RU2539230C1 - Two-piston engine - Google Patents
Two-piston engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539230C1 RU2539230C1 RU2013154916/06A RU2013154916A RU2539230C1 RU 2539230 C1 RU2539230 C1 RU 2539230C1 RU 2013154916/06 A RU2013154916/06 A RU 2013154916/06A RU 2013154916 A RU2013154916 A RU 2013154916A RU 2539230 C1 RU2539230 C1 RU 2539230C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pistons
- crankshafts
- check valve
- con
- rods
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.Refers to mechanical engineering, namely to internal combustion engines.
На сегодняшний день предложено огромное разнообразие конструкций двигателей внутреннего сгорания с различным исполнением образующих расширительную камеру рабочих органов. Из них можно вычленить небольшую группу, отличающуюся встречным расположением двух поршней в одном цилиндре. Основное преимущество таких моторов состоит в увеличении удельной мощности и снижении вибраций за счет противофазного движения поршней [1]. Однако неизбежное усложнение конструкции не компенсируется получаемыми выгодами.To date, a huge variety of designs of internal combustion engines with various designs of the working bodies forming the expansion chamber has been proposed. A small group can be distinguished from them, characterized by the opposing arrangement of two pistons in one cylinder. The main advantage of such motors is to increase the specific power and reduce vibrations due to the out-of-phase movement of the pistons [1]. However, the inevitable complexity of the design is not compensated by the benefits.
Есть примеры неординарного подхода в данном направлении, где с целью упрощения газораспределения движение поршней осуществляется по сложному закону, задаваемому их сопряжением с коленчатым валом через промежуточные элементы [2]. Существенным недостатком такого технического решения являются повышенные требования к прочности упомянутых промежуточных элементов, испытывающих ударные нагрузки от поршня.There are examples of an extraordinary approach in this direction, where, in order to simplify gas distribution, the movement of pistons is carried out according to a complex law defined by their conjugation with the crankshaft through intermediate elements [2]. A significant drawback of this technical solution is the increased strength requirements of the said intermediate elements experiencing shock loads from the piston.
Задачей предлагаемого изобретения была разработка предельно простого двигателя внутреннего сгорания с парным размещением поршней в цилиндрах без принудительной системы газораспределения.The objective of the invention was to develop an extremely simple internal combustion engine with a pair of pistons in cylinders without a forced gas distribution system.
В качестве прототипа был взят простейший бесклапанный двигатель с расположением двух поршней в одном цилиндре [3].As a prototype was taken the simplest valveless engine with the location of two pistons in one cylinder [3].
Суть изобретения проиллюстрирована на фиг.1, где показаны разные стадии работы двигателя, а снизу обозначены основные элементы. Свеча зажигания 1 пропущена сквозь стенку корпуса 2 до цилиндрической полости, с торцов которой вставлены поршни 3 и 4, шарнирно соединенные с шатунами 5 и 6, у которых через отверстия на концах проходят коленчатые валы 7 и 8, связанные между собой механической передачей (не показано), позволяющей поршням 3 и 4 двигаться только в одинаковом направлении: оба вправо или оба влево. В корпусе имеются впускные и выпускные окна, соответственно соединяющие указанную полость через обратный клапан 9 с каналом подачи горючей смеси 10 и через обратный клапан 11 с выхлопным каналом 12.The essence of the invention is illustrated in figure 1, which shows the different stages of the engine, and the bottom indicates the main elements. The spark plug 1 is passed through the wall of the housing 2 to a cylindrical cavity, from the ends of which are inserted pistons 3 and 4, articulated with connecting rods 5 and 6, in which crankshafts 7 and 8 are connected through openings at the ends, interconnected by a mechanical transmission (not shown ), allowing pistons 3 and 4 to move only in the same direction: both to the right or both to the left. The housing has inlet and outlet windows, respectively, connecting the specified cavity through the check valve 9 with the feed channel of the combustible mixture 10 and through the check valve 11 with the exhaust channel 12.
Устройство работает следующим образом. При условно исходном угле синхронного поворота коленчатых валов φ=0° поршни 3 и 4 находятся в крайних левых положениях, и между ними остается незначительный промежуток. При повороте коленчатых валов 7 и 8 по часовой стрелке поршни движутся вправо, а углы наклона шатунов 5 и 6 возрастают. Это ведет к укорочению их горизонтальных проекций и, как следствие, относительному расхождению поршней. Возникающее разрежение открывает клапан 9 для поступления горючей смеси из канала 10. Происходит такт «Впуск», заканчивающийся при φ=90°, когда ширина промежутка достигает максимального значения.The device operates as follows. With the conditionally initial angle of synchronous rotation of the crankshafts φ = 0 °, the pistons 3 and 4 are in the extreme left positions, and there is a slight gap between them. When turning the crankshafts 7 and 8 clockwise, the pistons move to the right, and the tilt angles of the connecting rods 5 and 6 increase. This leads to a shortening of their horizontal projections and, as a consequence, the relative divergence of the pistons. The resulting vacuum opens the valve 9 for the flow of the combustible mixture from the channel 10. There is a stroke "Inlet", ending at φ = 90 °, when the gap width reaches its maximum value.
При последующем повороте коленчатых валов поршни продолжают движение вправо, но уже приближаясь друг к другу и сжимая горючую смесь. Происходит такт «Сжатие», заканчивающийся при φ=180°, что соответствует крайним правым положениям поршней. Полость между поршнями оказывается напротив свечи 1, которая воспламеняет горючую смесь, приводя к резкому росту давления образовавшихся продуктов сгорания. Очевидно, что в простейшем случае искровое напряжение может подаваться непрерывно.With the subsequent rotation of the crankshafts, the pistons continue to move to the right, but already approaching each other and compressing the combustible mixture. The “Compression” stroke occurs, ending at φ = 180 °, which corresponds to the extreme right positions of the pistons. The cavity between the pistons is opposite the candle 1, which ignites the combustible mixture, leading to a sharp increase in pressure of the resulting combustion products. Obviously, in the simplest case, spark voltage can be applied continuously.
Из общих принципов механики следует, что хотя газы и давят на оба поршня, они обязаны изменять состояние системы в направлении увеличения объема, т.е. расширения промежутка между поршнями, которое как раз и начинается после прохождения крайних правых положений. Данное утверждение легко доказать, подробно рассматривая разницу действующих на коленчатые валы вращательных моментов. Происходит такт «Рабочий ход», заканчивающийся при φ=270°, когда достигается второй максимум относительного расхождения поршней.From the general principles of mechanics it follows that although gases press on both pistons, they are obliged to change the state of the system in the direction of increasing volume, i.e. widening the gap between the pistons, which just begins after passing the extreme right positions. This statement is easy to prove by examining in detail the difference in the torque acting on the crankshafts. There is a stroke "stroke", ending at φ = 270 °, when the second maximum of the relative divergence of the pistons is reached.
Затем при повороте до φ=360° (что эквивалентно φ=0°) происходит «Выпуск». Сжимаемые между поршнями газы открывают клапан 11 и уходят в выхлопной канал 12.Then, when turning to φ = 360 ° (which is equivalent to φ = 0 °), “Release” occurs. Compressed gases between the pistons open the valve 11 and go into the exhaust channel 12.
Таким образом, один возвратно-поступательный цикл движения поршней охватывает четыре стандартных такта традиционного двигателя внутреннего сгорания. Для большей наглядности на фиг.2 изображены изменения горизонтальных координат x внутренних краев левого (Л) и правого (П) поршней во всем диапазоне углов φ.Thus, one reciprocating piston cycle covers four standard strokes of a traditional internal combustion engine. For greater clarity, figure 2 shows the changes in horizontal coordinates x of the inner edges of the left (L) and right (P) pistons in the entire range of angles φ.
Если радиус кривошипа у правого коленчатого вала сделать больше, чем у левого, то легко задать очень близкое схождение поршней в крайних левых положениях независимо от размера промежутка между ними в крайних правых положениях (фиг.3). Это позволяет обеспечить предельно возможную полноту всасывания и выпуска.If the radius of the crank at the right crankshaft is greater than that at the left, it is easy to set a very close convergence of the pistons in the extreme left positions, regardless of the size of the gap between them in the extreme right positions (Fig. 3). This allows you to ensure the maximum possible completeness of absorption and release.
Введением небольшого отставания по углу правого коленчатого вала от левого можно сделать так, что степень расширения при рабочем ходе будет больше, чем степень сжатия горючей смеси. Это видно на фиг.4, где отставание составляет 10°, а угол φ относится к левому валу. Данное обстоятельство дает возможность увеличить КПД двигателя.By introducing a slight lag in the angle of the right crankshaft from the left, it can be done so that the degree of expansion during the stroke is greater than the compression ratio of the combustible mixture. This can be seen in figure 4, where the lag is 10 °, and the angle φ refers to the left shaft. This circumstance makes it possible to increase the efficiency of the engine.
Горючая смесь образуется в карбюраторе или смесителе для газообразного топлива. Выхлопной канал соединен с выхлопной трубой. В корпусе двигателя можно расположить ряд цилиндрических полостей, окруженных единой рубашкой жидкостного охлаждения. Для них будут общими канал подачи горючей смеси, выхлопной канал и коленчатые валы. Вращение коленчатых валов может быть не только одинаковым (как показано на фиг.1), но и противоположным при условии совпадения моментов горизонтального расположения каждой пары шатунов (за вычетом возможного отставания).The combustible mixture is formed in a carburetor or mixer for gaseous fuels. The exhaust channel is connected to the exhaust pipe. A series of cylindrical cavities surrounded by a single liquid cooling jacket can be arranged in the engine housing. For them, the channel for supplying the combustible mixture, the exhaust channel and crankshafts will be common. The rotation of the crankshafts can be not only the same (as shown in figure 1), but also the opposite, provided that the moments of the horizontal arrangement of each pair of connecting rods coincide (minus the possible lag).
Отсутствие принудительной системы газораспределения приводит к значительному снижению уровня шума, повышению надежности и упрощению эксплуатации двигателя.The absence of a forced gas distribution system leads to a significant reduction in noise levels, increased reliability and simplified engine operation.
Технический результат изобретения заключается в простоте, экономичности, высокой надежности и низком уровень шума.The technical result of the invention is simplicity, economy, high reliability and low noise.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №1308400 от 01.07.1919 г.1. US patent No. 1308400 from 01.07.1919
2. Патент РФ №2009347 от 16.07.1990 г.2. RF patent No. 2009347 of July 16, 1990.
3. Патент США №898913 от 15.09.1908 г.3. US Patent No. 898913 of September 15, 1908.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154916/06A RU2539230C1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Two-piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154916/06A RU2539230C1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Two-piston engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2539230C1 true RU2539230C1 (en) | 2015-01-20 |
Family
ID=53288461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013154916/06A RU2539230C1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Two-piston engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2539230C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632355C2 (en) * | 2016-02-24 | 2017-10-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Internal combustion engine |
RU2632357C2 (en) * | 2016-02-24 | 2017-10-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Internal combustion engine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2345056A (en) * | 1941-12-04 | 1944-03-28 | Mallory Marion | Internal combustion engine |
US3312206A (en) * | 1964-12-09 | 1967-04-04 | Radovic Dusan | Reciprocating engines |
US3485221A (en) * | 1967-12-11 | 1969-12-23 | Ralph S Feeback | Omnitorque opposed piston engine |
RU2246629C2 (en) * | 2002-12-31 | 2005-02-20 | Усенков Сергей Степанович | Method of optimization of operation of internal combustion engine and engine for inplementing the method |
RU131086U1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-08-10 | Андрей Алексеевич Абашев | PISTON ENGINE |
-
2013
- 2013-12-10 RU RU2013154916/06A patent/RU2539230C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2345056A (en) * | 1941-12-04 | 1944-03-28 | Mallory Marion | Internal combustion engine |
US3312206A (en) * | 1964-12-09 | 1967-04-04 | Radovic Dusan | Reciprocating engines |
US3485221A (en) * | 1967-12-11 | 1969-12-23 | Ralph S Feeback | Omnitorque opposed piston engine |
RU2246629C2 (en) * | 2002-12-31 | 2005-02-20 | Усенков Сергей Степанович | Method of optimization of operation of internal combustion engine and engine for inplementing the method |
RU131086U1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-08-10 | Андрей Алексеевич Абашев | PISTON ENGINE |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632355C2 (en) * | 2016-02-24 | 2017-10-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Internal combustion engine |
RU2632357C2 (en) * | 2016-02-24 | 2017-10-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Internal combustion engine |
RU2632357C9 (en) * | 2016-02-24 | 2018-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7383797B2 (en) | Double piston cycle engine | |
CN105683527B (en) | Internal combustion engine | |
RU2539230C1 (en) | Two-piston engine | |
RU2400115C1 (en) | Female part of button fastener | |
CN111788376B (en) | Internal combustion engine | |
RU2593858C1 (en) | Combined rotary piston internal combustion engine | |
US20110083644A1 (en) | Engine Having Opposed Pistons and Opposed Cylinders and Side Dual Power Output Shafts | |
RU2665766C2 (en) | One-stroke internal combustion engine | |
CN202926462U (en) | Internal combustion engine | |
US11078836B1 (en) | System and method of reciprocating piston engine, multi-fuel piston engine | |
RU2712564C1 (en) | Internal combustion engine | |
CN210317486U (en) | Cylinder-aligning engine | |
RU2606299C1 (en) | Four-stroke rotary piston engine | |
RU2633473C2 (en) | Multicylinder free-piston engine-compressor unit | |
RU173896U1 (en) | Free-piston two-stroke hydraulic pump engine | |
EP2088283A1 (en) | Reciprocating rotary internal combustion engine | |
US11970968B1 (en) | MHMF alternating internal combustion engine | |
RU2496014C2 (en) | Engine with offset crank gear | |
CN201013447Y (en) | Double-shaft compression-ignition separate cylinder type rotary-piston explosive motor | |
RU2444635C2 (en) | Rotary engine | |
RU2747244C1 (en) | Four-cylinder internal combustion engine with the addition of the fifth stroke | |
RU2466284C1 (en) | Opposed internal combustion engine | |
RU2326249C2 (en) | Engine | |
RU145281U1 (en) | ROTOR-PISTON ENGINE | |
RU2532734C1 (en) | Four-stroke diesel engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151211 |