RU2272911C1

RU2272911C1 - Rotary piston engine

Info

Publication number: RU2272911C1
Application number: RU2004125319/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Григорчук (RU); Владимир Степанович Григорчук
Original assignee: Владимир Степанович Григорчук
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2006-03-27
Also published as: RU2004125319A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; engines with rocking working members.

SUBSTANCE: according to invention, exhaust ports are made on rear cover of housing which are connected by pipeline with suction device. Pistons are installed in housing. Said pistons are made in form of sector blades with locks placed inside housing. One of pistons is secured on tubular shaft, and other piston is fitted in its cut and secured on inner shaft installed inside tubular shaft. Ends of both shafts are passed through holes of covers, and engine starting gears are secured on front ends of said shafts. Rear ends of shafts are mechanically coupled through gears with stop mechanism, high-pressure pump, auxiliaries drive mechanism and, through overrunning clutches, with output shaft. Moreover, rear ends of tubular and inner shafts are installed on bearings in housing of stop mechanism. Gears fitted on ends of said shafts are provided with skew and straight tooth gear rims.

EFFECT: improved operating characteristics of engine.

2 cl, 36 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в качестве двигателя внутреннего сгорания.The present invention relates to mechanical engineering and may find application as an internal combustion engine.

Известен роторно-поршневой двигатель, содержащий круглый корпус с внутренними продольными прямоугольными ребрами, имеющими уплотнительные элементы и образующими между собой рабочие камеры, внутрь которого вставлен диск-шатун с одиннадцатью лопастями, имеющими уплотнительные элементы, причем лопасти входят в рабочие камеры корпуса, газотрубный котел, распределительное устройство, водяной холодильник и рабочие камеры соединены между собой трубопроводами, преобразователь качательного движения во вращательное кинематически связан диском-шатуном, механизм управления подачей топлива. Рабочее тело - вода. Температура нагрева рабочего тела - 120°С (Техника-молодежи, №2, 2002, с.60-61, рис.1).A rotary piston engine is known, comprising a round casing with inner longitudinal rectangular ribs having sealing elements and forming working chambers, inside of which a connecting rod disk with eleven blades having sealing elements is inserted, the blades being included in the working chambers of the casing, a gas-tube boiler, switchgear, water cooler and working chambers are interconnected by pipelines, the oscillating to rotational motion converter is kinematically connected by a di with a connecting rod, fuel supply control mechanism. The working fluid is water. The temperature of heating of the working fluid is 120 ° С (Technique-youth, No. 2, 2002, pp. 60-61, Fig. 1).

Недостатками известного роторно-поршневого двигателя являются низкий КПД, небольшая мощность, быстрое загрязнение рабочих камер накипью, большой вес двигателя, большие тепловые потери.The disadvantages of the known rotary piston engine are low efficiency, low power, rapid contamination of the working chambers with scale, large engine weight, large heat losses.

Указанные недостатки обусловлены применением воды в качестве рабочего тела, низкой температурой рабочего тела, большим расходом топлива и рабочего тела, большим расстоянием от нагревателя до двигателя, недостаточной теплоизоляцией.These disadvantages are due to the use of water as a working fluid, low temperature of the working fluid, high fuel and working fluid consumption, large distance from the heater to the engine, and insufficient thermal insulation.

Известен также роторно-поршневой двигатель Ванкеля, содержащий корпус цилиндрической формы, имеющий впускные и выпускные окна, внутренняя поверхность которого выполнена по эпитрохойде, поршень треугольной формы с закругленными сторонами и имеющий внутреннее зубчатое колесо, которое обкатывается по зубьям неподвижной шестерни, системы питания, охлаждения, смазки, зажигания и запуска, механизмы управления двигателем. Передаточное отношение неподвижной шестерни и зубчатого колеса 2:3 (Политехнический словарь, гл. ред. акад. А.Ю.Ишлинский, Советская энциклопедия, М., 1980, с.71).Also known is a Wankel rotary piston engine containing a cylindrical body having inlet and outlet windows, the inner surface of which is made according to the epitrochoid, a triangular shape piston with rounded sides and having an internal gear wheel which is rolled around the teeth of a fixed gear, power supply, cooling system, lubrication, ignition and starting, engine control mechanisms. The gear ratio of a fixed gear and a gear wheel is 2: 3 (Polytechnical Dictionary, Ch. Red. Acad. A.Yu. Ishlinsky, Soviet Encyclopedia, M., 1980, p. 71).

Известный роторно-поршневой двигатель Ванкеля как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.The well-known Wankel rotary piston engine as the closest in technical essence and achieved useful result is adopted as a prototype.

Недостатками известного роторно-поршневого двигателя Ванкеля, принятого за прототип, являются высокая сложность изготовления корпуса и поршня, сложность создания надежного уплотнения поршня, небольшая степень сжатия, недостаточная мощность и высокая стоимость, ограниченная область распространения.The disadvantages of the well-known Wankel rotary piston engine adopted as a prototype are the high complexity of manufacturing the housing and the piston, the difficulty of creating a reliable piston seal, a small compression ratio, insufficient power and high cost, limited distribution area.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией двигателя.These disadvantages are due to the design of the engine.

Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационных характеристик роторно-поршневого двигателя.The aim of the present invention is to improve the operational characteristics of a rotary piston engine.

Указанная цель согласно изобретения обеспечивается тем, что корпус, ротор, системы зажигания и запуска заменены цилиндрическим корпусом, закрытым передней и задней крышками, внутренняя поверхность которого выполнена в форме правильного круга, имеет на внешней стороне впускные окна и восемь углублений, в которые вставлены форсунки, а на задней стенке корпуса выполнены выпускные окна, ротором, представляющим собой два поршня, выполненные в форме двух секторных лопастей с элементами уплотнения и вставленные внутрь корпуса, одна из которых закреплена на трубчатом валу, имеющем вырез, в который вставлена вторая лопасть, закрепленная на внутреннем валу, вставленном в трубчатый вал, а концы обоих валов пропущены в отверстия крышек, причем на переднем конце каждого вала закреплена шестерня запуска двигателя, стопорным механизмом, содержащим корпус, закрытый передней и задней крышками, внутри которого на подшипниках закреплены задние концы трубчатого и внутреннего валов, причем на конце трубчатого вала закреплена шестерня, имеющая косозубый венец, взаимодействующий со стопорной собачкой, ось которой закреплена на корпусе, и прямоугольный венец, который входит в зацепление с шестерней, имеющей муфту свободного хода, закрепленную на выходном валу двигателя, и шестерней, имеющей четыре кулачка, расположенных на разных концентрических окружностях и взаимодействующих с первой группой толкателей насоса высокого давления, а на конце внутреннего вала закреплена шестерня, имеющая косозубый венец, взаимодействующий со стопорной собачкой, ось которой закреплена на корпусе, и прямоугольный венец, входящий в зацепление с шестерней, имеющей муфту свободного хода, закрепленную на выходном валу двигателя, и с шестерней, имеющей четыре кулачка, расположенных на разных концентрических окружностях и взаимодействующих со второй группой толкателей насоса высокого давления, кроме того, на выходном валу закреплена коническая шестерня, входящая в зацепление с конической шестерней, закрепленной на валу привода вспомогательных механизмов, фиксирующими механизмами, одинаковыми по конструкции, каждый из которых представляет собой цилиндр, закрытый с одной стороны, выполненный в теле секторной лопасти и закрытый крышкой с другой стороны, внутрь которого вставлен поршень, соединенный со штоком, пропущенным в отверстие крышки, конец которого является фиксатором и входит в одно из углублений корпуса, причем поршень делит внутренний объем цилиндра на две полости, в одну из которых вставлена пружина, и она посредством канала связана с выпускными окнами задней крышки корпуса, а вторая полость соединена с каналом, открывающимся на заднюю стенку секторной лопасти восьми плунжерным насосам высокого давления, установленным внутри корпуса стопорного механизма и представляющим собой восемь нагнетающих элементов, одинаковых по конструкции, каждый из которых представляет собой главный цилиндр, имеющий выпускной штуцер с выпускным клапаном, который посредством трубопровода соединен с соответствующей форсункой, и впускной штуцер с впускным клапаном, соединенный с напорной магистралью топливного насоса, внутрь которого вставлен поршень, соединенный с толкателем, имеющим на конце колесо, кроме того, главный цилиндр выполнен заодно с регулировочным цилиндром, имеющим выпускной штуцер, соединенный со сливной магистралью, продольные оси которых параллельны, а внутренние полости сообщаются между собой, внутрь регулировочного цилиндра вставлен поршень, имеющий перепускное отверстие и зубчатую рейку, входящую в зацепление с шестерней, имеющей рычаг, кинематически связанный с механизмом регулирования подачи топлива, нагнетателем воздуха, содержащим корпус, разделенный на две частя и закрытый крышкой, в котором размещены нагнетающее и отсасывающее устройства, приводимые в движение через промежуточные шестерни от шестерни, установленной на верхнем конце вала привода вспомогательных механизмов, а на одном из валов нагнетателя воздуха закреплена коническая шестерня, входящая в зацепление с конической шестерней вала привода вентилятора, устройством запуска двигателя, содержащим втулку с приваренной к ней ручкой, надеваемую на палец, установленный в нижней части передней крышки двигателя, на которой закреплены под некоторым углом друг к другу, на некотором расстоянии друг от друга в направлении продольной оси два зубчатых сектора, взаимодействующих с шестернями запуска двигателя.The specified purpose according to the invention is ensured by the fact that the housing, rotor, ignition and starting systems are replaced by a cylindrical housing closed by front and rear covers, the inner surface of which is made in the form of a regular circle, has inlet windows and eight recesses on the outside of which the nozzles are inserted, and on the rear wall of the housing there are exhaust windows, a rotor, which is two pistons, made in the form of two sector blades with sealing elements and inserted into the housing, one of which mounted on a tubular shaft having a cutout, in which a second blade is inserted, mounted on an internal shaft inserted in the tubular shaft, and the ends of both shafts are passed into the holes of the covers, and on the front end of each shaft is fixed the gear of the engine starting, locking mechanism containing the housing, closed by front and rear covers, inside of which the rear ends of the tubular and internal shafts are mounted on bearings, and a gear having a helical gear interacting with a stopper is fixed to the end of the tubular shaft the second dog, the axis of which is fixed on the body, and the rectangular crown, which engages with a gear having a freewheel mounted on the output shaft of the engine, and a gear having four cams located on different concentric circles and interacting with the first group of pump followers high pressure, and on the end of the inner shaft is fixed a gear having a helical rim interacting with a locking dog, the axis of which is fixed to the housing, and a rectangular rim, which engages with a gear having a freewheel mounted on the output shaft of the engine, and with a gear having four cams located on different concentric circles and interacting with the second group of pushers of the high pressure pump, in addition, a bevel gear is engaged on the output shaft, which engages with a bevel gear fixed to the drive shaft of the auxiliary mechanisms, locking mechanisms identical in design, each of which is a cylinder closed on one side s, made in the body of a sector blade and closed by a lid on the other hand, inside of which a piston is inserted, connected to a rod passed into the hole of the lid, the end of which is a latch and is included in one of the recesses of the housing, the piston divides the internal volume of the cylinder into two cavities in one of which a spring is inserted, and through the channel it is connected to the outlet windows of the rear cover of the housing, and the second cavity is connected to the channel opening onto the rear wall of the sector blade of eight high-pressure plunger pumps installed inside the housing of the locking mechanism and consisting of eight injection elements of the same design, each of which is a master cylinder having an outlet fitting with an outlet valve, which is connected via a pipe to a corresponding nozzle, and an inlet fitting with an inlet valve connected to the pressure line of the fuel pump, inside of which a piston is inserted, connected to a pusher having a wheel at the end, in addition, the main cylinder is integral with a cylinder with an outlet fitting connected to a drain line, the longitudinal axes of which are parallel and the internal cavities communicate with each other, a piston is inserted inside the adjustment cylinder, which has a bypass hole and a gear rack meshing with a gear having a lever kinematically connected with the mechanism regulation of fuel supply by an air blower comprising a housing divided into two parts and covered by a lid, in which are placed the pumping and suction devices driven through the intermediate gears from the gear mounted on the upper end of the drive shaft of auxiliary mechanisms, and on one of the shafts of the air blower a bevel gear is fixed, which engages with a bevel gear of the fan drive shaft, an engine starting device containing a sleeve with a handle welded onto it, worn on a finger installed in the lower part of the front engine cover, on which are fixed at a certain angle to each other, at some distance from each other in the direction of the longitudinal axis of the engine and the gear sectors interacting with the engine start gears.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен общий вид роторно-поршневого двигателя, на фигуре 2 - вид сверху на роторно-поршневой двигатель, на фигуре 3 - вид спереди на роторно-поршневой двигатель, на фигуре 4 - схема роторно-поршневого двигателя, на фигуре 5 - устройство роторно-поршневого двигателя в разрезе, на фигуре 6 - вид на привод стопорного механизма со стороны двигателя, на фигуре 7 - вид на привод стопорного механизма со стороны выходного вала роторно-поршневого двигателя, на фигуре 8 - общий вид стопорного механизма трубчатого вала, на фигуре 9 - общий вид стопорного механизма внутреннего вала, на фигуре 10 - схема кулачковой шестерни трубчатого вала, на фигуре 11 - схема кулачковой шестерни внутреннего вала, на фигуре 12 - устройство поршня трубчатого вала, на фигуре 13 - соединение поршня с трубчатым валом, на фигуре 14 - общий вид трубчатого и внутреннего валов с шестернями запуска роторно-поршневого двигателя и шестернями стопорного механизма, на фигуре 15 - устройство поршня внутреннего вала, на фигуре 16 - соединение поршня с внутренним валом, на фигуре 17 - развертка внутренней поверхности корпуса роторно-поршневого двигателя, на фигуре 18 - схема расположения механизмов фиксации поршней, на фигуре 19 - устройство механизма фиксации поршня, на фигуре 20 - вид справа на механизм фиксации поршня, на фигуре 21 - вид сверху на насос высокого давления, на фигуре 22 - вид сбоку на насос высокого давления, на фигуре 23 - устройство нагнетательного элемента насоса высокого давления, на фигуре 24 - схема привода нагнетателя воздуха и вспомогательных механизмов, на фигуре 25 - устройство механизма запуска роторно-поршневого двигателя, на фигуре 26 - вид сбоку на механизм запуска роторно-поршневого двигателя, на фигурах 27 и 28 - схема запуска роторно-поршневого двигателя, на фигурах 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 - схема принципа действия роторно-поршневого двигателя.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a rotary piston engine, figure 2 is a top view of a rotary piston engine, figure 3 is a front view of a rotary piston engine, figure 4 is a diagram of a rotary piston engine , in FIG. 5 is a sectional view of the rotary piston engine device, in FIG. 6 is a view of the locking mechanism drive from the engine side, in FIG. 7 is a view of the locking mechanism drive from the output shaft side of the rotary piston engine, in FIG. 8 is a general view retainer ism of the tubular shaft, in figure 9 is a General view of the locking mechanism of the inner shaft, in figure 10 is a diagram of the cam gear of the tubular shaft, in figure 11 is a diagram of the cam gear of the inner shaft, in figure 12 is the piston of the tubular shaft, in figure 13 is the piston connection with a tubular shaft, in figure 14 is a General view of the tubular and inner shafts with gears for starting the rotary piston engine and the gears of the locking mechanism, in figure 15 is the device of the piston of the inner shaft, in figure 16 is the connection of the piston with the internal shaft, in figure 1 7 is a scan of the inner surface of the rotor-piston engine housing, in Fig. 18 is a diagram of the arrangement of piston fixation mechanisms, in Fig. 19 is a piston fixation mechanism device, in Fig. 20 is a right side view of a piston fixation mechanism, in Fig. 21 is a top view of a high pump pressure, in Fig. 22 is a side view of the high pressure pump, in Fig. 23 is the device of the discharge element of the high pressure pump, in Fig. 24 is a diagram of the drive of the air blower and auxiliary mechanisms, in Fig. 25 is the device of the rotor trigger mechanism o-piston engine, in figure 26 is a side view of the mechanism for starting the rotary piston engine, in figures 27 and 28 is a diagram of the starting of the rotary piston engine, in figures 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 - scheme of the principle of operation of a rotary piston engine.

Роторно-поршневой двигатель содержит корпус 1 с рубашкой охлаждения 2 в виде цилиндра правильной круглой формы, на наружной стороне которого выполнены углубления, в которые вставлены форсунки 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, и впускные окна 11, которые посредством трубопровода 12 соединены с нагнетающей полостью нагнетателя воздуха 13, соединенного с атмосферой через воздушный фильтр 14. Корпус закрыт передней 15 и задней 16 крышками. Задняя крышка имеет выпускные окна 17, которые посредством трубопровода 18 соединены с отсасывающей полостью 19 нагнетателя воздуха. На внутренней поверхности корпуса выполнены в два ряда прямоугольные углубления 20, 21 для фиксации поршней. Расстояние между углублениями соответствует дуге в 90 градусов. Два поршня 22, 23 в форме секторных лопастей вставлены внутрь корпуса, один из которых закреплен на трубчатом валу 24, имеющем вырез 25, посредством шпонки 26, а другой поршень вставлен в вырез трубчатого вала и закреплен посредством шпонки 27 на внутреннем валу 28, который вставлен внутрь трубчатого вала. Концы обоих валов пропущены в отверстия передней и задней крышек. Каждый поршень имеет фиксатор для удержания его на месте в момент такта сжатия. Оба фиксатора одинаковы по конструкции. Каждый из них содержит цилиндр в форме стакана, выполненный в теле поршня. Цилиндр 29 закрыт крышкой 30, внутрь которого вставлен поршень 31, соединенный со штоком 32, пропущенным в отверстие крышки, конец которого входит в углубление корпуса. Поршень делит внутренний объем цилиндра на две полости, в одну из которых вставлена пружина 33, и она посредством канала 34 соединена с выпускными окнами задней крышки корпуса. Вторая полость соединена с каналом 35, открывающимся на заднюю стенку поршня в камеру сгорания. На переднем конце трубчатого вала закреплена шестерня запуска 36 роторно-поршневого двигателя, имеющая метку 37. На переднем конце внутреннего вала закреплена шестерня запуска 38, имеющая смотровое окно 39. Оба поршня одинаковы по конструкции и каждый из них выполнен в форме полукруглого сектора, ограниченного углом α, равным 125 градусов, и имеет радиальные 40 и продольные 41 уплотнительные элементы.The rotary piston engine comprises a housing 1 with a cooling jacket 2 in the form of a cylinder of regular round shape, on the outside of which there are recesses, into which nozzles 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, and inlet windows 11 are inserted which through a pipe 12 are connected to the discharge cavity of the air blower 13, which is connected to the atmosphere through the air filter 14. The housing is closed by the front 15 and rear 16 covers. The back cover has outlet windows 17, which are connected via a pipe 18 to the suction cavity 19 of the air blower. On the inner surface of the housing, rectangular recesses 20, 21 are made in two rows for fixing the pistons. The distance between the recesses corresponds to an arc of 90 degrees. Two pistons 22, 23 in the form of sector vanes are inserted inside the housing, one of which is fixed to the tubular shaft 24 having a cutout 25 by means of a key 26, and the other piston is inserted into the cutout of the tubular shaft and secured by means of a key 27 on the inner shaft 28, which is inserted inside the tubular shaft. The ends of both shafts are passed into the holes of the front and rear covers. Each piston has a latch to hold it in place at the time of the compression stroke. Both latches are identical in design. Each of them contains a cylinder in the form of a glass, made in the body of the piston. The cylinder 29 is closed by a cover 30, into which a piston 31 is inserted, connected to a rod 32, passed into the opening of the cover, the end of which is included in the recess of the housing. The piston divides the internal volume of the cylinder into two cavities, in one of which a spring 33 is inserted, and through the channel 34 it is connected to the outlet windows of the rear housing cover. The second cavity is connected to a channel 35, which opens onto the rear wall of the piston into the combustion chamber. At the front end of the tubular shaft, the starting gear 36 of the rotary piston engine is fixed, having a mark 37. At the front end of the inner shaft, the starting gear 38 is fixed, having an inspection window 39. Both pistons are identical in design and each of them is made in the form of a semicircular sector, bounded by an angle α equal to 125 degrees and has radial 40 and longitudinal 41 sealing elements.

Роторно-поршневой двигатель разработан на основе кулисного механизма роторного насоса с секторными лопастями (И.И.Артоболевский. Механизмы в современной технике, т.6-7, изд. Физико-математической литературы, М., 1980, с.416, №3921). На передней крышке установлен палец 42 для надевания втулки механизма запуска роторно-поршневого двигателя. Трубчатый и внутренний валы пропущены внутрь корпуса 43 стопорного механизма и закреплены в подшипниках. Корпус закрыт крышками 44, 45. На заднем конце трубчатого вала закреплена шестерня 46, имеющая прямоугольный 47 и косозубый 48 венцы. Прямоугольный зубчатый венец входит в зацепление с одной стороны с шестерней 49, установленной на муфте свободного хода 50, которая закреплена на выходном валу 51 роторно-поршневого двигателя, на котором также закреплена коническая шестерня 52, входящая в зацепление с конической шестерней 53, установленной на вертикальном валу 54 привода вспомогательных механизмов, а косозубый зубчатый венец взаимодействует со стопорной собачкой 55, ось которой закреплена на стойке 56 корпуса. С другой стороны прямоугольный зубчатый венец шестерни трубчатого вала входит в зацепление с шестерней 57, свободно сидящей на оси 58, закрепленной на корпусе. На боковой поверхности шестерни, на разных концентрических окружностях закреплены кулачки 59, 60, 61, 62, взаимодействующие с первой группой толкателей насоса высокого давления. На конце внутреннего вала закреплена шестерня 63, имеющая прямоугольный 64 и косозубый 65 венцы. Прямоугольный зубчатый венец входит в зацепление с одной стороны с шестерней 66, установленной на муфте свободного хода 67, которая закреплена на выходном валу роторно-поршневого двигателя. С другой стороны прямоугольный зубчатый венец входит в зацепление с шестерней 68, установленной свободно на оси, один конец которой закреплен на корпусе. На боковой поверхности шестерни выполнены кулачки 69, 70, 71, 72, расположенные на разных концентрических окружностях и взаимодействующие со второй группой толкателей насоса высокого давления. Косозубый зубчатый венец взаимодействует со стопорной собачкой 73, ось которой закреплена на стойке корпуса. Насос высокого давления 74 содержит корпус 75, закрытый крышками 76, 77, в верхней части которого установлен рычаг изменения подачи топлива 78, а на боковых стенках установлены штуцеры для подвода и отвода топлива. Внутри корпуса размещены восемь одинаковых по конструкции нагнетательных элементов. Каждый из них содержит главный цилиндр 79, имеющий впускной штуцер 80 с впускным клапаном 81, который посредством трубопровода соединен с напорной магистралью топливного насоса 82, и выпускной штуцер 83 с выпускным клапаном 84, который посредством трубопровода соединен с соответствующей форсункой. Внутрь главного цилиндра вставлен поршень 85, соединенный с толкателем 86, имеющим на конце колесо 87. Поршень удерживается в крайнем положении пружиной 88. Главный цилиндр выполнен заодно с регулировочным цилиндром 89, имеющим выпускной канал 90 с выпускным штуцером 91, который соединен со сливной магистралью. Продольные оси обоих цилиндров параллельны, а внутренние полости сообщаются между собой. Внутрь регулировочного цилиндра вставлен поршень 92, имеющий перепускное отверстие 93 и зубчатую рейку 94, входящую в зацепление с шестерней 95, рычаг которой кинематически связан с системой подачи топлива. Нагнетатель воздуха содержит корпус 96, закрытый крышкой 97, размещенный на крышке стопорного механизма. В корпусе размещены нагнетающее воздушное устройство 98 и отсасывающее устройство для удаления отработанных газов. На вертикальном валу, который приводит в движение масляный насос 99, топливный насос и водяной насос 100, закреплена шестерня 101, которая приводит в движение шестерни 102, 103, 104, 105, закрепленные на валах 106, 107, 108, 109, на последнем из которых закреплена коническая шестерня 110, входящая в зацепление с конической шестерней 111, закрепленной на валу 112, имеющим фланец 113 для соединения с вентилятором. Механизм запуска роторно-поршневого двигателя содержит втулку 114, к которой приварена ручка 115. На втулке закреплены два зубчатых сектора 116, 117, установленные под некоторым углом друг к другу и размещенные на некотором расстоянии друг от друга.The rotary piston engine is developed on the basis of the rocker mechanism of the rotary pump with sector vanes (I.I. Artobolevsky. Mechanisms in modern technology, vol. 6-7, ed. Of the Physics and Mathematics literature, M., 1980, p. 416, No. 3921 ) A finger 42 is mounted on the front cover to put on the sleeve of the rotary piston engine start mechanism. The tubular and inner shafts are passed into the housing 43 of the locking mechanism and secured in bearings. The housing is closed by covers 44, 45. A gear 46 is fixed at the rear end of the tubular shaft, having a rectangular 47 and a helical 48 rims. A rectangular gear rim engages on one side with a gear 49 mounted on a freewheel 50, which is fixed to an output shaft 51 of a rotary piston engine, on which a bevel gear 52 is also fixed, which engages with a bevel gear 53 mounted on a vertical the shaft 54 of the drive of auxiliary mechanisms, and the helical gear rim interacts with the locking dog 55, the axis of which is mounted on the rack 56 of the housing. On the other hand, the rectangular gear rim of the gear of the tubular shaft engages with the gear 57 freely sitting on the axis 58, mounted on the housing. On the lateral surface of the gear, on different concentric circles, cams 59, 60, 61, 62 are fixed, interacting with the first group of pushers of the high pressure pump. A gear 63 is fixed at the end of the inner shaft, having a rectangular 64 and a helical 65 rims. A rectangular gear rim engages on one side with a gear 66 mounted on a freewheel 67, which is fixed to the output shaft of a rotary piston engine. On the other hand, a rectangular ring gear engages with a gear 68 mounted loosely on an axis, one end of which is fixed to the housing. Cams 69, 70, 71, 72 are made on the side surface of the gear, located on different concentric circles and interacting with the second group of pushers of the high pressure pump. A helical gear rim interacts with the locking dog 73, the axis of which is fixed to the rack of the housing. The high-pressure pump 74 contains a housing 75, closed by covers 76, 77, in the upper part of which a lever for changing the fuel supply 78 is mounted, and fittings for supplying and removing fuel are installed on the side walls. Inside the housing there are eight identical discharge elements in design. Each of them contains a master cylinder 79 having an inlet fitting 80 with an inlet valve 81, which is connected via a pipeline to the pressure line of the fuel pump 82, and an outlet nozzle 83 with an outlet valve 84, which is connected via a pipe to a corresponding nozzle. A piston 85 is inserted inside the main cylinder and is connected to a pusher 86 having a wheel 87 at the end. The piston is held in its extreme position by a spring 88. The main cylinder is integral with the adjusting cylinder 89 having an outlet channel 90 with an outlet fitting 91 that is connected to a drain line. The longitudinal axes of both cylinders are parallel, and the internal cavities communicate with each other. A piston 92 is inserted inside the adjustment cylinder, having a bypass hole 93 and a gear rack 94 engaged with gear 95, the lever of which is kinematically connected to the fuel supply system. The air blower includes a housing 96, closed by a cover 97, located on the cover of the locking mechanism. In the housing there is a discharge air device 98 and a suction device for removing exhaust gases. On the vertical shaft, which drives the oil pump 99, the fuel pump and the water pump 100, a gear 101 is fixed, which drives the gears 102, 103, 104, 105, mounted on the shafts 106, 107, 108, 109, on the last of which the bevel gear 110 is engaged, engaging with the bevel gear 111, mounted on a shaft 112 having a flange 113 for connecting to a fan. The rotary piston engine starting mechanism comprises a sleeve 114 to which a handle 115 is welded. Two gear sectors 116, 117 are fixed to the sleeve, mounted at a certain angle to each other and placed at a certain distance from each other.

Работа роторно-поршневого двигателя.The operation of a rotary piston engine.

Для запуска роторно-поршневого двигателя необходимо надеть втулку 114 механизма запуска на палец 42 и установить зубчатые секторы 116 и 117, если в окошко 39 видна метка 37, в положение, показанное на фигуре 27, а если метка 37 в окошко 39 не видна, то установить в положение, показанное на фигуре 28. После чего повернуть ручку 115 в направлении, показанном стрелкой. При этом зубчатые сектора 116 и 117 войдут поочередно в зацепление с шестернями запуска 36, 38 и повернут поочередно поршни 22, 23. После запуска механизмом регулирования подачи топлива (на чертежах не показан) установить желаемые обороты выходного вала 51 роторно-поршневого двигателя, который станет работать следующим образом. Два поршня 22, 23 делят внутреннее пространство корпуса 1 роторно-поршневого двигателя на две полости: большую и маленькую, которые в процессе работы изменяют свое местоположение. В исходном положении (фигура 29) в большую полость нагнетающим воздушным устройством 98 через воздушный фильтр 14, трубопровод 12 и впускные каналы 11 подается чистый воздух, а отработанные газы удаляются через выпускные окна 17 отсасывающим устройством 19 в атмосферу. Поршень 22, соединенный с трубчатым валом 24, находится сверху, а поршень 23, соединенный с внутренним валом 28, находится внизу и оба удерживаются фиксаторами, роль которых выполняют штоки 32. В малой полости произошло сжатие воздуха и впрыск топлива. Топливо от высокой температуры воспламеняется. Образовавшиеся газы расширяются и производят давление на переднюю стенку поршня 22 и на заднюю стенку поршня 23. Газы через канал 35 поступают внутрь полости цилиндра 29, производят давление на поршень 31, сжимая пружину 33, вытесняя имеющийся там воздух в выпускное окно 17. Поршень 31 перемещается и выводит шток 32 из углубления 21, освобождая поршень 23, который под действием давления газов поворачивается в направлении, показанном стрелкой, вместе с внутренним валом 28. Поршень 22 вместе с трубчатым валом 24 неподвижен потому, что стопорная собачка 55 упирается в косозубый венец 48 шестерни 46 и препятствует вращению в противоположную сторону. Кроме того, шток 32 находится в углублении 20 корпуса 1 и дополнительно удерживает поршень 22. Поршень 23, вращаясь, закрывает выпускные окна 17 и как только его передняя сторона достигнет линии, обозначенной пунктирной чертой, начнется сжатие воздуха и далее впрыск топлива через форсунку 8. Как только поршни 22, 23 займут положение, показанное на фигуре 30, топливо от высокой температуры воспламенится и произойдет рабочий ход. Под действием газов, поступивших по каналу 35, поршень 31 сместится, сжимая пружину 33, а шток 32 выходит из углубления 20 и освобождает поршень 22. Поршень 23 при этом фиксируется штоком 32, который входит в углубление 21. Под действием давления газов поршень 22 вместе с трубчатым валом 24 вращается в направлении, показанном стрелкой на фигуре 30. Стопорная собачка 73 через косозубый венец 65 и шток 32 удерживает внутренний вал 28 и поршень 23 от вращения в противоположную сторону. При этом происходит продувка воздухом большой полости, удаление из нее отработанных газов, сжатие воздуха, впрыск топлива и рабочий ход. Далее все повторяется сначала.To start the rotary piston engine, it is necessary to put the sleeve 114 of the starting mechanism on the finger 42 and install the gear sectors 116 and 117, if the mark 37 is visible in the window 39, in the position shown in figure 27, and if the mark 37 is not visible in the window 39, then set to the position shown in figure 28. Then turn the handle 115 in the direction shown by the arrow. In this case, the gear sectors 116 and 117 will alternately engage with the start gears 36, 38 and rotate the pistons 22, 23 in turn. After starting the fuel delivery control mechanism (not shown in the drawings), set the desired speed of the output shaft 51 of the rotary piston engine, which will work as follows. Two pistons 22, 23 divide the internal space of the housing 1 of the rotary piston engine into two cavities: large and small, which during operation change their location. In the initial position (figure 29), clean air is supplied to the large cavity by the pumping air device 98 through the air filter 14, the pipe 12 and the intake channels 11, and the exhaust gases are removed through the exhaust ports 17 by the suction device 19 into the atmosphere. The piston 22 connected to the tubular shaft 24 is located on the top, and the piston 23 connected to the internal shaft 28 is located below and both are held by clamps, the role of which is played by the rods 32. In the small cavity, air was compressed and fuel was injected. Fuel is ignited by heat. The resulting gases expand and produce pressure on the front wall of the piston 22 and on the rear wall of the piston 23. The gases through the channel 35 enter the cavity of the cylinder 29, pressurize the piston 31, compressing the spring 33, displacing the air therein into the exhaust window 17. The piston 31 moves and removes the rod 32 from the recess 21, releasing the piston 23, which under the action of gas pressure rotates in the direction shown by the arrow, together with the inner shaft 28. The piston 22 together with the tubular shaft 24 is stationary because the locking dog 55 pack shafts into the helical crown 48 of the gear 46 and prevents rotation in the opposite direction. In addition, the rod 32 is located in the recess 20 of the housing 1 and additionally holds the piston 22. The piston 23, rotating, closes the outlet windows 17 and as soon as its front side reaches the line indicated by the dashed line, air compression and then fuel injection through the nozzle 8 will begin. As soon as the pistons 22, 23 occupy the position shown in figure 30, the fuel will ignite from a high temperature and a stroke will occur. Under the action of the gases received through the channel 35, the piston 31 moves, compressing the spring 33, and the rod 32 leaves the recess 20 and releases the piston 22. The piston 23 is fixed by the rod 32, which enters the recess 21. Under the action of gas pressure, the piston 22 together with the tubular shaft 24 rotates in the direction shown by the arrow in figure 30. Locking dog 73 through the helical crown 65 and the rod 32 keeps the inner shaft 28 and piston 23 from rotating in the opposite direction. In this case, a large cavity is purged with air, exhaust gases are removed from it, air is compressed, fuel is injected, and the stroke moves. Further, everything is repeated again.

На фигурах 31, 32, 33, 34, 35 и 36 показано, что происходит попеременное вращение одного поршня и затормаживание другого. Вращение поршней происходит в одну и ту же сторону. При вращении поршня 23 вместе с ним вращается и внутренний вал 28, который вращает шестерню 63, а она приводит в движение шестерню 66, которая через муфту свободного хода 67 вращает выходной вал 51 роторно-поршневого двигателя. Одновременно с этим вращается шестерня 68 и в нужный момент один за другим каждый из ее кулачков 69, 70, 71, 72 нажимает на соответствующий толкатель 86 насоса высокого давления 74 и впрыскивает топливо внутрь корпуса 1. При вращении поршня 22 вместе с ним вращается трубчатый вал 24 и шестерня 46, установленная на нем, которая вращает шестерню 49, а она через муфту свободного хода 50 вращает выходной вал 51 роторно-поршневого двигателя. В это время шестерня 66 неподвижна и муфта свободного хода работает вхолостую и наоборот. Вместе с шестерней 46 вращается и шестерня 57 и в зависимости от порядка работы каждый из ее кулачков 59, 60, 61, 62 нажимает на соответствующий толкатель 66 и впрыскивает топливо в корпус 1 роторно-поршневого двигателя. При этом обеспечивается непрерывное вращение выходного вала 51 в одну и ту же сторону, а также вращение конической шестерни 52, которая через коническую шестерню 53 приводит в движение вертикальный вал 54, а через шестерни 101, 102, 103, 104, 105, нагнетающее воздушное устройство 98, отсасывающее устройство 19, масляный насос 99, топливный насос 82, водяной насос 100 и через конические шестерни 110, 111 и вал 112 вентилятор. Если за первую форсунку на фигуре 4 принять форсунку, обозначенную позицией 3, и считать далее по часовой стрелке, то порядок работы роторно-поршневого двигателя будет 1-6-3-8-5-2-7-4 (фиг.29-36). Таким образом, при попеременном вращении поршней 22, 23 каждый раз открываются два выпускных окна 17 и два впускных канала 11, происходит выпуск отработанных газов, впуск чистого воздуха, его сжатие, впрыск топлива и далее рабочий ход. За один оборот поршней происходит восемь четырехтактных циклов. Мощность и частота вращения выходного вала 51 зависят от количества подаваемого топлива. Регулирование подачи топлива в нагнетательном элементе происходит синхронным поворотом шестерен 95. Для увеличения подачи топлива шестерня 95 механизмом, не показанным на чертежах, поворачивается по часовой стрелке и передвигает вправо регулировочный поршень 92 и ближе к поршню 85 перепускное отверстие 93. При нажатии соответствующего кулачка на толкатель 86 поршень 85 перемещается влево и вытесняет топливо из главного цилиндра 79 через перепускное отверстие 93, канал 90 и выпускной штуцер 91 в топливный бак. Так как перепускное отверстие 93 установлено близко к поршню 85, то оно быстро перекрывается, и оставшееся максимальное количество топлива впрыскивается в корпус 1 роторно-поршневого двигателя через выпускной клапан 84 и выпускной штуцер 83. Для уменьшения подачи топлива шестерня 95 поворачивается против часовой стрелки и передвигает регулировочный поршень 92 влево, отодвигая от поршня 85 перепускное отверстие 93. При этом большая часть топлива при перемещении поршня 85 будет перетекать через перепускное отверстие 93, выпускной канал 90 и выпускной штуцер 91 в топливный бак до тех пор, пока поршень 85 не перекроет перепускное отверстие, после чего оставшееся минимальное количество топлива станет впрыскиваться в корпус 1 через выпускной клапан 84 и выпускной штуцер 83. Таким образом, путем перемещения регулировочного поршня 92 с перепускным отверстием 93 в ту или иную сторону производится подача необходимого количества топлива в корпус 1 роторно-поршневого двигателя.In figures 31, 32, 33, 34, 35 and 36 it is shown that there is an alternating rotation of one piston and braking of the other. The pistons rotate in the same direction. When the piston 23 rotates, the inner shaft 28 rotates with it, which rotates the gear 63, and it drives the gear 66, which, through the freewheel 67, rotates the output shaft 51 of the rotary piston engine. At the same time, the gear 68 rotates and at the right time, one of its cams 69, 70, 71, 72 presses the corresponding pusher 86 of the high pressure pump 74 and injects fuel into the housing 1. When the piston 22 rotates, the tubular shaft rotates with it. 24 and a gear 46 mounted thereon, which rotates the gear 49, and through the freewheel 50, it rotates the output shaft 51 of the rotary piston engine. At this time, gear 66 is stationary and the freewheel is idle and vice versa. Together with gear 46, gear 57 rotates, and depending on the operating procedure, each of its cams 59, 60, 61, 62 presses the corresponding pusher 66 and injects fuel into the housing 1 of the rotary piston engine. This ensures continuous rotation of the output shaft 51 in the same direction, as well as the rotation of the bevel gear 52, which drives the vertical shaft 54 through the bevel gear 53, and through the gears 101, 102, 103, 104, 105, forcing the air device 98, a suction device 19, an oil pump 99, a fuel pump 82, a water pump 100 and through bevel gears 110, 111 and a fan shaft 112. If for the first nozzle in figure 4 take the nozzle, indicated by 3, and count further clockwise, then the operation of the rotary piston engine will be 1-6-3-8-5-2-7-4 (Fig.29-36 ) Thus, when the pistons 22, 23 are alternately rotated, two exhaust ports 17 and two inlet channels 11 open each time, exhaust gases are released, clean air is introduced, it is compressed, fuel is injected, and then the stroke is made. Eight four-stroke cycles occur per piston revolution. The power and speed of the output shaft 51 depend on the amount of fuel supplied. The fuel supply in the discharge element is controlled by synchronous rotation of the gears 95. To increase the fuel supply, the gear 95 by a mechanism not shown in the drawings is rotated clockwise and moves the adjustment piston 92 to the right and closer to the piston 85 the bypass hole 93. When the corresponding cam is pressed on the pusher 86, the piston 85 moves to the left and displaces the fuel from the master cylinder 79 through the bypass hole 93, the channel 90 and the exhaust fitting 91 into the fuel tank. Since the bypass hole 93 is installed close to the piston 85, it quickly shuts off and the remaining maximum amount of fuel is injected into the rotor-piston engine housing 1 through the exhaust valve 84 and the exhaust fitting 83. To reduce the fuel supply, the gear 95 rotates counterclockwise and moves the adjusting piston 92 to the left, moving the bypass hole 93 away from the piston 85. In this case, most of the fuel will flow through the bypass hole 93, the outlet channel 90 and the outlet when the piston 85 is moved. th fitting 91 into the fuel tank until the piston 85 blocks the bypass hole, after which the remaining minimum amount of fuel will be injected into the housing 1 through the exhaust valve 84 and the exhaust fitting 83. Thus, by moving the adjusting piston 92 with the bypass hole 93 in one direction or another, the required amount of fuel is supplied to the housing 1 of the rotary piston engine.

Предлагаемый роторно-поршневой двигатель может быть использован на судах, передвижных электрических и пневматических станциях.The proposed rotary piston engine can be used on ships, mobile electric and pneumatic stations.

Положительный эффект: увеличение мощности при тех же размерах двигателя, более высокий КПД, упрощение конструкции.Positive effect: increased power with the same engine sizes, higher efficiency, simplified design.

Claims

A rotary piston engine comprising a housing with a cooling jacket, a rotor inserted into the housing of the system: power, cooling, lubrication, start-up and control, characterized in that the housing is closed with front and rear covers, the inner surface of which is made in the form of a regular circle, on the outside there are inlet channels, which are connected via a pipe to an air blower, and eight recesses, into which nozzles are inserted, hydraulically connected to a high pressure pump, and on the back cover of the housing exhaust windows are made, which are connected via a pipeline to the suction device, the rotor is two pistons made in the form of sector blades with sealing elements and clamps inserted inside the housing, one of the pistons mounted on a tubular shaft having a cutout, and the other piston inserted in a cut-out of the tubular shaft and is fixed on the inner shaft inserted inside the tubular shaft, the ends of both shafts being passed into the holes of the covers and the gears of starting p are fixed on the front ends of these shafts otorno-piston engine, and the rear ends of the shafts by means of gears kinematically connected with the locking mechanism, the high pressure pump, the drive mechanism of auxiliary units and through freewheels with the output shaft of the rotary piston engine, in addition, the locking mechanism includes a housing closed by covers, inside which on the bearings are mounted the rear ends of the tubular and inner shafts, on which gears are fixed, each of which has helical and rectangular gear rims, and helical gears spider gears interact with stop dogs providing unidirectional movement, the axes of which are fixed on the housing, and rectangular gear crowns mesh on one side with gears having freewheels, mounted on the output shaft of the rotary piston engine, and on the other hand, rectangular gear the crowns mesh with gears having cams located on different concentric circles on the lateral surface, the cams of one gear interacting with the first the pusher group, and the cams of the second gear interact with the second group of pushers of the high-pressure pump, in addition, the output shaft of the rotary piston engine is kinematically connected with the drive mechanisms of auxiliary units, in addition, the high-pressure pump installed inside the housing of the locking mechanism contains eight identical the design of the discharge elements, each of which contains a master cylinder having an outlet fitting with an outlet valve, which is connected via a pipe to a respective with a nozzle, an inlet fitting with an inlet valve connected to the pressure fuel line, into which a piston is connected, connected to a pusher having a wheel at the end, in addition, the main cylinder is integral with the adjustment cylinder having an outlet channel with a fitting connected to the fuel drain a highway, the longitudinal axes of which are parallel to each other, and the internal cavities communicate with each other, and a piston having a bypass hole and a gear rack is inserted inside the adjustment cylinder y, which engages with a gear wheel having a lever kinematically connected to the fuel supply control system, in addition, the air blower comprises a housing closed by a lid, in which a blower and a suction device for removing exhaust gases driven by intermediate gears are placed from the drive gear mounted on the vertical shaft of the drive of auxiliary units, and on the upper end of the shaft of the pumping device a bevel gear is fixed, which is engaged In addition to the bevel gear of the fan drive, in addition, the starting mechanism of the rotary piston engine includes a sleeve with a handle welded to it, on which two gear sectors are fixed at a certain angle to each other and at some distance from each other in the direction of the longitudinal axis of the sleeve.