[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2008477C1 - Piston engine - Google Patents

Piston engine Download PDF

Info

Publication number
RU2008477C1
RU2008477C1 SU4913277A RU2008477C1 RU 2008477 C1 RU2008477 C1 RU 2008477C1 SU 4913277 A SU4913277 A SU 4913277A RU 2008477 C1 RU2008477 C1 RU 2008477C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
washer
pistons
housing
engine
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.П. Коновалов
Original Assignee
Совет ВОИР Опытно-конструкторского бюро машиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Совет ВОИР Опытно-конструкторского бюро машиностроения filed Critical Совет ВОИР Опытно-конструкторского бюро машиностроения
Priority to SU4913277 priority Critical patent/RU2008477C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2008477C1 publication Critical patent/RU2008477C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: piston engine has pistons with connecting rods arranged in body parallel to shaft axis, and movable plate on oblique washer. Several cylindrical spaces are formed by body which has round cylindrical surface and by shaft. Cylindrical spaces accommodate pistons with connecting rods. Flats or radius grooves are made on shaft along its axis on definite section. EFFECT: enlarged operating capabilities. 4 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to the field of engineering, in particular to piston internal combustion engines.

Известен поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий несколько поршней, аксиально движущихся в параллельных цилиндрах, вал и устройство для превращения возвратно-поступательного движения во вращательное, которое содержит дискообразный наклонный вращающийся элемент с двумя канавками на верхней и нижней поверхностях. Обе канавки имеют эллиптическую конфигурацию. По меньшей мере один шар катится по каждой из канавок и каждая из пар шаров имеет устройство для удержания шаров в канавках. Последнее устройство соединено со стержнем, на верхнем конце которого установлен поршень, движущийся в цилиндре. Known piston internal combustion engine containing several pistons axially moving in parallel cylinders, a shaft and a device for converting reciprocating motion into rotary, which contains a disk-shaped inclined rotating element with two grooves on the upper and lower surfaces. Both grooves are elliptical in shape. At least one ball rolls along each of the grooves and each of the pairs of balls has a device for holding the balls in the grooves. The last device is connected to a rod, on the upper end of which a piston is installed, moving in the cylinder.

Указанная конструкция имеет следующие недостатки. The specified design has the following disadvantages.

1. Минимальный контакт между канавками и шарами в условиях действия ударных нагрузок не позволяет развить большие мощности. 1. The minimum contact between the grooves and balls under shock loads does not allow to develop large power.

2. Большие силы инерции из-за наличия больших масс в соединении поршня с устройствами удержания шаров в канавках. 2. Large inertia due to the presence of large masses in the connection of the piston with the devices for holding balls in the grooves.

3. Наличие верхней опоры вала требует разнесения цилиндров и, следовательно, увеличения массогабаритных характеристик двигателя. 3. The presence of the upper shaft support requires spacing of the cylinders and, consequently, an increase in the overall dimensions of the engine.

Известен поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий вал с корпусом и несколько цилиндров. Внутри корпуса расположены рамная конструкция ("паук"), установленная с возможностью вращения вокруг вала. "Паук" имеет ряд рычагов, по одному на каждый цилиндр. Поршни шарнирно соединены с помощью шатуна с "пауком". "Паук" совершает вращательное движение вокруг вала, в то время как поршни совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах, расположенных на конической поверхности, вершина которой находится на оси вала. Между основаниями цилиндров расположен узел крепления опоры "паука". Known piston internal combustion engine containing a shaft with a housing and several cylinders. Inside the case there is a frame structure ("spider") installed with the possibility of rotation around the shaft. The spider has a number of levers, one for each cylinder. The pistons are pivotally connected using a connecting rod with a spider. The "spider" rotates around the shaft, while the pistons reciprocate in cylinders located on a conical surface, the apex of which is on the axis of the shaft. Between the bases of the cylinders is the attachment site of the spider support.

Недостатки указанной конструкции. The disadvantages of this design.

1. Сложность конструкции из-за наличия шаровой опоры "паука". 1. The complexity of the design due to the presence of a spherical ball bearing.

2. Увеличенные габариты из-за наличия узлов крепления "паука", вследствие чего цилиндры разнесены в стороны, а также из-за наличия механизма преобразования движения ("паука"). 2. Increased dimensions due to the presence of attachment points for the "spider", as a result of which the cylinders are spaced apart, as well as due to the presence of a movement conversion mechanism ("spider").

3. На дискообразный элемент "паука", к которому крепятся шатуны, действуют горизонтальные составляющие от усилия поршней, что требует увеличения габаритов средств крепления и всего механизма в целом. 3. On the disk-shaped element of the "spider" to which the connecting rods are attached, the horizontal components act from the efforts of the pistons, which requires an increase in the dimensions of the fastening means and the whole mechanism as a whole.

Известен поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры, расположенные вокруг и параллельно оси вала, поршни с шатунами, косую и качающуюся шайбы, установленные на центральном валу и связанные между собой при помощи механизма преобразования, снабженного направляющей в корпусе, причем качающаяся шайба установлена шарнирно относительно вала и косой шайбы и соединена с шатунами при помощи шаровых опор, а косая шайба жестко связана с валом. Known piston internal combustion engine containing cylinders located around and parallel to the axis of the shaft, pistons with connecting rods, oblique and swinging washers mounted on the Central shaft and interconnected using a conversion mechanism provided with a guide in the housing, and the swinging washer is pivotally mounted relative to the shaft and oblique washer and connected to the connecting rods using ball bearings, and oblique washer is rigidly connected to the shaft.

Недостатки этого двигателя. The disadvantages of this engine.

1. Увеличенные габариты из-за наличия между цилиндрами опор вспомогательного вала, вследствие чего цилиндры разносятся на определенное расстояние. 1. Increased dimensions due to the presence between the cylinders of the support of the auxiliary shaft, as a result of which the cylinders are spaced a certain distance.

2. Большой износ узла шарикового соединения качающейся шайбы и беговой дорожки блока цилиндров вследствие передачи боковой составляющей рабочего усилия поршня по линейному контакту между шариком и соприкасающимися поверхностями. 2. Large wear of the ball joint assembly of the swinging washer and the treadmill of the cylinder block due to the transmission of the lateral component of the piston working force through a linear contact between the ball and the contacting surfaces.

3. Большой изгибающий момент на вал от усилия поршней через шаровые опоры шатунов. 3. Large bending moment on the shaft from the efforts of the pistons through the ball bearings of the connecting rods.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: уменьшение габаритов ДВС и повышение надежности путем уменьшения изгибающего момента на валу. The aim of the invention is to remedy these disadvantages, namely: reducing the dimensions of the internal combustion engine and increasing reliability by reducing the bending moment on the shaft.

Указанная цель достигается тем, что в поршневом двигателе, содержащем размещенные в корпусе и расположенные параллельно оси вала поршни с шатунами, подвижную шайбу, соединенную с шатунами при помощи шаровых опор, косую шайбу и механизм газораспределения, корпусом, имеющим круглую цилиндрическую поверхность, и валом образованы несколько полостей некруглой цилиндрической формы, в которых размещены поршни с шатунами, причем подвижная шайба оперта на невращающуюся косую шайбу и шарнирно соединена с валом, имеющим по меньшей мере две параллельные оси вала плоскости, при помощи шаровых или цилиндрических сегментов, зафиксированных в подвижной шайбе и опертых на указанные плоскости. This goal is achieved by the fact that in a piston engine containing pistons with connecting rods located in the housing and located parallel to the axis of the shaft, a movable washer connected to the connecting rods with ball bearings, an oblique washer and a gas distribution mechanism, a housing having a round cylindrical surface, and a shaft several cavities of a non-circular cylindrical shape in which pistons with connecting rods are placed, the movable washer supported on a non-rotating oblique washer and pivotally connected to a shaft having at least two parallel solid axis of the shaft of the plane, using spherical or cylindrical segments fixed in a movable washer and supported on these planes.

Полости выполнены в виде двух цилиндрических сегментов. The cavity is made in the form of two cylindrical segments.

С целью изменения степени сжатия косая шайба выполнена с возможностью перемещения вдоль вала. In order to change the compression ratio, the oblique washer is movable along the shaft.

Система газораспределения выполнена в виде впускного и выпускного окон, расположенных в стенке корпуса, причем расстояние между ними по дуге поверхности корпуса меньше дуги поверхности корпуса, ограниченной одной полостью, впускное окно расположено впереди по ходу вращения вала. The gas distribution system is made in the form of inlet and outlet windows located in the housing wall, and the distance between them along the arc of the housing surface is less than the arc of the housing surface bounded by one cavity, the intake window is located ahead of the shaft.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого двигателя; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же (вариант); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 1; на фиг. 7 - сечение Д-Д на фиг. 6; на фиг. 8 - схема газораспределения двигателя (открытие выпускного окна); на фиг. 9 - сечение Е-Е на фиг. 8; на фиг. 10 - схема газораспределения (продувка); на фиг. 11 - сечение Ж-Ж на фиг. 10; на фиг. 12 - схема газораспределения (закрытие впускного окна); на фиг. 13 - сечение И-И на фиг. 12. In FIG. 1 shows a General view of the proposed engine; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - the same (option); in FIG. 4 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 5 is a cross-section BB in FIG. 4; in FIG. 6 is a section GG in FIG. 1; in FIG. 7 is a section DD in FIG. 6; in FIG. 8 is a diagram of the engine gas distribution (opening the exhaust window); in FIG. 9 is a cross-section EE in FIG. 8; in FIG. 10 - gas distribution diagram (purge); in FIG. 11 is a section FJ in FIG. 10; in FIG. 12 is a gas distribution diagram (closing the intake window); in FIG. 13 is a section II in FIG. 12.

Двигатель содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2 (фиг. 1), к которому присоединены головка 3 и крышка 4. Внутренняя поверхность корпуса 1 имеет круглую цилиндрическую форму. Внутри корпуса размещен вал 5, зафиксированный в подшипниках 6 и 7. The engine comprises a housing consisting of two parts 1 and 2 (Fig. 1), to which a head 3 and a cover 4 are attached. The inner surface of the housing 1 has a circular cylindrical shape. Inside the housing there is a shaft 5 fixed in bearings 6 and 7.

Вал 5 на участке 8 выполнен с плоскими поверхностями 9 (фиг. 2) или с радиусными проточками 10 вдоль вала (фиг. 3). Между валом 5 с цилиндрической поверхностью корпуса 1 расположены поршни 11, к которым крепятся шатуны 12 при помощи гаек 13. Шатуны 12 при помощи шаровых опор 14 соединены с подвижной шайбой 15, опирающейся на косую шайбу 16, причем подвижная шайба поджата к косой накладкой 17. The shaft 5 in section 8 is made with flat surfaces 9 (Fig. 2) or with radius grooves 10 along the shaft (Fig. 3). Between the shaft 5 and the cylindrical surface of the housing 1 there are pistons 11 to which the connecting rods 12 are fastened with nuts 13. The connecting rods 12 are connected to the movable washer 15 by means of ball bearings 14, which is supported by an oblique washer 16, and the movable washer is pressed against the oblique plate 17.

На участке 18 вала 5 выполнены две поверхности в виде параллельных плоскостей, на которые опираются вкладыши 19, зафиксированные подвижно в шайбе 15. Вкладыши 19 имеют форму цилиндрических или шаровых сегментов. In the area 18 of the shaft 5, two surfaces are made in the form of parallel planes, on which the liners 19 are supported, fixed movably in the washer 15. The liners 19 are in the form of cylindrical or spherical segments.

В часть 2 корпуса ввернута гайка 20, которая подвижно соединена с косой шайбой 16. A nut 20 is screwed into part 2 of the housing, which is movably connected to the oblique washer 16.

На торце вала 5 со стороны головки 3 выполнены уплотнительные элементы 20 (фиг. 2, 3), которые замкнуты на уплотнительные элементы 21 (фиг. 6), идущие вдоль вала. At the end of the shaft 5 from the side of the head 3, sealing elements 20 (FIG. 2, 3) are made, which are closed to the sealing elements 21 (FIG. 6) running along the shaft.

Механизм газораспределения включает в себя выпускное 22 (фиг. 6) и впускное 23 окна, выполненные в стенке части 1 корпуса, к которым присоединены соответственно выпускной 24 и впускной 25 патрубки. The gas distribution mechanism includes outlet 22 (Fig. 6) and inlet 23 windows made in the wall of the housing part 1, to which outlet 24 and inlet 25 are connected, respectively.

Расстояние между краями окон 22, 23 по дуге поверхности части 1 корпуса меньше расстояния между кромками 26, 27 вала 5 в пределах полости цилиндра. Впускное окно 23 расположено первым по ходу вращения вала 5. The distance between the edges of the windows 22, 23 along the arc of the surface of the housing part 1 is less than the distance between the edges 26, 27 of the shaft 5 within the cylinder cavity. The inlet window 23 is located first along the rotation of the shaft 5.

В головке 3 установлена форсунка 28. In the head 3, the nozzle 28 is installed.

Поршневой двигатель работает следующим образом. The piston engine operates as follows.

Рассматривается вариант выполнения рабочих полостей двигателя в форме цилиндрического сегмента (фиг. 2), т. е. в двигателе имеются две цилиндрические полости некруглой формы, в которых размещаются два поршня. An embodiment of the working cavities of the engine in the form of a cylindrical segment is considered (Fig. 2), i.e., the engine has two non-circular cylindrical cavities in which two pistons are placed.

При прокручивании вала 5 (от внешнего источника) он заставляет поршни 11 совершать вращательное движение относительно оси двигателя. Одновременно, взаимодействуя с подвижной шайбой 15 через вкладыши 19, он заставляет шайбу 15 вращаться на поверхности косой шайбы 16. Вращаясь в наклонном положении, шайба 15 через шаровые опоры 14 придает поршням 11 через шатуны 12 возвратно-поступательное движение вдоль оси двигателя. When scrolling the shaft 5 (from an external source), it forces the pistons 11 to rotate about the axis of the engine. At the same time, interacting with the movable washer 15 through the liners 19, it forces the washer 15 to rotate on the surface of the oblique washer 16. Rotating in an inclined position, the washer 15 through the ball bearings 14 gives the pistons 11 through the connecting rods 12 reciprocating motion along the axis of the engine.

От смещения в сторону головки 3 (из-за наличия сил инерции) подвижная шайба 15 удерживается накладкой 17. From displacement towards the head 3 (due to the presence of inertia forces), the movable washer 15 is held by the pad 17.

Газораспределение в двигателе происходит следующим образом. The gas distribution in the engine is as follows.

При движении поршня 11 к головке 3 происходит сжатие воздуха, подача форсунок 28 порции топлива в камеру сгорания и сгорание топлива. When the piston 11 moves to the head 3, air is compressed, the nozzles 28 feed a portion of fuel into the combustion chamber and the fuel is burned.

При движении поршня к НМТ одновременно происходит его поворот по часовой стрелке (фиг. 8). Происходит открытие выпускного окна 22 поршнем 11 (фиг. 9). Затем по мере вращения вала 5 по часовой стрелке происходит открытие впускного окна 23 валом 5 (фиг. 10, 11) и осуществляется продувка полости цилиндра путем вытеснения продуктов сгорания чистым воздухом, который подается через впускное окно 23. When the piston moves to the BDC, it simultaneously rotates clockwise (Fig. 8). There is an opening of the exhaust window 22 by the piston 11 (Fig. 9). Then, as the shaft 5 rotates clockwise, the inlet window 23 opens with the shaft 5 (Fig. 10, 11) and the cylinder cavity is purged by displacing the combustion products with clean air, which is supplied through the inlet window 23.

При дальнейшем вращении вала 5 просходит закрытие выпускного окна валом и дальнейшее заполнение полости цилиндра воздухом через впускное окно 23 (фиг. 12, 13). Затем поршень 11 перекрывает впускное окно 23 и происходит сжатие воздуха в цилиндре. With a further rotation of the shaft 5, the outlet window closes with the shaft and the cylinder cavity is further filled with air through the inlet window 23 (Fig. 12, 13). Then the piston 11 closes the inlet port 23 and air is compressed in the cylinder.

В другой полости двигателя аналогичный рабочий процесс осуществляется со смещением на 180о.In another cavity of the engine, a similar working process is carried out with an offset of 180 about .

В двигателе осуществляется термодинамический двухтактный цикл двигателя внутреннего сгорания как дизеля, так и карбюраторного. A thermodynamic push-pull cycle of an internal combustion engine of both a diesel engine and a carburetor is carried out in the engine.

За один оборот вала в двигателе совершается два рабочих хода. For one revolution of the shaft, two working strokes are made in the engine.

Изменение степени сжатия достигается вращением гайки 20, которая вызывает перемещение косой шайбы 16, связанной с поршнями 11, вдоль оси двигателя, что изменяет объем камеры сгорания. The change in the compression ratio is achieved by rotating the nut 20, which causes the oblique washer 16 to be connected with the pistons 11 to move along the axis of the engine, which changes the volume of the combustion chamber.

На участке 18 вала 5 может быть выполнено несколько расположенных параллельно оси вала плоскостей, на которые опираются вкладыши 19. Причем количество плоскостей вала может быть равно или меньше количества поршней. Например, при четырех поршнях может быть выполнено две или четыре плоскости, а при трех поршнях - только три плоскости. In the area 18 of the shaft 5 can be made several parallel to the axis of the shaft planes on which the bearings 19 are supported. Moreover, the number of planes of the shaft can be equal to or less than the number of pistons. For example, with four pistons two or four planes can be made, and with three pistons only three planes can be made.

Расположение в одном цилиндрическом корпусе поршней с валом, а также механизма преобразования поступательного движения поршней во вращательное движение вала позволяет улучшить массогабаритные характеристики роторно-поршневого двигателя по сравнению с известными. (56) Авторское свидетельство СССР N 1271986, кл. F 02 B 75/32, 1983.  The location in one cylindrical body of the pistons with the shaft, as well as the mechanism for converting the translational motion of the pistons into rotational motion of the shaft, allows to improve the overall dimensions of the rotary piston engine in comparison with the known ones. (56) Copyright certificate of the USSR N 1271986, cl. F 02 B 75/32, 1983.

Claims (4)

1. ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, выходной вал, цилиндры с установленными в них поршнями, оси которых параллельны оси выходного вала, подвижную шайбу, шарнирно связанную с поршнями при помощи шатунов, косую шайбу, систему газораспределения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности, корпус выполнен с внутренней цилиндрической поверхностью, выходной вал выполнен по меньшей мере двумя радиальными перегородками, образующими с корпусом цилиндрические полости, ограниченные цилиндрическими поверхностями, направляющие которых выполнены в виде замкнутых кривых линий, а подвижная шайба шарнирно связана с валом при помощи шаровых или цилиндрических сегментов и контактирует с косой шайбой, установленной в корпусе. 1. PISTON ENGINE, comprising a housing, an output shaft, cylinders with pistons installed in them, the axes of which are parallel to the axis of the output shaft, a movable washer pivotally connected to the pistons with connecting rods, an oblique washer, a gas distribution system, characterized in that, in order to reduce dimensions and increase reliability, the casing is made with an inner cylindrical surface, the output shaft is made of at least two radial partitions, forming with the casing cylindrical cavities bounded by cylindrical surfaces s, which guides are in the form of closed curves, and the movable washer pivotally connected to the shaft by means of spherical or cylindrical segments and in contact with oblique washer mounted in the housing. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что направляющие цилиндрических поверхностей выполнены в виде сегментов. 2. The engine according to claim 1, characterized in that the guides of the cylindrical surfaces are made in the form of segments. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что косая шайба выполнена с возможностью перемещения вдоль оси вала. 3. The engine according to claim 1, characterized in that the oblique washer is movable along the axis of the shaft. 4. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что система газораспределения выполнена в виде впускного и выпускного окон, расположенных в стенке корпуса, а расстояние между ними по дуге поверхности корпуса меньше дуги, ограниченной одной полостью.  4. The engine according to claim 1, characterized in that the gas distribution system is made in the form of inlet and outlet windows located in the housing wall, and the distance between them along the arc of the housing surface is less than an arc limited to one cavity.
SU4913277 1990-12-05 1990-12-05 Piston engine RU2008477C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4913277 RU2008477C1 (en) 1990-12-05 1990-12-05 Piston engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4913277 RU2008477C1 (en) 1990-12-05 1990-12-05 Piston engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2008477C1 true RU2008477C1 (en) 1994-02-28

Family

ID=21561648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4913277 RU2008477C1 (en) 1990-12-05 1990-12-05 Piston engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2008477C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4553506A (en) Engine with rotating cylinder wall
RU2168035C2 (en) Axial piston rotary engine
US4974555A (en) Piston motor with parallel cylinders arranged around the driving shaft
RU2140551C1 (en) Engine with three operating lobes cam
US5365892A (en) Rotary internal combustion engine
US8316817B2 (en) Rotary piston engine
RU2008477C1 (en) Piston engine
JPH0711241B2 (en) Star cylinder machine
US7121252B2 (en) Dynamic journal engine
US4128084A (en) Rotary engine
US4434751A (en) Rotary piston engine
WO1997026452A1 (en) Three cycle engine
JPS6069201A (en) Internal combustion engine
US5138993A (en) Rotary wavy motion type engine
RU2125162C1 (en) Piston engine
JPH05504394A (en) A device for achieving four-cycle operation of an internal combustion engine, etc. by a single rotation of the crankshaft.
RU2829558C1 (en) Internal combustion engine
RU2062326C1 (en) Piston engine
RU2133848C1 (en) Power plant
RU226493U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE
US2864348A (en) Rotary internal combustion engine
RU2092697C1 (en) Piston engine
RU2076925C1 (en) Internal combustion engine
JPS6282236A (en) Opposed-piston type coaxial engine
RU2182240C2 (en) Slider internal combustion engine