal combustion engine is provided.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), содержащий статор, в котором цилиндрическими поверхностями разного диаметра образованы две полости, соединенные между собой каналами и в одну из которых помещен ротор с камерами сгорания, в другую - ротор, в радиальных пазах которого размещены лопасти, и которую этот ротор разделяет на компрессионную и рабочую зоны, FR 1302333 А.A rotary internal combustion engine (ICE) is known, comprising a stator, in which two cavities are formed by cylindrical surfaces of different diameters, interconnected by channels and in one of which a rotor with combustion chambers is placed, in the other a rotor, in the radial grooves of which the blades are located, and which this rotor divides into compression and working zones, FR 1302333 A.

Недостатком устройства является то, что воспламенение топливовоздушной смеси производится в изолированном объеме камеры сгорания с резким повышением в ней давления и температуры, приводящим к быстрому износу деталей и материалов, подверженных воздействию этих факторов. При этом время эффективного использования давления сгоревших газов относительно мало, так как мало время прохождения камерой сгорания канала, соединяющего ее с рабочей зоной, что обуславливает низкий коэффициент полезного действия (КПД). Более позднее воспламенение топливовоздушной смеси во время прохождения камерой сгорания канала, соединяющего ее с рабочей камерой, уменьшает степень сжатия топливовоздушной смеси еще до ее воспламенения, что также обуславливает низкий КПД. Кроме того, возможно резкое уменьшение степени сжатия топливовоздушной смеси в случае, если ко времени прохождения камерой сгорания канала, соединяющего ее с рабочей зоной, соответствующая лопасть еще не перекроет для топливовоздушной смеси путь к выхлопному патрубку.The disadvantage of this device is that the ignition of the air-fuel mixture is produced in an isolated volume of the combustion chamber with a sharp increase in pressure and temperature, leading to rapid wear of parts and materials exposed to these factors. At the same time, the effective use of the pressure of the burnt gases is relatively short, since the passage of the combustion chamber through the channel connecting it to the working zone is short, which leads to a low coefficient of performance (COP). Later ignition of the air-fuel mixture during the passage by the combustion chamber of the channel connecting it to the working chamber reduces the compression ratio of the air-fuel mixture before it ignites, which also leads to low efficiency. In addition, a sharp decrease in the compression ratio of the air-fuel mixture is possible if, by the time the combustion chamber passes through the channel connecting it to the working area, the corresponding blade has not yet blocked the path to the exhaust pipe for the air-fuel mixture.

Известен ДВС, содержащий корпус с торцевыми крышками и размещенный в нем на валу ротор, состоящий из внутреннего цилиндра, внешнего обода и перегородки, расположенной перпендикулярно оси вала и параллельно торцевым крышкам в пространстве между внешним ободом и внутренним цилиндром. Перегородка делит ротор на две части вдоль оси вала, образуя с одной стороны от нее компрессионные камеры, а с другой - рабочие камеры, и в перегородке выполнены пазы, в которых размещены лопасти с возможностью возвратно-поступательного движения параллельно оси вала между эквидистантными криволинейными внутренними поверхностями торцевых крышек. ДВС также содержит камеры сгорания и внешний трубопровод, соединяющий компрессионные камеры и камеры сгорания, RU 2266413.An internal combustion engine is known, comprising a housing with end caps and a rotor located on the shaft, consisting of an inner cylinder, an outer rim and a partition perpendicular to the axis of the shaft and parallel to the end caps in the space between the outer rim and the inner cylinder. The partition divides the rotor into two parts along the axis of the shaft, forming compression chambers on one side of it and working chambers on the other side, and grooves are made in the partition, in which the blades are placed with the possibility of reciprocating movement parallel to the shaft axis between equidistant curved internal surfaces end caps. ICE also contains combustion chambers and an external pipe connecting compression chambers and combustion chambers, RU 2266413.

Недостатком ДВС является, то обстоятельство, что компрессионные камеры соединены с камерами сгорания внешним трубопроводом и для создания заданной степени сжатия в камерах сгорания необходимо создавать такую же степень сжатия и во всем объеме внешнего трубопровода (по длине соизмеримого с осевым размером ДВС, а по объему - с единичным объемом камеры сгорания). Кроме того, в предложенной конструкции осуществляется непрерывное вращение камер сгорания, что, с одной стороны, ограничивает время поступления сжатого воздуха и его количества в камеру сгорания от компрессионной камеры через внешний трубопровод, во вторых, ограничивает время поступления расширяющихся газов в рабочую камеру, в особенности, с учетом времени распространения пламени и времени, необходимого для полного сгорания топливовоздушной смеси от момента зажигания (причины, по которым в современных двигателях предусмотрено опережение зажигания топливовоздушной смеси).The disadvantage of an internal combustion engine is the fact that the compression chambers are connected to the combustion chambers by an external pipeline and to create a given compression ratio in the combustion chambers it is necessary to create the same compression ratio in the entire volume of the external pipeline (in length commensurate with the axial dimension of the internal combustion engine, and in volume - with a unit volume of the combustion chamber). In addition, in the proposed design there is a continuous rotation of the combustion chambers, which, on the one hand, limits the time of arrival of compressed air and its amount into the combustion chamber from the compression chamber through an external pipe, and secondly, limits the time of arrival of expanding gases into the working chamber, in particular , taking into account the time of propagation of the flame and the time required for complete combustion of the air-fuel mixture from the moment of ignition (the reasons why modern engines are ahead Ignition of the fuel-air mixture).

Простую конструкцию имеет роторный двигатель внутреннего сгорания по патенту US 5551853, содержащий корпус, вал, дисковый и кольцевой конструктивные узлы, размещенные в корпусе с возможностью взаимного вращения, причем дисковый конструктивный узел включает диск с пазами, в которых с возможностью возвратно-поступательного движения размещены компрессионные и рабочие лопасти, между которыми расположены камеры сгорания, а кольцевой конструктивный узел содержит коаксиальные цилиндрические трубчатые элементы, соответственно большего и меньшего диаметров, между которыми размещен кольцевой элемент с волнообразной поверхностью, образующей гребни и впадины, при этом волнообразная поверхность кольцевого элемента обращена к торцевой поверхности диска, совместно с которой и наружной поверхностью цилиндрического трубчатого элемента меньшего диаметра, внутренней поверхностью цилиндрического трубчатого элемента большего диаметра образует компрессионные и рабочие камеры, разделенные гребнями кольцевого элемента с волнообразной поверхностью, причем в гребнях кольцевого элемента с волнообразной поверхностью с чередованием через один гребень выполнены впускные и выпускные каналы.The rotary internal combustion engine according to US Pat. No. 5,551,853 has a simple design, comprising a housing, a shaft, disk and ring structural units housed in a rotationally rotatable housing, the disk structural unit including a grooved disk in which compression are arranged with reciprocating motion and working blades, between which the combustion chambers are located, and the annular structural unit contains coaxial cylindrical tubular elements, respectively larger and smaller diameters between which there is an annular element with a wave-like surface forming ridges and troughs, while the wave-like surface of the ring element faces the end surface of the disk, together with which the outer surface of the cylindrical tubular element of smaller diameter forms the compression surface of the cylindrical tubular element of larger diameter and working chambers separated by ridges of the annular element with a wavy surface, and in the ridges of the annular element with an undulating surface that alternately through one ridge formed inlet and outlet channels.

Данное техническое решение принято за прототип устройства настоящего изобретения.This technical solution is taken as a prototype of the device of the present invention.

Недостатком прототипа является низкий коэффициент полезного действия (КПД). Это объясняется тем, что значительная часть воспламененной рабочей смеси выбрасывается в атмосферу через выпускной канал со стороны ротора противоположной свече зажигания. Кроме того, устройство по патенту US 5551853 требует минимум 6 лопастей для полного рабочего цикла двигателя, при этом при сжатии рабочей смеси используется только часть объема компрессионной камеры между двумя соседними лопастями. Это обусловливает невысокую степень сжатия рабочей смеси и, соответственно, также негативно влияет на КПД.The disadvantage of the prototype is the low coefficient of performance (COP). This is because a significant part of the ignited working mixture is emitted into the atmosphere through the exhaust channel from the side of the rotor of the opposite spark plug. In addition, the device according to US Pat. No. 5,551,853 requires a minimum of 6 blades for a full engine duty cycle, while only a fraction of the volume of the compression chamber between two adjacent blades is used to compress the working mixture. This leads to a low degree of compression of the working mixture and, accordingly, also negatively affects the efficiency.

Недостатком прототипа также являются поочередные некомпенсированные осевые силовые воздействия на дисковый и кольцевой конструктивные узлы и вал при расширении воспламененной топливовоздушной смеси, что приводит к значительным вибрационным нагрузкам на вал и другие конструктивные узлы ДВС.The disadvantage of the prototype is also the alternate uncompensated axial force on the disk and ring structural units and the shaft when expanding the ignited air-fuel mixture, which leads to significant vibration loads on the shaft and other structural components of the internal combustion engine.

Задачей настоящего изобретения, в части устройства, является повышение коэффициента полезного действия роторного двигателя внутреннего сгорания, снижение вибрационных нагрузок.The objective of the present invention, in terms of the device, is to increase the efficiency of a rotary internal combustion engine, reducing vibration loads.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус, вал, дисковый и кольцевой конструктивные узлы, размещенные в корпусе с возможностью взаимного вращения, причем дисковый конструктивный узел включает диск с пазами, в которых с возможностью возвратно-поступательного движения размещены компрессионные и рабочие лопасти, между которыми расположены камеры сгорания, а кольцевой конструктивный узел включает коаксиальные цилиндрические трубчатые элементы, соответственно большего и меньшего диаметров, между которыми размещен кольцевой элемент с волнообразной поверхностью, образующей гребни и впадины, при этом волнообразная поверхность кольцевого элемента обращена к торцевой поверхности диска с пазами, совместно с которой и наружной поверхностью цилиндрического трубчатого элемента меньшего диаметра, внутренней поверхностью цилиндрического трубчатого элемента большего диаметра образует компрессионные и рабочие камеры, разделенные гребнями кольцевого элемента с волнообразной поверхностью, причем в гребнях кольцевого элемента с волнообразной поверхностью с чередованием через один гребень выполнены впускные и выпускные каналы, новым является то, что каждая компрессионная и рабочая лопасть со стороны диска с пазами подпружинена посредством упругого элемента относительно диска с пазами или корпуса, при этом внутри корпуса размещены стопорные механизмы с возможностью фиксации компрессионных и рабочих лопастей в заданном положении относительно диска с пазами.According to the invention, this problem is solved due to the fact that in a rotary internal combustion engine containing a housing, a shaft, disk and ring structural units arranged in the housing with the possibility of mutual rotation, and the disk structural unit includes a disk with grooves, in which of translational motion, compression and working blades are placed, between which combustion chambers are located, and the annular structural unit includes coaxial cylindrical tubular elements, respectively larger and smaller diameters, between which there is an annular element with a wave-like surface forming ridges and troughs, while the wave-like surface of the ring element faces the end surface of the disk with grooves, together with which the outer surface of the cylindrical tubular element of smaller diameter, the inner surface of the cylindrical tubular element of larger diameter forms compression and working chambers, separated by ridges of the annular element with a wavy surface, and in the inlet and outlet channels are made to the ridges of the annular element with a wavy surface alternating through one ridge, it is new that each compression and working blade from the side of the disk with grooves is spring-loaded by means of an elastic element relative to the disk with grooves or the housing, with locking mechanisms placed inside the housing with the possibility of fixing the compression and working blades in a predetermined position relative to the disk with grooves.

Заявителем не выявлены технические решения, идентичные настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Благодаря реализации отличительных признаков настоящего изобретения в совокупности с признаками, приведенными в ограничительной части формулы изобретения, достигаются новые свойства заявленного объекта. Каждая компрессионная лопасть сжимает полный объем топливовоздушной смеси, находящейся в компрессионной камере, и на каждую рабочую лопасть воздействует весь заряд расширяющихся газов воспламененной топливовоздушной смеси с обеспечением ее полного сгорания. В результате значительно повышается КПД.Thanks to the implementation of the distinguishing features of the present invention, in conjunction with the features given in the restrictive part of the claims, new properties of the claimed object are achieved. Each compression vane compresses the full volume of the air-fuel mixture located in the compression chamber, and the entire charge of expanding gases of the ignited air-fuel mixture is exposed to each working vane to ensure its complete combustion. As a result, efficiency is significantly increased.

Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие настоящего изобретения критерию «изобретательский уровень».These circumstances determine, according to the applicant, the compliance of the present invention with the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - разрез двигателя по оси вала (по линии А-А на фиг.2);figure 1 - section of the engine along the axis of the shaft (along the line aa in figure 2);

на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг.1;figure 2 is a section bB in figure 1;

на фиг.3 - разрез В-В на фиг.2.figure 3 - section bb in figure 2.

Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1, в котором размещены дисковый 2 и кольцевой 3 конструктивные узлы с возможностью взаимного вращения. На фиг.1 дисковый 2 и кольцевой 3 конструктивные узлы выделены пунктирными контурами, при этом сами контуры условны и принадлежность конкретной детали к соответствующему конструктивному узлу 2 или 3 определена ниже в описании. В конкретном варианте кольцевой конструктивный узел 3 установлен на валу 4, а дисковый конструктивный узел 2 закреплен в корпусе 1 и включает диск 5 с пазами 6, в которых с возможностью возвратно-поступательного движения размещены компрессионные 7 и рабочие 8 лопасти, между которыми расположены камеры сгорания 9. Кольцевой конструктивный узел 3 содержит коаксиальные цилиндрические трубчатые элементы 10 и 11, соответственно большего 10 и меньшего 11 диаметров, между которыми размещен кольцевой элемент 12 с волнообразной поверхностью, образующей гребни 13 и впадины 14. Волнообразная поверхность кольцевого элемента 12 обращена к торцевой поверхности диска 5, совместно с которой и наружной поверхностью цилиндрического трубчатого элемента меньшего диаметра 11, внутренней поверхностью цилиндрического трубчатого элемента большего диаметра 10 образует компрессионные 15 и рабочие 16 камеры, разделенные гребнями 13 кольцевого элемента 12 с волнообразной поверхностью, причем в гребнях 13 кольцевого элемента 12 с волнообразной поверхностью с чередованием через один гребень выполнены впускные 17 и выпускные 18 каналы. Компрессионные 7 и рабочие 8 лопасти подпружинены посредством упругих элементов 19 (в конкретном варианте - пружинами, хотя могут быть подпружинены иными элементами, использующими, например, пневматические или электромагнитные силы) для обеспечения контакта компрессионных лопастей 7 и рабочих лопастей 8 с волнообразной поверхностью кольцевого элемента 12. Стопорные механизмы 20 и 21 установлены для поочередной фиксации каждой из компрессионных 7 или рабочих 8 лопастей в заданном положении относительно диска 5. В конкретном варианте для управления положением стопорных механизмов 20 и 21 установлены электромагниты 22. Возможно использование для этих же целей иных механизмов, например кулачкового механизма. Блок управления на чертежах не показан. Для воспламенения топливовоздушной смеси в корпусе 1 установлены свечи зажигания 23.The rotary internal combustion engine comprises a housing 1 in which disk 2 and annular 3 structural units are placed with the possibility of mutual rotation. In Fig. 1, disk 2 and ring 3 structural units are indicated by dashed contours, while the circuits themselves are conditional and the affiliation of a particular part to the corresponding structural unit 2 or 3 is defined below in the description. In a specific embodiment, the annular structural unit 3 is mounted on the shaft 4, and the disk structural unit 2 is mounted in the housing 1 and includes a disk 5 with grooves 6, in which compression 7 and working 8 blades are located with the possibility of reciprocating movement, between which there are combustion chambers 9. The annular structural unit 3 contains coaxial cylindrical tubular elements 10 and 11, respectively, larger than 10 and less than 11 diameters, between which the annular element 12 is placed with a wavy surface forming r ebony 13 and hollows 14. The wavy surface of the annular element 12 faces the end surface of the disk 5, together with which the outer surface of the cylindrical tubular element of smaller diameter 11, the inner surface of the cylindrical tubular element of larger diameter 10 forms compression 15 and working 16 chambers separated by ridges 13 an annular element 12 with a wavy surface, and in the ridges 13 of the annular element 12 with a wavy surface alternating through one ridge made inlet 17 and graduation 18 channels. Compression 7 and working 8 blades are spring-loaded by means of elastic elements 19 (in a particular embodiment, springs, although they can be spring-loaded by other elements using, for example, pneumatic or electromagnetic forces) to ensure that the compression blades 7 and working blades 8 are in contact with the wave-like surface of the annular element 12 The locking mechanisms 20 and 21 are installed for alternately fixing each of the compression 7 or working 8 blades in a predetermined position relative to the disk 5. In a specific embodiment, for controlling eniya position locking mechanisms 20 and 21 are mounted electromagnets 22 can be used for the same purposes other mechanisms such as a cam mechanism. The control unit is not shown in the drawings. To ignite the air-fuel mixture in the housing 1, spark plugs 23 are installed.

Пуск роторного двигателя внутреннего сгорания осуществляется стартером, на чертежах не показан.The start of the rotary internal combustion engine is carried out by a starter, not shown in the drawings.

Кольцевой конструктивный узел 3 вместе с валом 4 вращается в направлении, противоположном вращению часовой стрелки (фиг.2), что соответствует его направлению движения вниз на фиг.3, показанному стрелкой. Рабочий процесс в ДВС рассмотрим после запуска на примере одного рабочего цикла (фиг.3) с момента, когда находящиеся в зоне компрессионной камеры 15 компрессионная лопасть 7 не удерживается стопорным механизмом 20 и рабочая лопасть 8 удерживается стопорным механизмом 21 (стопорные механизмы показаны на фиг.1), а находящиеся в зоне рабочей камеры 16 компрессионная лопасть 7 удерживается стопорным механизмом 20 и рабочая лопасть 8 не удерживается стопорным механизмом 21. Рассмотрим рабочий цикл при последовательном движении кольцевого конструктивного узла 3 вниз относительно дискового конструктивного узла 2 (можно рассмотреть рабочий цикл на фиг.3 при условном движении дискового конструктивного узла 2 вверх относительно кольцевого конструктивного узла 3).The annular structural unit 3 together with the shaft 4 rotates in the opposite direction to the clockwise rotation (Fig. 2), which corresponds to its downward direction in Fig. 3, shown by an arrow. We will consider the working process in the internal combustion engine after starting with the example of one working cycle (Fig. 3) from the moment when the compression vane 7 located in the area of the compression chamber 15 is not held by the locking mechanism 20 and the working blade 8 is held by the locking mechanism 21 (the locking mechanisms are shown in FIG. 1), and located in the area of the working chamber 16, the compression vane 7 is held by the locking mechanism 20 and the working vane 8 is not held by the locking mechanism 21. Consider the duty cycle with successive movement of the ring structure node 3 down relative to the disk structural unit 2 (you can consider the duty cycle in figure 3 with the conditional movement of the disk structural unit 2 up relative to the annular structural unit 3).

При движении вниз кольцевого конструктивного узла 3 (фиг.3) за компрессионной лопастью 7 в компрессионной камере 15 создается разрежение и через впускной канал 17 компрессионная камера 15 заполняется свежим зарядом топливовоздушной смеси. Одновременно компрессионной лопастью 7 сжимается свежий заряд топливовоздушной смеси, заполнивший компрессионную камеру 15 в предыдущем цикле и находящийся перед этой лопастью (на чертеже часть компрессионной камеры, расположенная выше компрессионной лопасти 7). Этот заряд заполняет камеру сгорания 9, находящуюся в это время в зоне компрессионной камеры 15. При дальнейшем движении кольцевого конструктивного узла 3 гребень 13 кольцевого элемента 12 с волнообразной поверхностью перемещается сначала за рабочую лопасть 8, которая освобождается от фиксации стопорным механизмом 21, а затем за компрессионную лопасть 7, которая фиксируется стопорным механизмом 20 в крайнем правом положении. В камере сгорания 9, находящейся теперь в зоне рабочей камеры 16, топливовоздушная смесь воспламеняется и давлением расширяющихся газов на волнообразную поверхность кольцевого элемента 12 обеспечивается рабочий ход двигателя. Одновременно из рабочей камеры 16 через выпускной канал 18 вытесняются отработавшие газы предыдущего рабочего цикла. Следует отметить, что рассмотренные процессы в компрессионной 15 и в рабочей 16 камерах происходят одновременно, но с участием разных камер сгорания 9 и с соответствующим положением компрессионной 7 и рабочей 8 лопастей, охватывающих соответствующую камеру сгорания 9. Как отмечено выше: управление электромагнитными стопорными механизмами 20 и 21 для фиксации и освобождения от фиксации компрессионных 7 и рабочих 8 лопастей осуществляется блоком управления, на чертежах не показан.When moving down the annular structural unit 3 (Fig.3) behind the compression blade 7 in the compression chamber 15, a vacuum is created and through the inlet channel 17, the compression chamber 15 is filled with a fresh charge of the air-fuel mixture. At the same time, the compression blade 7 compresses the fresh charge of the air-fuel mixture, which fills the compression chamber 15 in the previous cycle and is located in front of this blade (in the drawing, the part of the compression chamber located above the compression blade 7). This charge fills the combustion chamber 9, which was at that time in the zone of the compression chamber 15. With further movement of the annular structural unit 3, the ridge 13 of the annular element 12 with a wavy surface moves first over the working blade 8, which is released from fixation by the locking mechanism 21, and then behind the compression blade 7, which is fixed by the locking mechanism 20 in the extreme right position. In the combustion chamber 9, which is now in the zone of the working chamber 16, the air-fuel mixture is ignited and the pressure of the expanding gases on the wave-like surface of the annular element 12 provides the engine's stroke. At the same time, exhaust gases of the previous working cycle are displaced from the working chamber 16 through the exhaust channel 18. It should be noted that the considered processes in the compression 15 and in the working 16 chambers occur simultaneously, but with the participation of different combustion chambers 9 and with the corresponding position of the compression 7 and working 8 blades covering the corresponding combustion chamber 9. As noted above: control of electromagnetic locking mechanisms 20 and 21 for fixing and releasing from fixing the compression 7 and working 8 blades is carried out by the control unit, not shown in the drawings.

Роторный двигатель внутреннего сгорания по настоящему изобретению прост в реализации и в обслуживании, так как содержит небольшое количество деталей. В нем значительно снижен удельный расход топлива, что улучшает экологию при его эксплуатации. В роторном ДВС по настоящему изобретению значительно уменьшены вибрации и шумы. Изложенное свидетельствует о том, что роторный ДВС по настоящему изобретению может быть использован в автомобилестроении, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленно применимо».The rotary internal combustion engine of the present invention is easy to implement and maintain, as it contains a small number of parts. It significantly reduced specific fuel consumption, which improves the environment during its operation. In the rotary engine of the present invention, vibration and noise are significantly reduced. The foregoing indicates that the rotary ICE of the present invention can be used in the automotive industry, which allows us to conclude that it meets the criterion of "industrially applicable".

Claims (2)

1. Способ осуществления рабочего цикла роторного двигателя внутреннего сгорания, при котором путем перемещения компрессионной лопасти в компрессионной камере заполняют эту камеру свежим зарядом топливовоздушной смеси, при этом в камеру сгорания нагнетая и сжимая в ней топливовоздушную смесь, заполнившую компрессионную камеру в предыдущем цикле, воспламеняют топливовоздушную смесь и в рабочей камере, отделенной гребнями от компрессионной камеры, расширяющимися газами давят на рабочую лопасть, осуществляя ее рабочий ход и вращение ротора, при этом вытесняя отработанные газы предыдущего рабочего цикла, отличающийся тем, что используют стопорные механизмы для фиксации компрессионных и рабочих лопастей, фиксируют рабочую лопасть при прохождении этой лопастью гребня, отделяющего по ходу движения рабочую камеру от компрессионной камеры, при этом освобождая от фиксации компрессионную лопасть и сохраняя это состояние компрессионной и рабочей лопастей при прохождении ими компрессионной камеры до следующего по ходу движения гребня, при прохождении которого освобождают рабочую лопасть от фиксации и фиксируют компрессионную лопасть, сохраняя это состояние компрессионной и рабочей лопастей при прохождении ими рабочей камеры до следующего по ходу движения гребня, и этим завершают рабочий цикл.1. A method for carrying out a duty cycle of a rotary internal combustion engine, in which, by moving the compression blade in the compression chamber, this chamber is filled with a fresh charge of the air-fuel mixture, while the air-fuel mixture is pumped and compressed therein, filling the compression chamber in the previous cycle, the fuel-air mixture is ignited the mixture and in the working chamber, separated by ridges from the compression chamber, expanding gases press on the working blade, carrying out its working stroke and rotation of the mouth ora, while displacing the exhaust gases of the previous working cycle, characterized in that the locking mechanisms are used to fix the compression and working blades, the working blade is fixed when the blade passes through the ridge, which separates the working chamber from the compression chamber in the direction of travel, while releasing the compression the blade and maintaining this state of the compression and working blades when they pass the compression chamber to the next along the direction of the ridge, during which the p bochuyu blade and fixed by fixing the compression blade, keeping this state of compression and working blades during the passage of the working chamber to the next along the crest of movement, and that the operating cycle is completed. 2. Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, вал, дисковый и кольцевой конструктивные узлы, размещенные в корпусе с возможностью взаимного вращения, причем дисковый конструктивный узел включает диск с пазами, в которых с возможностью возвратно-поступательного движения размещены компрессионные и рабочие лопасти, между которыми расположены камеры сгорания, а кольцевой конструктивный узел включает коаксиальные цилиндрические трубчатые элементы соответственно большего и меньшего диаметров, между которыми размещен кольцевой элемент с волнообразной поверхностью, образующей гребни и впадины, при этом волнообразная поверхность кольцевого элемента обращена к торцевой поверхности диска с пазами, совместно с которой и наружной поверхностью цилиндрического трубчатого элемента меньшего диаметра, внутренней поверхностью цилиндрического трубчатого элемента большего диаметра образует компрессионные и рабочие камеры, разделенные гребнями кольцевого элемента с волнообразной поверхностью, причем в гребнях кольцевого элемента с волнообразной поверхностью с чередованием через один гребень выполнены впускные и выпускные каналы, отличающийся тем, что каждая компрессионная и рабочая лопасть подпружинена посредством упругого элемента относительно диска с пазами или корпуса, при этом внутри корпуса размещены стопорные механизмы с возможностью фиксации компрессионных и рабочих лопастей в заданном положении относительно диска с пазами.2. A rotary internal combustion engine comprising a housing, a shaft, a disk and an annular structural units placed in the housing with the possibility of mutual rotation, and the disk structural unit includes a disk with grooves, with the possibility of reciprocating movement of the compression and working blades, between by which combustion chambers are located, and the annular structural unit includes coaxial cylindrical tubular elements of correspondingly larger and smaller diameters, between which a stake a core element with a wave-like surface forming ridges and troughs, the wave-like surface of the annular element facing the end surface of the disk with grooves, together with which the outer surface of the cylindrical tubular element of smaller diameter, the inner surface of the cylindrical tubular element of larger diameter forms compression and working chambers, separated by ridges of an annular element with a wavy surface, and in the ridges of an annular element with a wavy surface alternating through one ridge made inlet and outlet channels, characterized in that each compression and working blade is spring-loaded by means of an elastic element relative to the disk with grooves or the housing, while locking mechanisms are located inside the housing with the possibility of fixing the compression and working blades in a predetermined position relative to the disk with grooves.
RU2006120326/06A 2006-06-01 2006-06-01 Method of and device for accomplishing working cycles of rotary internal combustion engine RU2307255C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006120326/06A RU2307255C1 (en) 2006-06-01 2006-06-01 Method of and device for accomplishing working cycles of rotary internal combustion engine
PCT/RU2007/000232 WO2007142551A1 (en) 2006-06-01 2007-05-04 Rotary internal combustion engine and the operational cycle thereof
EA200801273A EA012459B1 (en) 2006-06-01 2007-05-04 Rotary internal combustion engine and the operational cycle thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006120326/06A RU2307255C1 (en) 2006-06-01 2006-06-01 Method of and device for accomplishing working cycles of rotary internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2307255C1 true RU2307255C1 (en) 2007-09-27

Family

ID=38801703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006120326/06A RU2307255C1 (en) 2006-06-01 2006-06-01 Method of and device for accomplishing working cycles of rotary internal combustion engine

Country Status (3)

Country Link
EA (1) EA012459B1 (en)
RU (1) RU2307255C1 (en)
WO (1) WO2007142551A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009054746A1 (en) * 2007-10-22 2009-04-30 Anatoly Vladimirovich Karasyov Rotary internal combustion engine and the operational cycle thereof
RU2374463C1 (en) * 2008-07-28 2009-11-27 Анатолий Владимирович Карасев Rotor ice working chamber
RU2386815C2 (en) * 2008-05-27 2010-04-20 Александр Павлович Митьковский Rotary engine
RU2418179C2 (en) * 2007-10-22 2011-05-10 Анатолий Владимирович Карасев Ice rotary engine and its operating cycle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3942484A (en) * 1973-09-12 1976-03-09 Pile Delbert W Impeller type engine
GB2183732A (en) * 1985-12-06 1987-06-10 Charles Sejbl Sinusoidal pump/motor
US5429084A (en) * 1994-02-25 1995-07-04 Sky Technologies, Inc. Axial vane rotary device and sealing system therefor
RU2099540C1 (en) * 1995-04-14 1997-12-20 Технологический институт Саратовского государственного технического университета Rotor engine
RU2148721C1 (en) * 1998-12-11 2000-05-10 Козлов Георгий Леонидович Axial rotary engine
RU2223405C1 (en) * 2002-04-30 2004-02-10 Фрейберг Сергей Борисович Internal combustion rotary-vane engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3942484A (en) * 1973-09-12 1976-03-09 Pile Delbert W Impeller type engine
GB2183732A (en) * 1985-12-06 1987-06-10 Charles Sejbl Sinusoidal pump/motor
US5429084A (en) * 1994-02-25 1995-07-04 Sky Technologies, Inc. Axial vane rotary device and sealing system therefor
RU2099540C1 (en) * 1995-04-14 1997-12-20 Технологический институт Саратовского государственного технического университета Rotor engine
RU2148721C1 (en) * 1998-12-11 2000-05-10 Козлов Георгий Леонидович Axial rotary engine
RU2223405C1 (en) * 2002-04-30 2004-02-10 Фрейберг Сергей Борисович Internal combustion rotary-vane engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009054746A1 (en) * 2007-10-22 2009-04-30 Anatoly Vladimirovich Karasyov Rotary internal combustion engine and the operational cycle thereof
RU2418179C2 (en) * 2007-10-22 2011-05-10 Анатолий Владимирович Карасев Ice rotary engine and its operating cycle
RU2386815C2 (en) * 2008-05-27 2010-04-20 Александр Павлович Митьковский Rotary engine
RU2374463C1 (en) * 2008-07-28 2009-11-27 Анатолий Владимирович Карасев Rotor ice working chamber

Also Published As

Publication number Publication date
EA012459B1 (en) 2009-10-30
EA200801273A1 (en) 2008-08-29
WO2007142551A1 (en) 2007-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6536403B1 (en) Direct drive rotary engine
RU2307255C1 (en) Method of and device for accomplishing working cycles of rotary internal combustion engine
US8616176B2 (en) Rotary internal combustion engine
US4572121A (en) Rotary vane type I.C. engine with built-in scavenging air blower
RU2400115C1 (en) Female part of button fastener
JP6190891B2 (en) Circulating piston engine
US6662774B1 (en) Rotary internal combustion engine
US20170089201A1 (en) Hybrid pneumatic / internal combustion rotary engine
US20190145261A1 (en) Six-stroke rotary-vane internal combustion engine
RU2297545C2 (en) Rotary engine
US20060150946A1 (en) Rotary piston engine
US20050076884A1 (en) Rotary internal-combustion engine
RU2310081C2 (en) Rotary internal combustion engine
RU2253029C2 (en) Rotary internal combustion engine
RU2310082C2 (en) Rotary internal combustion engine
US3782341A (en) Rotary internal combustion engine
RU2374464C2 (en) Rotor direct-action ice
RU2076933C1 (en) Rotary piston internal combustion engine
RU2444635C2 (en) Rotary engine
RU2829558C1 (en) Internal combustion engine
RU2291310C1 (en) Method of and device for executing working cycle of rotary internal combustion engine
RU2755758C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
KR20080059375A (en) Energy transmission machinery
RU2118466C1 (en) Rotary internal-combustion engine
RU2300649C2 (en) Axial rotary-vane internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080602