ДВИГАТЕЛЬ С ЦИЛИНДРОМ И ПОРШНЕМ РОТОРНОГО ТИПА Российский патент 2019 года по МПК F02B57/04 F01B13/04 F02B75/32 

Раскрыт четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, в котором поршень не совершает обычных перемещений вверх и вниз в неподвижном цилиндре, но поршень и цилиндр вместе движутся в одном направлении. Это означает, что, когда поршень достигает нижней мертвой точки, цилиндр скользит вниз по поршню до тех пор, пока поршень не достигнет верхней мертвой точки. Затем поршень вновь перемещается вниз, пока он не достигнет нижней мертвой точки. Этот цикл непрерывно циклически повторяется.

Регулируемый компрессор и регулируемое время клапана обеспечивают оптимальное сгорание. Благодаря золотниковому клапану без пружин с его максимальным сквозным поперечным сечением достигается максимально возможное наполнение.

Таким образом, становятся возможны наивысшая производительность, минимальные загрязняющие выбросы в отработавших газах и использование различных видов топлива.

Четырехтактный двигатель содержит:

внешний диск (7),

внутренний диск (3),

по меньшей мере один цилиндр (10),

по меньшей мере один поршень (9),

по меньшей мере один шатун (5),

при этом двигатель содержит круглый корпус в форме горшка, на внешней кромке которого размещено зафиксированное кольцо, имеющее секции, выполненные с возможностью их регулирования с помощью шагового двигателя и регулировочного винта для регулирования времени открытия клапанов, и снабженные углублением для снятия блокировки, предотвращающей свободное вращение,

внешний диск (7) и внутренний диск (3) имеют возможность концентрически поворачиваться, причем внешний диск (7) окружает внутренний диск (3), так что диски (3, 7) находятся в одной плоскости, и внутренний диск (3) имеет возможность вращаться относительно внешнего диска (7) с помощью устройства (13) управления сжатием для регулирования сжатия,

ниже дисков (3, 7) расположены зафиксированная шестерня (1), прочно установленная в центре корпуса, и планетарная шестерня (2) такого же размера, входящая в зацепление с ней, планетарная шестерня вращает кривошип (4), расположенный на его валу, который проходит через внутренний диск (3) вверх, причем длину кривошипа выбирают равной радиусу шестерни, а планетарная шестерня (2) установлена с возможностью вращения на внутреннем диске (3),

причем указанный кривошип (4) через шатун (5) качает рычаг (6), один конец которого поворачивается на внешнем диске (7) таким образом, что он толкает поршень (9) внутрь и наружу цилиндра, закрепленного к внешнему диску (7) посредством стержня (8), поворачивающегося на другом конце рычага (6),

и на головке цилиндра (10) размещен поворотный золотниковый клапан (11), на котором установлено устройство поворота клапана на четверть, поворачивающее золотниковый клапан (11) на одну четверть оборота при каждом ударе по штырю.

Благодаря передаточному отношению между зафиксированной шестерней (1), планетарной шестерней (2) и длиной кривошипа (4), и благодаря вращательному движению дисков, кривошип (4) вращается таким образом, что поршень (9) перемещается внутрь и наружу цилиндра с помощью шатуна (5), рычага (6) и стержня (8), так что когда поршень (9) достигает нижней мертвой точки, он останавливается относительно цилиндра (10), причем цилиндр (10) двигается далее мимо поршня (9), пока поршень (9) не достигнет верхней мертвой точки, затем кривошип (4) перемещает поршень (9) вниз, пока он вновь не достигнет нижней мертвой точки, и этот цикл повторяется при каждом обороте дисков.

Вариант двигателя содержит:

внешний диск (7),

внутренний диск (3),

по меньшей мере один цилиндр (10),

по меньшей мере один поршень (9),

по меньшей мере один шатун (5),

при этом

двигатель содержит круглый корпус в форме горшка, на внешней кромке которого размещено зафиксированное кольцо, имеющее секции, выполненные с возможностью их регулирования с помощью шагового двигателя и регулировочного винта для регулирования времени открытия клапанов, и снабженные углублением для снятия блокировки, предотвращающей свободное вращение,

внешний диск (7) и внутренний диск (3) имеют возможность концентрически поворачиваться, причем внешний диск (7) окружает внутренний диск (3), так что диски (3, 7) находятся в одной плоскости, и внутренний диск (3) имеет возможность вращаться относительно внешнего диска (7) с помощью устройства (13) управления сжатием для регулирования сжатия,

двигатель содержит нижний стержень (12) ниже дисков (3, 7), установленный с возможностью вращения на корпусе в положении, в котором два зубчатых колеса (1, 2) одинакового размера могли бы входить в зацепление, если первое зубчатое колесо (1) было бы прочно установлено в центре корпуса, а второе зубчатое планетарное колесо (2) было бы установлено с возможностью вращения на внутреннем диске (3) и на валу, проходящем через внутренний диск (3) и имеющем кривошип (4), длина которого равна радиусу зубчатого колеса (1, 2), установленного на нем, причем длина стержня (12) равна диаметру зубчатого колеса (1, 2), и

двигатель содержит второй кривошип, длина которого равна радиусу зубчатого колеса (1, 2), причем указанный второй кривошип прикреплен к валу, проходящему через внутренний диск (3) вверх, и на котором размещен кривошип (4), и смонтирован с возможностью вращения на нижнем стержне (12) на другом конце, таким образом, нижний стержень (12) и второй кривошип (4) функционируют как два находящихся в зацеплении зубчатых колеса (1, 2), так что когда диски (3, 7) вращаются, кривошип (4) вращается таким образом, что шатун (5) перемещает поршень (9) через рычаг (6) и стержень (8) точно так же, как с двумя зубчатыми колесами, внутрь цилиндра (10) и наружу цилиндра (10).

Благодаря активизации устройства (13) управления внутренний диск (3) с кривошипом (4), удерживаемом на нем, вращается относительно внешнего диска (7), таким образом, расстояние между кривошипом (4) и рычагом (6), удерживаемом на внешнем диске (7), становится короче или длиннее, давая таким образом возможность регулировать степень сжатия.

Поворотный золотниковый клапан (11) представляет собой круглое тело, размещенное в круглом корпусе на конце цилиндра (10) газонепроницаемо и с возможностью вращения, и имеющее два отверстия внизу, ведущие к боковым отверстиям через два раздельных канала, и так что каждую четверть оборота, когда одно из этих боковых отверстий подходит к отверстию в корпусе, ведущему в цилиндр (10), поворотный золотниковый клапан (11) предоставляет соответствующий путь для протекания из выпуска или из впуска к лежащим ниже отверстиям или блокирует путь для протекания для сжатия или зажигания сторонами круглого тела, не имеющими отверстий.

Сверху поворотного золотникового клапана (11) размещено устройство поворота клапана на четверть, имеющее крестообразную конструкцию, которое поворачивает на одну четверть оборота свою крестообразную конструкцию с ударением по штырю, прикрепленному к регулируемой секции на внешней кромке, причем блокирование, предотвращающее свободное вращение устройства поворота клапана на четверть с согласованием кривизны внешней кромки, снимается, когда устройство поворота клапана на четверть подходит на углубление.

Переключением регулируемых секций на внешней кромке со штырем и углублением, предотвращающим свободное вращение, может регулироваться время, при котором штырь ударяется с ободом крестообразной конструкции устройства поворота клапана на четверть, таким образом отверстия, расположенные внизу совместно вращающегося поворотного золотникового клапана (11) открываются раньше или позже и, таким образом, время открытия клапанов может регулироваться.

Двигатель может содержать один или несколько цилиндров.

Двигатель может функционировать как насос или компрессор.

Техническая реализация.

Планетарная шестерня (2) вращается вокруг зафиксированной шестерни (1) того же размера. Планетарная шестерня (2) поддерживается на внутреннем диске (3). Этот диск поддерживается в центре зафиксированной шестерни (1). Кривошип (4), имеющий такую же длину, как радиус планетарной шестерни (2), перемещает рычаг (6) через шатун (5). Этот рычаг (6) имеет один конец, закрепленный на внешнем диске (7). Другой конец соединен с поршнем (9) через стержень (8). Цилиндр (10) прикреплен к внешнему вращающемуся диску (7). Используя устройство (13) управления сжатием внутренний диск (3) смещается относительно внешнего диска (7). Таким образом, шатун (5) вытягивается или толкается, и положение рычага (6) и степень сжатия изменяются (фигура 1).

Для простоты изготовления вместо двух зубчатых колес могут быть использованы нижний стержень (12) с длиной как диаметр зубчатого колеса, где два зубчатых колеса объединены вместе в корпус, и другой кривошип (4) с длиной как радиус зубчатого колеса, как показано на фиг. 2, причем поддержка внутреннего диска (3) осуществляется не в центре, а на отдалении (фигура 2).

Муфта свободного хода, прикрепленная к внешнему диску (7), предотвращает вращение диска назад.

Принцип функционирования

За счет вращения дисков (3 и 7), кривошип (4) совершает вращение, а рычаг (6) толкается через шатун (5), который тянет поршень (9) вниз к нижней мертвой точке.

Когда поршень (9) достигает нижней мертвой точки, он остается неподвижным относительно вращательного движения, поскольку кривошип (4) тянет шатун (5) назад. Тем не менее, цилиндр (10), прикрепленный к внешнему диску (7), перемещается пока поршень (9) не достигнет верхней мертвой точки.

Когда поршень (9) достигает верхней мертвой точки, кривошип (4) вновь толкает шатун (5), и, таким образом, поршень (9) перемещается вниз, пока он не достигнет нижней мертвой точки.

Эта процедура повторяется один раз за каждый оборот. Это означает, что поршень (9) перемещается от верхней к нижней мертвой точке, и возвращается к верхней мертвой точке один раз за оборот.

Перемещая внутренний диск (3) по отношению к внешнему диску (7) с помощью винтовой/червячной шестерни (13) устройства управления сжатием, изменяют положение рычага (6) и, следовательно, степень сжатия.

Каждую половину оборота поворотный золотниковый клапан (11) поворачивается на четверть оборота (фигура 3). Таким образом, впуск и сжатие достигаются за один полный оборот дисков, а рабочий процесс и выпуск за следующий оборот. Таким образом осуществляются четыре такта (фигура 3) двигателя внутреннего сгорания.

Поворотный золотниковый клапан (фигура 3) представляет собой цилиндр, в котором газы поступают через впускной канал и выходят через выпускной канал (фигура 6) снизу, и сообщаются с камерой сгорания через концы патрубков (фигура 3), которые присоединяются к боковой стороне сверху.

Устройство поворота клапана на четверть расположено сверху поворотного золотникового клапана (11) (фигура 5). За каждый полный оборот происходят два удара по двум противоположным штырям, прикрепленным к зафиксированному внешнему кольцу, и каждый раз осуществляется поворот на четверть оборота (фигура 4).

Таким образом, золотниковый клапан поворачивается два раза за каждый полный оборот (фигура 3).

Путем регулирования устройства поворота клапана на четверть (фигура 5) регулируют время открытия клапана.

Распылители впрыска или свечи зажигания могут быть расположены по усмотрению. Аналогичным образом камера сгорания может иметь любую форму.

Возможно создать двигатели с несколькими цилиндрами, например, двухцилиндровый двигатель, как на фигуре 6.

Наименования позиций

1. Зафиксированная шестерня
2. Планетарная шестерня
3. Внутренний диск
4. Кривошип
5. Шатун 6. Рычаг
7. Внешний диск
8. Стержень
9. Поршень
10. Цилиндр 11. Поворотный золотниковый клапан
12. Нижний стержень
13. Винтовая/червячная шестерня устройства управления сжатием

Группа изобретений относится к области двигателестроения. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя благодаря регулированию степени сжатия и времени управления клапанами. Сущность изобретения заключается в том, что четырехтактный двигатель содержит внешний диск (7), внутренний диск (3), цилиндр (10), поршень (9), шатун (5). Имеет круглый корпус, на внешней кромке которого размещено зафиксированное кольцо, имеющее секции, выполненные с возможностью их регулирования с помощью шагового двигателя и регулировочного винта для изменения времени открытия клапанов. Внутренний диск (3) имеет возможность вращаться относительно внешнего диска (7) с помощью устройства (13) управления сжатием для регулирования сжатия. На головке цилиндра (10) размещен поворотный золотниковый клапан (11), на котором установлено устройство поворота клапана на четверть оборота. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Четырехтактный двигатель с поршнем роторного типа с возможностью регулирования степени сжатия и регулирования времени управления клапанами, в котором достигаются эффективное сгорание топлива и минимизация вредных отработавших газов при максимизации эффективной мощности и который имеет возможность осуществлять сгорание всех видов топлива, содержащий:

внешний диск (7),

внутренний диск (3),

по меньшей мере один цилиндр (10),

по меньшей мере один поршень (9),

по меньшей мере один шатун (5),

отличающийся тем, что

двигатель содержит круглый корпус в форме горшка, на внешней кромке которого размещено зафиксированное кольцо, имеющее секции, выполненные с возможностью их регулирования с помощью шагового двигателя и регулировочного винта для регулирования времени открытия клапанов и снабженные углублением для снятия блокировки, предотвращающей свободное вращение,

внешний диск (7) и внутренний диск (3) имеют возможность концентрически поворачиваться, причем внешний диск (7) окружает внутренний диск (3), так что диски (3, 7) находятся в одной плоскости, и внутренний диск (3) имеет возможность вращаться относительно внешнего диска (7) с помощью устройства (13) управления сжатием для регулирования сжатия,

ниже дисков (3, 7) расположены зафиксированная шестерня (1), прочно установленная в центре корпуса, и планетарная шестерня (2) такого же размера, входящая в зацепление с ней, планетарная шестерня вращает кривошип (4), расположенный на его валу, который проходит через внутренний диск (3) вверх, причем длину кривошипа выбирают равной радиусу шестерни, а планетарная шестерня (2) установлена с возможностью вращения на внутреннем диске (3),

причем указанный кривошип (4) через шатун (5) качает рычаг (6), один конец которого поворачивается на внешнем диске (7) таким образом, что он толкает поршень (9) внутрь и наружу цилиндра, закрепленного к внешнему диску (7) посредством стержня (8), поворачивающегося на другом конце рычага (6),

и на головке цилиндра (10) размещен поворотный золотниковый клапан (11), на котором установлено устройство поворота клапана на четверть, поворачивающее золотниковый клапан (11) на одну четверть оборота при каждом ударе по штырю.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что благодаря передаточному отношению между зафиксированной шестерней (1), планетарной шестерней (2) и длиной кривошипа (4) и благодаря вращательному движению дисков кривошип (4) вращается таким образом, что поршень (9) перемещается внутрь и наружу цилиндра с помощью шатуна (5), рычага (6) и стержня (8), так что когда поршень (9) достигает нижней мертвой точки, он останавливается относительно цилиндра (10), причем цилиндр (10) двигается далее мимо поршня (9), пока поршень (9) не достигнет верхней мертвой точки, затем кривошип (4) перемещает поршень (9) вниз, пока он вновь не достигнет нижней мертвой точки, и этот цикл повторяется при каждом обороте дисков.

3. Четырехтактный двигатель с поршнем роторного типа с возможностью регулирования степени сжатия и регулирования времени управления клапанами, в котором достигаются эффективное сгорание топлива и минимизация вредных отработавших газов при максимизации эффективной мощности и который имеет возможность осуществлять сгорание всех видов топлива, содержащий:

внешний диск (7),

внутренний диск (3),

по меньшей мере один цилиндр (10),

по меньшей мере один поршень (9),

по меньшей мере один шатун (5),

отличающийся тем, что

двигатель содержит круглый корпус в форме горшка, на внешней кромке которого размещено зафиксированное кольцо, имеющее секции, выполненные с возможностью их регулирования с помощью шагового двигателя и регулировочного винта для регулирования времени открытия клапанов и снабженные углублением для снятия блокировки, предотвращающей свободное вращение,

внешний диск (7) и внутренний диск (3) имеют возможность концентрически поворачиваться, причем внешний диск (7) окружает внутренний диск (3), так что диски (3, 7) находятся в одной плоскости, и внутренний диск (3) имеет возможность вращаться относительно внешнего диска (7) с помощью устройства (13) управления сжатием для регулирования сжатия,

двигатель содержит нижний стержень (12) ниже дисков (3, 7), установленный с возможностью вращения на корпусе в положении, в котором два зубчатых колеса (1, 2) одинакового размера могли бы входить в зацепление, если первое зубчатое колесо (1) было бы прочно установлено в центре корпуса, а второе зубчатое планетарное колесо (2) было бы установлено с возможностью вращения на внутреннем диске (3) и на валу, проходящем через внутренний диск (3) и имеющем кривошип (4), длина которого равна радиусу зубчатого колеса (1, 2), установленного на нем, причем длина стержня (12) равна диаметру зубчатого колеса (1, 2), и

двигатель содержит второй кривошип, длина которого равна радиусу зубчатого колеса (1, 2), причем указанный второй кривошип прикреплен к валу, проходящему через внутренний диск (3) вверх, и на котором размещен кривошип (4), и смонтирован с возможностью вращения на нижнем стержне (12) на другом конце, таким образом, нижний стержень (12) и второй кривошип (4) функционируют как два находящихся в зацеплении зубчатых колеса (1, 2), так что когда диски (3, 7) вращаются, кривошип (4) вращается таким образом, что шатун (5) перемещает поршень (9) через рычаг (6) и стержень (8) точно так же, как с двумя зубчатыми колесами, внутрь цилиндра (10) и наружу цилиндра (10).

4. Двигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что благодаря активизации устройства (13) управления внутренний диск (3) с кривошипом (4), удерживаемым на нем, вращается относительно внешнего диска (7), таким образом, расстояние между кривошипом (4) и рычагом (6), удерживаемым на внешнем диске (7), становится короче или длиннее, давая, таким образом, возможность регулировать степень сжатия.

5. Двигатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что поворотный золотниковый клапан (11) представляет собой круглое тело, размещенное в круглом корпусе на конце цилиндра (10) газонепроницаемо и с возможностью вращения и имеющее два отверстия внизу, ведущие к боковым отверстиям через два раздельных канала, и так что каждую четверть оборота, когда одно из этих боковых отверстий подходит к отверстию в корпусе, ведущему в цилиндр (10), поворотный золотниковый клапан (11) предоставляет соответствующий путь для протекания из выпуска или из впуска к лежащим ниже отверстиям или блокирует путь для протекания для сжатия или зажигания сторонами круглого тела, не имеющими отверстий.

6. Двигатель по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что сверху поворотного золотникового клапана (11) размещено устройство поворота клапана на четверть, имеющее крестообразную конструкцию, которое поворачивает на одну четверть оборота свою крестообразную конструкцию с ударением по штырю, прикрепленному к регулируемой секции на внешней кромке, причем блокирование, предотвращающее свободное вращение устройства поворота клапана на четверть с согласованием кривизны внешней кромки, снимается, когда устройство поворота клапана на четверть подходит на углубление.

7. Двигатель согласно любому из пп.1-6, отличающийся тем, что переключением регулируемых секций на внешней кромке со штырем и углублением, предотвращающим свободное вращение, может регулироваться время, при котором штырь ударяется с ободом крестообразной конструкции устройства поворота клапана на четверть, таким образом, отверстия, расположенные внизу совместно вращающегося поворотного золотникового клапана (11), открываются раньше или позже и, таким образом, время открытия клапанов может регулироваться.

8. Двигатель по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что он содержит один или несколько цилиндров.

9. Двигатель по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что он функционирует как насос или компрессор.