RU24705U1

RU24705U1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU24705U1
Application number: RU2002103281/20U
Authority: RU
Inventors: Е.Ш. Урецкий; А.Е. Урецкий; Ю.В. Головченко; А.А. Ким
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Урал-Новатор"
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2002-08-20

Abstract

1. Двигатель внутреннего сгорания с возвратно-качательным движением рабочих органов, содержащий корпус с цилиндрической рабочей камерой, разделенной неподвижными замыкателями на рабочие полости, впускные и выпускные золотниковые клапаны, отличающийся тем, что впускной и выпускной клапаны выполнены попарно в одном конусном корпусе и разделены между собой поперечной перегородкой.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что золотниковые клапаны установлены во втулках из термостойкой керамики, в которых выполнены окна с рассекателями газового потока, находящиеся в створе с окнами неподвижных замыкателей, причем втулки установлены с возможностью их поворота в отверстиях замыкателей.1. The internal combustion engine with a reciprocating movement of the working bodies, comprising a housing with a cylindrical working chamber, separated by fixed contactors into working cavities, inlet and outlet slide valves, characterized in that the intake and exhaust valves are made in pairs in one conical housing and are divided between a transverse partition. 2. The engine according to claim 1, characterized in that the spool valves are installed in bushings made of heat-resistant ceramics, in which there are windows with gas flow dividers, which are in alignment with the windows of fixed contactors, and the bushings are installed with the possibility of rotation in the holes of the contactors.

Description

... „.1 turn «III« IHlll ... „.1 turn“ III “IHlll

j j 1 j o j j 1 j o

Двигатель внутреннего сгоранияInternal combustion engine

Полезная модель относится к двигателестроению и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания с возвратно-качательным движением рабочих органов.The utility model relates to engine building and can be used in internal combustion engines with the reciprocating motion of the working bodies.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корнус с радиальными неподвижными перегородками (замыкателями), клапанную систему снабжения рабочей средой и удаления отработавпих газов, ротор с лопастями, размещенный внутри корпуса (патент РФ 1523712 отA known internal combustion engine containing a cylindrical corne with radial fixed partitions (contactors), a valve system for supplying a working medium and removing exhaust gases, a rotor with blades located inside the housing (RF patent 1523712 from

6.04.2001г.).April 6, 2001).

Недостатком данной конструкции является то, что, привод клапанной системы выполнен в виде взаимодействующих посредством удара размещенных на тарельчатых клапанах толкателей, что не обеспечивает необходимого качества газообмена, снижая мощностные показатели двигателя, и усложняет его устройство.The disadvantage of this design is that the valve system drive is made in the form of pushers interacting by impact located on the poppet valves, which does not provide the necessary quality of gas exchange, reducing the power performance of the engine, and complicates its construction.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является выбранный в качестве прототипа двигатель внутреннего сгорания (см. патент RU 2029114 С1 6 F 02 В 55/00, заявл. 27.09.90, опубл. 20.02.95 Бюл. 5).The closest in technical essence and the achieved effect is the internal combustion engine selected as a prototype (see patent RU 2029114 C1 6 F 02 B 55/00, claimed. 09.29.90, publ. 02.20.95 Bull. 5).

Известный двигатель внутреннего сгорания с возвратно-вращательным движением рабочих органов содержит цилиндрический корпус, разделенный своими радиальными выступами (неподвижными замыкателями) на рабочие полости, ротор со ступицей и лопастями, выполняющими роль порпней, и систему золотникового газораспределения сThe known internal combustion engine with a reciprocating movement of the working bodies comprises a cylindrical body divided by its radial protrusions (fixed contactors) into working cavities, a rotor with a hub and vanes that act as porns, and a gas distribution system with

6 F 02 В 55/006 F 02 V 55/00

впускным и выпускным коллекторами. Система выпуска отработанных газов имеет общий для двух смежных рабочих полостей двигателя вращающийся золотник, установленный в неподвижном замыкателе и связанный с рабочими полостями при помощи отверстий в боковых стенках замыкателей. Система впуска рабочей смеси снабжена двумя цилиндрическими золотниками, установленными концентрично в ступице ротора с возможностью вращения и связанными с рабочими полостями посредством отверстий в ступице ротора в зоне основания рабочих органов (лопастей).intake and exhaust manifolds. The exhaust system has a common for two adjacent engine operating cavities rotating spool mounted in a fixed closure and connected to the working cavities with holes in the side walls of the contactors. The intake system of the working mixture is equipped with two cylindrical spools mounted concentrically in the hub of the rotor with the possibility of rotation and connected with the working cavities through holes in the hub of the rotor in the area of the base of the working bodies (blades).

Работает данный двигатель по тем же термодинамическим законам, что и поршневые четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, а вращающиеся золотники своими отверстиями соединяют рабочие полости двигателя с впускным и выпускным каналами в соответствии с фазами газораспределения.This engine works according to the same thermodynamic laws as four-stroke reciprocating internal combustion engines, and rotating spools with their holes connect the working cavities of the engine to the inlet and outlet channels in accordance with the gas distribution phases.

Недостатками данного двигателя являются: увеличенные механические потери мощности из-за сложности конструкции привода механизма газораспределения, сложность обеспечения смазки и уплотнений в золотниковых клапанах.The disadvantages of this engine are: increased mechanical power losses due to the complexity of the design of the drive of the gas distribution mechanism, the difficulty of providing lubrication and seals in the spool valves.

Ц елью полезной модели является устранение указанных выпю недостатков, а именно: упрощение конструкции механизма газораспределения для ДВС с возвратно-качательным движением рабочих органов, повыпвние КПД двигателя, повыпЕНие качества смазки и надежности уплотнений в золотниковых клапанах.The purpose of the utility model is to eliminate the indicated drawbacks, namely: simplifying the design of the gas distribution mechanism for ICE with reciprocating movement of the working bodies, increasing the efficiency of the engine, improving the quality of lubrication and reliability of the seals in the slide valves.

Указанная цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания с возвратнокачательным движением рабочих органов (лопастей), содержащем корпус с цилиндрической рабочей камерой, разделенной неподвижными замыкателями на рабочие полости, впускные и выпускные золотниковые клапаны, согласно полезной модели, впускной и выпускной клапаны выполнены попарно в одном конусном корпусе и разделены поперечной перегородкой. Кроме того золотниковые клапаны установлены во втулках из термостойкой керамики, в которых выполнены окна с рассекателями газовогоThis goal is achieved by the fact that in an internal combustion engine with a reciprocating movement of the working bodies (blades) containing a housing with a cylindrical working chamber divided by fixed contactors into working cavities, inlet and outlet slide valves, according to a utility model, the intake and exhaust valves are made in pairs in one conical body and separated by a transverse partition. In addition, spool valves are installed in bushings made of heat-resistant ceramics, in which windows with gas dividers are made

потока, находящиеся в створе с окнами ненодвижных замыкателей. Втулки установлены с возможностью их поворота в отверстиях замыкателей.flow in alignment with windows of fixed contactors. The bushings are mounted with the possibility of rotation in the holes of the contactors.

Выполнение впускного и выпускного клапанов попарно в одном конусном корпусе и разделение их между собой поперечной перегородкой упрощает конструкцию золотникового механизма и его привода, снижает механические потери, что обеспечивает повыпЕНие КПД двигателя, и повыпает надежность уплотнений золотниковых клапанов.The execution of the inlet and outlet valves in pairs in one conical body and their separation by a transverse partition simplifies the design of the spool mechanism and its drive, reduces mechanical losses, which ensures an increase in engine efficiency, and increases the reliability of the spool valve seals.

Установка золотниковых клапанов во втулках из термостойкой керамики позволяет упростить систему их охлаждения и смазки.The installation of slide valves in bushings made of heat-resistant ceramics makes it possible to simplify the cooling and lubrication system.

Выполнение во втулках окон с рассекателями газового потока, находящихся в створе с окнами неподвижных замыкателей позволяет улучпить процессы смесеобразования и горения горючей смеси, что повышает КПД двигателя.The implementation in the bushings of windows with gas flow dividers located in the alignment with the windows of fixed contactors allows to improve the processes of mixture formation and combustion of the combustible mixture, which increases the efficiency of the engine.

Установка втулок с возможностью их поворота в отверстиях замыкателей создает возможность изменения проходного сечения впускных и выпускных окон в зависимости от режима работы двигателя. Это по расчетам позволяет увеличить Me на 10%, уменьпить расход топлива на 15-20%, а также токсичных выбросов: NOz на 90%, СН на 40%, СО на 47%The installation of bushings with the possibility of their rotation in the holes of the contactors creates the possibility of changing the bore of the inlet and outlet windows, depending on the operating mode of the engine. According to calculations, it allows to increase Me by 10%, reduce fuel consumption by 15-20%, as well as toxic emissions: NOz by 90%, CH by 40%, CO by 47%

Заявляемая полезная модель может использоваться в лопастных (крыльчатых) и других двигателях внутреннего сгорания с возвратно-вращательным движением рабочих органов, а так же лопастных мапинах.The inventive utility model can be used in paddle (winged) and other internal combustion engines with the reciprocating movement of the working bodies, as well as paddle blades.

На фиг. 1 схематично изображен поперечный разрез четырехтактного двигателя.In FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a four-stroke engine.

На фиг. 2 изображен продольный разрез золотникового клапанного узла.In FIG. 2 shows a longitudinal section through a spool valve assembly.

На фиг.З изображен поперечный разрез золотникового клапанного узла по А-А.Fig. 3 shows a cross-sectional view of the spool valve assembly along AA.

На фиг.4 изображен поперечный разрез золотникового клапанного узла по В-Б.Figure 4 shows a cross section of the spool valve assembly along BB.

На фиг. 5-8 изображено положение впускных каналов золотников в начальные моменты носледовательно выполняемых тактов работы двигателя.In FIG. 5-8 show the position of the inlet channels of the spools at the initial moments of the engine’s successively executed cycles.

На фиг. 9-12 изображено положение выпускных каналов золотников в те же моменты работы двигателя.In FIG. 9-12 shows the position of the exhaust channels of the spools at the same moments of the engine.

Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус (1) с полостями для теплообмена (2), торцовые крыпки (3,4) с подпипниковыми опорами (5). Внутри корпуса (1) на опорных подпмпниках (5) установлен полый силовой вал с лопастями (6), имеющими полости для теплообмена (7). Кроме того в корпусе жестко установлены неподвижные замыкатели (8) по количеству лопастей (6), В неподвижных замыкателях (8) и лопастях (6) установлены компрессионные уплотнения (9). В продольных цилиндрических отверстиях неподвижных замыкателей (8), имеющих впускные (10) и выпускные (11) окна, установлены втулки из термостойкой керамики (12) с рассекателями газового потока (13), размещенными в прорезях втулок (14). Внутри втулки установлен и прижат пружиной (15) конусный корпус золотникового клапана (16) с впускными (17) и выпускными (18) окнами, разделенными поперечной перегородкой (19). Втулка золотникового узла (12) имеет возможность поворота в отверстии замыкателя с помощью механического или электромеханического привода (на чертежах не показан).The internal combustion engine contains a cylindrical body (1) with cavities for heat transfer (2), end caps (3.4) with sub-bearing supports (5). Inside the housing (1), on the support sub-pins (5), a hollow power shaft with blades (6) having cavities for heat exchange (7) is installed. In addition, fixed contactors (8) are rigidly installed in the housing according to the number of blades (6). Compression seals (9) are installed in the fixed contactors (8) and the blades (6). In the longitudinal cylindrical openings of the fixed contactors (8) having inlet (10) and outlet (11) windows, bushings made of heat-resistant ceramic (12) with gas flow dividers (13) placed in the slots of the bushings (14) are installed. A cone valve body (16) with inlet (17) and outlet (18) windows separated by a transverse partition (19) is installed and pressed by a spring (15) inside the sleeve. The spool hub sleeve (12) has the ability to rotate in the bore of the contactor using a mechanical or electromechanical drive (not shown in the drawings).

Двигатель является четырехтактным и одинаковые такты выполняются одновременно в двух диаметрально расположенных рабочих камерах (1 иУ, И и VI, Ш и VII, IV и V111).The engine is four-stroke and the same cycles are performed simultaneously in two diametrically located working chambers (1 and Y, I and VI, Sh and VII, IV and V111).

Двигатель работает следующим образом.The engine operates as follows.

Рабочая среда всасывается за счет разряжения в рабочих камерах 11 и VI, создаваемого за счет движения лопасти, через впускной канал верхней части конусного золотникового клапана (16), его впускные окна (17) и впускные окна замыкателей (10), через окна керамической втулки (13), получая завихрения от рассекателей для лучпЕго смесеобразования (фиг. 5) Конусный золотниковый клапан (16) имеет жесткую механическую связь с силовым валом (6), при совершении которым двух полных колебаний золотник соверпнет полный оборот. При достижении лопасти мертвой точки, золотникThe working medium is absorbed due to the vacuum in the working chambers 11 and VI, created by the movement of the blade, through the inlet channel of the upper part of the conical slide valve (16), its inlet windows (17) and the inlet windows of the contactors (10), through the windows of the ceramic sleeve ( 13), receiving swirls from the dividers for beam mixing (Fig. 5) The conical spool valve (16) has a rigid mechanical connection with the power shaft (6), during the completion of which two full oscillations the spool will complete a full revolution. Upon reaching the vane, the spool

(16), проворачиваясь, перекрывает свое впускпое окно (17) корпусом втулки (12) (фиг. 6) и на протяжении следующих 3-х тактов впускные окна замыкателей (10) в рабочих камерах И и VI остаются закрытыми (фиг. 7, 8). С закрытием впускного окна (17) золотникового клапана (16) для рабочих камер И и VI, впускное окно открывается для рабочих камер 1 и V на такт впуска (фиг.6). Ось выпускного окна(18) смещена с опережением на 90 ° по ходу вращения золотникового клапана (16) относительно оси впускного окна (17), поэтому во время открытия впускных окон замыкателей (10) в рабочих камерах И и VI (фиг.5), открываются выпускные окна (11) в рабочих камерах 1 и V (фиг.9). Положение выпускного окна (18) золотникового клапана (16) для остальных тактов работы двигателя показаны на фиг. 10 - 12. При повороте керамической втулки (13), в зависимости от режима работы двигателя, на определенный угол, окна керамической втулки (13) смещаются относительно окон неподвижных замыкателей (10 и 11), что изменяет проходное сечение клапанов, принося дополнительные известные преимущества.(16), turning, closes its inlet window (17) with the sleeve body (12) (Fig. 6) and for the next 3 cycles the inlet windows of the contactors (10) in the working chambers And and VI remain closed (Fig. 7, 8). With the closing of the inlet window (17) of the spool valve (16) for the working chambers And and VI, the inlet window is opened for the working chambers 1 and V at the intake stroke (Fig.6). The axis of the outlet window (18) is offset 90 ° ahead in the direction of rotation of the slide valve (16) relative to the axis of the inlet window (17), therefore, when the inlet windows of the contactors (10) are opened in the working chambers And and VI (Fig. 5), outlet windows (11) are opened in the working chambers 1 and V (Fig. 9). The position of the outlet window (18) of the spool valve (16) for the remaining engine cycles is shown in FIG. 10 - 12. When turning the ceramic sleeve (13), depending on the engine operating mode, by a certain angle, the windows of the ceramic sleeve (13) are displaced relative to the windows of the fixed contactors (10 and 11), which changes the valve cross-section, bringing additional known advantages .

Изготовление двигателя внутреннего сгорания с описанным выполнением корпуса (1), силового вала с лопастями (6) и системой газообмена упрощает конструкцию, требует меньпве количество клапанных элементов, улучппет газообмен и повыпвет мощностные показатели двигателя, поскольку обеспечивается более полное наполнение полостей 1 - VI11 рабочей средой и удаление из них отработанных газов. Кроме того, изобретение позволяет оперативно регулировать проходное сечение клапанов в зависимости от режима работы двигателя.The manufacture of an internal combustion engine with the described embodiment of the housing (1), the power shaft with blades (6) and the gas exchange system simplifies the design, requires fewer valve elements, improves gas exchange and reduces the engine power indicators, since cavities 1 - VI11 are more completely filled with the working medium and removal of exhaust gases from them. In addition, the invention allows you to quickly adjust the flow area of the valves depending on the operating mode of the engine.

7с/7- 5Двигатель7s / 7-5 Engine

Claims

1. The internal combustion engine with a reciprocating movement of the working bodies, comprising a housing with a cylindrical working chamber, separated by fixed contactors into working cavities, inlet and outlet slide valves, characterized in that the intake and exhaust valves are made in pairs in one conical housing and are divided between a transverse partition.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the spool valves are installed in bushings made of heat-resistant ceramics, in which there are windows with gas flow dividers, which are in alignment with the windows of fixed contactors, and the bushings are installed with the possibility of rotation in the holes of the contactors.