RU2403415C1

RU2403415C1 - Phokin's engine

Info

Publication number: RU2403415C1
Application number: RU2009106908/06A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Михайлович Фокин (RU); Геннадий Михайлович Фокин
Original assignee: Геннадий Михайлович Фокин
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2010-11-10

Abstract

FIELD: engines and pumps. ^ SUBSTANCE: proposed ICE comprises housing with cylindrical work chamber and separators of suction and delivery chambers, flexible impeller-piston and wave generator with radial gap seal. Said flexible multilayer impeller-piston consists of alternating wings with thickness equal to that of work chamber and shorter rings. Assemblage of said rings produce labyrinth seal of face clearance in slip joint between flexible impeller-piston and engine cover. Said flexible impeller-piston can be made up of multilayer tape spring with adjacent ring width varying in steps. Ends of aforesaid spring are welded or glued to adjoining rings. Said multilayer tape spring can be locked by fitting it inside outer and inner cylindrical thin-wall rings of impeller-piston. ^ EFFECT: higher quality. ^ 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к приводам машин, а именно к двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to machine drives, and in particular to internal combustion engines.

Из уровня техники известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания - двигатель Фокина, содержащий корпус с цилиндрической рабочей камерой и разделителями полостей всасывания и нагнетания, роторно-поршневую группу с гибким колесом-поршнем и генератором волн с устройством уплотнения радиального зазора (заявка на изобретение RU 2007109717 A, F02B 53/00, 2008).The prior art rotary piston internal combustion engine is known as the Fokine engine, comprising a housing with a cylindrical working chamber and separators for suction and discharge cavities, a rotary piston group with a flexible piston wheel and a wave generator with a radial clearance seal device (patent application RU 2007109717 A, F02B 53/00, 2008).

Одной из основных задач при проектировании двигателей внутреннего сгорания является обеспечение необходимого высокого качества уплотнения в подвижном соединении поршень - корпус.One of the main tasks in the design of internal combustion engines is to provide the required high quality seal in the movable piston-to-body joint.

Поставленная задача решается в предлагаемом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с цилиндрической рабочей камерой и разделителями полостей всасывания и нагнетания, гибкое колесо-поршень и генератор волн с устройством уплотнения радиального зазора, путем создания лабиринтного уплотнения за счет выполнения гибкого колеса-поршня многослойным, состоящим из чередующихся колец с шириной, равной ширине рабочей камеры, и укороченных колец, в совокупности обеспечивающих ступенчатое изменение торцевого зазора и образующих лабиринтное уплотнение торцевого зазора в подвижном соединении гибкого колеса-поршня с фланцем и крышкой двигателя.The problem is solved in the proposed internal combustion engine, comprising a housing with a cylindrical working chamber and separators of the suction and discharge cavities, a flexible piston wheel and a wave generator with a radial clearance sealing device, by creating a labyrinth seal due to the multi-layer flexible piston wheel consisting of alternating rings with a width equal to the width of the working chamber, and shortened rings, together providing a stepwise change in the end gap and forming a lab intnoe end clearance seal in a movable connection flexspline-piston engine flange and cover.

Для уменьшения трудоемкости изготовления гибкого колеса-поршня оно может быть выполнено в виде многослойной ленточной пружины со ступенчато изменяющейся шириной соседних колец.To reduce the complexity of manufacturing a flexible piston wheel, it can be made in the form of a multilayer tape spring with a stepwise varying width of adjacent rings.

При этом концы многослойной ленточной пружины колеса-поршня фиксируются к прилегающим кольцам сваркой или склеиванием.In this case, the ends of the multilayer belt spring of the piston wheel are fixed to the adjacent rings by welding or gluing.

Фиксация многослойной ленточной пружины колеса-поршня может быть также осуществлена ее посадкой внутрь внешнего и на внутреннее цилиндрические в исходном состоянии дополнительные кольца колеса-поршня.The fixation of the multilayer belt spring of the piston wheel can also be carried out by landing inside the outer and on the inner cylindrical in the initial state additional rings of the piston wheel.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания иллюстрируется фиг.1 и 2, где на фиг.1 изображен поперечный разрез двигателя, а на фиг.2 - фрагмент сечения гибкого колеса-поршня со ступенчато изменяющейся шириной соседних колец.The proposed internal combustion engine is illustrated in figures 1 and 2, where figure 1 shows a transverse section of the engine, and figure 2 is a fragment of a section of a flexible wheel-piston with a stepwise changing width of adjacent rings.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания состоит из корпуса 1 с цилиндрической рабочей камерой, разделителей 2 полостей всасывания и нагнетания, гибкого колеса-поршня 3, генератора 4 волн, уплотнителей 5 радиального зазора.The proposed internal combustion engine consists of a housing 1 with a cylindrical working chamber, dividers 2 of the suction and discharge cavities, a flexible piston wheel 3, a wave generator 4, radial clearance seals 5.

Деформированное генератором 4 волн гибкое колесо-поршень 3, обкатываясь по внутренней поверхности рабочей камеры корпуса 1, образует с цилиндрической поверхностью рабочей камеры и разделителями 2 полости переменного объема, используемые для выполнения циклов всасывания, сжатия, воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси и расширения, выхлопа отработавших газов.The flexible piston wheel 3 deformed by the 4-wave generator, rolling around the inner surface of the working chamber of the housing 1, forms 2 cavities of variable volume with a cylindrical surface of the working chamber and dividers used to perform suction, compression, ignition of the compressed air-fuel mixture and expansion, exhaust exhaust gas.

Сжатый воздух из полостей перед катящейся волной гибкого колеса-поршня 3 перепускается в полость подготовки топливной смеси, расположенную в корпусе 1 или в сопряженных с ним фланце или крышке, и затем топливная смесь впрыскивается в полость за уходящей волной гибкого колеса-поршня 3 и разделителем 2 с воспламенением от свечи зажигания или других устройств воспламенения.Compressed air from the cavities in front of the rolling wave of the flexible piston wheel 3 is passed into the fuel mixture preparation cavity located in the housing 1 or in the flange or cover mating with it, and then the fuel mixture is injected into the cavity behind the outgoing wave of the flexible piston wheel 3 and the separator 2 with ignition from a spark plug or other ignition device.

Уплотнение радиального зазора между корпусом 1 и гибким колесом-поршнем 3 осуществляется уплотнителями 5 за счет пружин предварительного поджатия и центробежных сил инерции от масс уплотнителей 5, вращающихся вместе с генератором 4 волн.The radial clearance between the housing 1 and the flexible piston wheel 3 is sealed by seals 5 due to preliminary preload springs and centrifugal inertia forces from the masses of seals 5 rotating together with the 4 wave generator.

Торцевой зазор в подвижном соединении гибкого колеса-поршня 3 с крышкой и фланцем двигателя уплотняется лабиринтным способом за счет выполнения гибкого колеса-поршня 3 многослойным, состоящим из чередующихся колец с шириной, равной ширине рабочей камеры, и укороченных колец, расположенных между ними.The end gap in the movable connection of the flexible piston wheel 3 with the cover and the engine flange is sealed in a labyrinth way by making the flexible piston wheel 3 multilayer, consisting of alternating rings with a width equal to the width of the working chamber, and shortened rings located between them.

Устройства впуска и выпуска, каналы соединения полостей, а также крышка и фланец двигателя условно не показаны.Intake and exhaust devices, cavity connection channels, as well as the engine cover and flange are conventionally not shown.

Камеры двигателя полностью симметричны относительно центральной оси двигателя и давление газов на гибкое колесо-поршень 3 в диаметрально противоположных камерах преобразуется в чистый крутящий момент, заставляющий вращаться генератор 4, расположенный внутри гибкого колеса-поршня 3, с частотой n₄.The engine chambers are completely symmetric with respect to the central axis of the engine and the gas pressure on the flexible wheel-piston 3 in diametrically opposite chambers is converted to pure torque, which makes the generator 4 rotate inside the flexible wheel-piston 3 with a frequency of n ₄ .

Конструкция предлагаемого двигателя внутреннего сгорания абсолютно симметрична и вследствие этого полностью уравновешена, разгружена от радиальных неуравновешенных сил, действующих на опоры выходного вала, характеризуется сравнительной простотой и технологичностью в изготовлении, высокой ремонтоспособностью.The design of the proposed internal combustion engine is absolutely symmetrical and, as a result, is completely balanced, unloaded from the radial unbalanced forces acting on the bearings of the output shaft, is characterized by comparative simplicity and manufacturability in manufacturing, high maintainability.

Выполнение соосно нескольких одиночных секций, смещенных в угловом направлении с необходимым шагом, позволяет обеспечить требуемую величину и равномерность крутящего момента на выходном валу.Performing coaxially several single sections, shifted in the angular direction with the required step, allows you to provide the desired magnitude and uniformity of torque on the output shaft.

Применение многослойного гибкого колеса-поршня с лабиринтным уплотнением торцевого зазора существенно улучшает компрессионные свойства двигателя.The use of a multilayer flexible piston wheel with a labyrinth seal of the end gap significantly improves the compression properties of the engine.

Claims

1. The internal combustion engine, comprising a housing with a cylindrical working chamber and separators of the suction and discharge cavities, a flexible piston wheel, a wave generator with a radial clearance sealing device, characterized in that the flexible piston wheel is multilayer, consisting of alternating rings with a width, equal to the width of the working chamber, and shortened rings, together forming a labyrinth seal of the end gap in the movable connection of the flexible wheel-piston with the flange and the engine cover.

2. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the flexible wheel-piston is made in the form of a multilayer belt spring with a stepwise varying width of adjacent rings.

3. The internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the ends of the multilayer belt spring of the piston wheel are fixed to the adjacent rings by welding or gluing.

4. The internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the fixing of the multilayer belt spring of the piston wheel is ensured by its landing inside the outer and on the cylindrical in the initial state thin-walled rings of the piston wheel.