RU134996U1

RU134996U1 - "NORMAS - MX-43" INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU134996U1
Application number: RU2012154475/06U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Дмитриевич Норкин; Лариса Сергеевна Маситина; Кристина Анатольевна Норкина; Юрий Эдуардович Багдасаров; Максим Николаевич Смирнов; Анатолий Николаевич Юдин
Original assignee: Анатолий Дмитриевич Норкин; Лариса Сергеевна Маситина; Кристина Анатольевна Норкина; Юрий Эдуардович Багдасаров; Максим Николаевич Смирнов; Анатолий Николаевич Юдин
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2013-11-27

Abstract

1. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС), включающий сборный из модулей неподвижный корпус, кривошипно-шатунные механизмы (КШМ), узлы сочленения с валом отбора мощности, отличающийся тем, что оборудован не менее, чем одной парой модулей, с двумя одинаковыми по размерам в одном модуле сдвоенными поршнями двухстороннего действия и двухсторонним расположением шаровых узлов сочленения с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом двигателя, и которые при встречном линейном перемещении навстречу друг другу образуют одновременно две камеры сгорания, которые оснащены форсункой или свечей, последние, в свою очередь, является составной частью и встроены в устройство для впуска компонентов продувки или топливной смеси, имеющее цилиндрическую форму, оборудованное краном регулирования и окнами пропуска компонентов продувки или топливной смеси, когда сдвоенные поршни перемещаются к центру камеры сгорания, причем внутри каждого сдвоенного поршня размещен цилиндрический по форме дополнительный подпружиненный поршень, связанный подвижной тягой с золотником, шаровым узлом сочленения и шатуном с коленчатым валом и имеющий возможность ограниченного перемещения, когда расчетное давление газов в камере сгорания проходя через окно преодолевает усилие пружины внутреннего дополнительного поршня, а когда сдвоенные поршни перемещаются от центра камеры сгорания полости сечения выхлопных окон через перепускной газоход соединяются со сдвоенными в центре полостями продолженного расширения двухлопастных роторов, причем вращающие лопасти роторов соосно соединены и синхронно вращаются с коленчатым валом двигателя, обес�1. An internal combustion engine (ICE), which includes a fixed assembly assembled of modules, crank mechanisms (KShM), articulation units with a power take-off shaft, characterized in that it is equipped with at least one pair of modules, with two identical in size one module with double-acting double-acting pistons and double-sided arrangement of ball joint assemblies with a deaxial crank mechanism of the engine, and which, when counter-linearly moved towards each other, form two chambers simultaneously with gorania, which are equipped with a nozzle or candles, the latter, in turn, is an integral part and is built into the device for the intake of the components of the purge or fuel mixture, having a cylindrical shape, equipped with a control valve and the passage windows of the components of the purge or fuel mixture, when the twin pistons move to the center of the combustion chamber, and inside each twin piston there is a cylindrical-shaped additional spring-loaded piston connected by a movable rod to the spool, the ball joint is articulated a connecting rod with a crankshaft and having the possibility of limited movement when the calculated gas pressure in the combustion chamber passing through the window overcomes the spring force of the internal additional piston, and when the twin pistons move from the center of the combustion chamber of the section of the exhaust windows through the bypass duct connect to the twin in the center cavities of the continued expansion of two-bladed rotors, and the rotor rotor blades are coaxially connected and synchronously rotate with the crankshaft of the engine,

Description

Полезная модель относится к энергомашиностроению, в частности к объемному двигателю внутреннего сгорания (ДВС), оснащенному устройствами, которые улучшают преобразование тепловой энергии и может быть использован в качестве стационарной или транспортной силовой установки, а при наличии встроенной обмотки в районе движущихся частей двигателя является и источником электрической энергии т.е. - генератором, а при определенных небольших изменениях в конструкции возможен перевод его работы в режим компрессора-устройства для создания избыточного давления рабочего тела или детандера-устройства для редукции давления рабочего тела и попутного получения мощности на выходном валу.The utility model relates to power engineering, in particular to a volumetric internal combustion engine (ICE), equipped with devices that improve the conversion of thermal energy and can be used as a stationary or transport power plant, and if there is a built-in winding in the area of the moving engine parts, it is also a source electrical energy i.e. - a generator, and with certain small changes in the design, it is possible to transfer its operation to the compressor-device mode to create an excess pressure of the working fluid or an expander-device to reduce the pressure of the working fluid and simultaneously obtain power on the output shaft.

Уровень техники.The level of technology.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному ДВС, то есть прототипом, является двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере одну пару цилиндров с возвратно-поступательно движущимися поршнями и головку, в которой размещен один, периодически сообщающийся с цилиндрами, газораспределительный цилиндрический золотник, снабженный общей для обоих цилиндров камерой сгорания и кинематически связанный с валом отбора мощности при этом для обеспечения продолженного расширения продуктов сгорания, цилиндры выполнены разного объема, причем цилиндр меньшего объема снабжен воздуховпускными органами, а цилиндр большего объема - газовыпускными, и кривошип коленчатого вала цилиндра меньшего объема смещен в сторону опережения по ходу вращения коленчатого вала на 9-72* относительно кривошипа цилиндра большего объема (авт. свид. СССР №828780, кл. F02B 41/02, опубл. 07.04.82 г. бюллетень №13).The closest set of essential features to the declared ICE, that is, the prototype, is an internal combustion engine containing at least one pair of cylinders with reciprocating pistons and a head in which there is one gas-distributing cylindrical spool, periodically connected to the cylinders, equipped with a common combustion chamber for both cylinders and kinematically connected to the power take-off shaft while ensuring continued expansion of the combustion products, the cylinders are made of different volumes, with a cylinder of smaller volume equipped with air inlets and a cylinder of larger volume with gas outlets, and the crankshaft crank of the cylinder of smaller volume is shifted in the direction of advance in the direction of rotation of the crankshaft by 9-72 * relative to the crank of the cylinder of larger volume (auth. USSR No. 828780, class F02B 41/02, published on 07/07/82, Bulletin No. 13).

Недостатками выбранного двигателя - прототипа, являются то, что при продолженном расширении продуктов сгорания в.цилиндрах разного объема не получается полностью, наиболее направленно реализовать преимущества, которые связаны с использованием ДВС с разделенным термодинамическим циклом, а также и то, что в нем, как правило, не происходит улучшения процессов сгорания, повышения мощности и крутящего момента без увеличения рабочего объема, а если и происходит, то по весьма малоэффективному пути - за счет увеличения частоты вращения вала, или с применением дорогостоящих редукторов, а не за счет прямого увеличения крутящего момента после каждого рабочего цикла, как в заявленной конструкции двигателя.The disadvantages of the selected engine - the prototype, are that with the continued expansion of the combustion products in cylinders of different volumes it is not possible to fully realize the advantages that are associated with the use of ICE with a divided thermodynamic cycle, as well as the fact that it usually , there is no improvement in the combustion processes, increase in power and torque without increasing the working volume, and if it does, then along a very ineffective path - by increasing the speed of the shaft, or using expensive gearboxes, and not due to a direct increase in torque after each duty cycle, as in the claimed engine design.

В качестве прототипа конструкции применяемого ротора принят самый известный, самый древний и самый простой тип роторного нагнетателя, известный человечеству как нагнетатель Roots, запатентованный братьями Филандером и Фрэнсисом Руте еще в далеком I860 году, прототип которого легко усматривается и в патенте нагнетателя собственного производства немецкого инженера Геттлиб Даймлера, что в 1900 году был установлен на серийном автомобиле Daimler-Benz. Очень похожие конструкции нагнетателя Roots просматривается и в уже современном ротационном счетчике газа марки РТК-Ех с двумя восьмиобразными роторами, а также и в роторном компрессоре, объемных нагнетателях, вакуум-насосах, механических насосах серии ДВН или как их часто за рубежом называют - насосы Рутса. Суть работы нагнетателей состоит в следующем: внутри корпуса, составленного из двух полуцилиндров, вращаются в противоположных направлениях два двухлопастных ротора и «засасывают» воздух или другой компонент через входное отверстие, одновременно проталкивая эти потоки в так называемый распределительный отсек, обеспечивая при этом высокую производительность насоса, причем при этом между корпусом и лопастями выдерживаются минимальные зазоры и почти полностью отсутствует трение.The most famous, oldest and simplest type of rotary supercharger, known to mankind as the Roots supercharger, patented by the brothers Filander and Francis Ruthe in the distant I860, a prototype of which is easily seen in the patent of the supercharger of its own production by the German engineer Gettlieb, was adopted as a prototype of the design of the rotor used. Daimler that in 1900 was installed on a Daimler-Benz production car. Very similar designs of the Roots supercharger can be seen in the already modern rotary gas meter of the RTK-Ex brand with two eight-shaped rotors, as well as in a rotary compressor, volumetric superchargers, vacuum pumps, mechanical pumps of the DVN series, or as they are often called abroad - Roots pumps . The essence of the operation of the superchargers is as follows: inside the casing, made up of two half-cylinders, two two-bladed rotors rotate in opposite directions and “suck” air or another component through the inlet, while pushing these flows into the so-called distribution compartment, while ensuring high pump performance moreover, minimal gaps between the body and the blades are maintained and friction is almost completely absent.

Раскрытие полезной модели.Disclosure of a utility model.

Конструкция заявленного двигателя основана на том, что энергия сгорания топливной смеси максимально эффективно преобразуется во вращение одного вала отбора мощности. Задачей при разработке и технически грамотном конструировании предложенной полезной модели заявленного ДВС выбраны критерии, которые при большем крутящем моменте на валу отбора мощности, причем после каждого рабочего хода, обеспечивают и лучшую равномерность вращения, надежность, технологическую простоту сборки и компактность конструкции.The design of the claimed engine is based on the fact that the energy of combustion of the fuel mixture is converted as efficiently as possible into the rotation of one power take-off shaft. The task in the development and technically competent construction of the proposed utility model of the declared ICE was selected criteria that, with greater torque on the power take-off shaft, and after each working stroke, provide better uniformity of rotation, reliability, technological simplicity of assembly and compact design.

Крутящий момент является важнейшим эффективным динамическим показателем и характеризует тяговые возможности двигателя. Он представляет собой произведение многих результирующих сил - среднего эффективного давления сгорания топлива, геометрических величин активной площади рабочего объема, трения, инерции, коэффициента тактности, частоты вращения и т.д., умноженное на радиус их приложения, который создает рабочий орган ДВС и передает его на вал отбора мощности двигателя. Понятно, что крутящий момент создается не постоянно, а только в период действия этой силы, то есть во время и после рабочего хода, если, конечно, продолжается действие этой силы.Torque is the most important effective dynamic indicator and characterizes the traction capabilities of the engine. It is a product of many resulting forces - the average effective pressure of fuel combustion, the geometric values of the active area of the working volume, friction, inertia, the cycle coefficient, speed, etc., multiplied by the radius of their application, which creates the internal combustion engine working body and transfers it to the engine power take-off shaft. It is clear that the torque is not created constantly, but only during the period of action of this force, that is, during and after the working stroke, unless, of course, the action of this force continues.

Крутящий момент и мощность двигателя - два разных и порой несовместимых понятия. Мощность достаточно условный параметр, который отображает полезную работу, совершаемую газами при расширении в цилиндрах двигателя в единицу времени за вычетом затрат на преодоление сил трения и приведение в действие вспомогательных механизмов. Если попробовать объяснять совсем просто, то крутящий момент - это то, что на самом деле толкает машину вперед, а мощность - это то, что этот крутящий момент производит.Torque and engine power are two different and sometimes incompatible concepts. Power is a rather conditional parameter that displays the useful work done by gases when expanding in the engine cylinders per unit of time minus the cost of overcoming the friction forces and activating auxiliary mechanisms. If you try to explain quite simply, then the torque is what actually drives the car forward, and the power is what this torque produces.

В двигателях, чтобы получить максимальный крутящий момент, необходимо и увеличение активной площади движущих элементов ДВС, воспринимающих попутное давление от расширения выхлопных газов и одновременно минимизация неактивной площади газоходов, при этом в двигателе полностью сохраняется отлаженная термодинамика проходящих процессов, а введение эффективных устройств, идей и элементов реализует технический аспект в заявленном ДВС наиболее полно.In order to obtain maximum torque in engines, it is also necessary to increase the active area of the internal combustion engine moving elements, which perceive associated pressure from the expansion of exhaust gases and at the same time minimize the inactive area of the gas ducts, while the engine maintains the well-functioning thermodynamics of the processes that take place, and the introduction of effective devices, ideas and elements implements the technical aspect in the declared ICE most fully.

В основу полезной модели поставлена техническая задача повышения эффективности работы двигателя, когда не только введение новых элементов в конструкцию, но и создание новых совмещенных связей между существующими элементами конструкции, обеспечивают полезную многофункциональность при протекании термодинамических процессов в ДВС, а также осуществляется более полное удаления продуктов сгорания, причем также после каждого рабочего хода и при ярко выраженной тенденции увеличения активной площади движущих элементов конструкции по ходу движения выхлопных газов.The utility model is based on the technical task of increasing engine efficiency, when not only the introduction of new elements into the structure, but also the creation of new combined links between existing structural elements, provide useful multifunctionality during thermodynamic processes in internal combustion engines, as well as more complete removal of combustion products , and also after each working stroke and with a pronounced tendency to increase the active area of the moving structural elements along the way movement of exhaust gases.

Поставленная техническая задача предопределило и выбор именно двухтактного ДВС со встречно движущимися поршнями, где усилие, необходимое для получения крутящего момента, создается после каждого второго хода поршня. Известно, что при понижении или повышении оборотов бензиновых ДВС эффективное давлении, а значит и крутящий момент будет всегда уменьшаться из-за ухудшения условий газообмена. Дизель же работает в диапазоне средних оборотов коленчатого вала, когда эффективное давление достигает своего максимума - то есть дизельный вариант будет более оптимальным. Отличительной особенностью дизеля является и впрыск топливной смеси растянутый по времени относительно угла поворота коленчатого вала, что тоже неплохо для протекания термодинамического процесса в двигателе. Наличие в заявленной конструкция ДВС «НОРМАС-МХ-43» новых конструктивных элементов, их взаимосвязь и взаиморасположение, обеспечивают полезной модели ДВС получение необходимых технических результатов, но об этом ниже.The stated technical task also predetermined the choice of a two-stroke ICE with counter-moving pistons, where the force required to obtain torque is created after every second piston stroke. It is known that when lowering or increasing the speed of gasoline ICEs, the effective pressure, and therefore the torque will always decrease due to the deterioration of gas exchange conditions. A diesel engine works in the medium speed range of the crankshaft when the effective pressure reaches its maximum - that is, the diesel version will be more optimal. A distinctive feature of the diesel engine is the injection of the fuel mixture extended in time relative to the angle of rotation of the crankshaft, which is also good for the thermodynamic process in the engine. The presence in the claimed design of the ICE "NORMAS-MX-43" of new structural elements, their relationship and relative position, provide a useful model of ICE to obtain the necessary technical results, but more on that below.

Решением поставленной технической задачи является ДВС, включающий сборный из модулей неподвижный корпус, кривошипно-шатунные механизмы (КШМ), узлы сочленения с валом отбора мощности при этом ДВС оборудован не менее, чем одной парой модулей, с двумя одинаковыми по размерам в одном модуле сдвоенными поршнями двухстороннего действия и двухсторонним расположением шаровых узлов сочленения с дезаксиальным кривошипно шатунным механизмом двигателя и которые при встречном линейном перемещении навстречу друг другу образуют одновременно две камеры сгорания, которые оснащены форсункой или свечей, последние в свою очередь является составной частью и встроены в устройство для впуска компонентов продувки или топливной смеси, имеющее цилиндрическую форму, и оборудованные краном регулирования и окнами пропуска компонентов продувки или топливной смеси, когда сдвоенные поршни перемещаются к центру камеры сгорания с точкой 2, причем внутри сдвоенного поршня размещен цилиндрический по форме дополнительный подпружиненный поршень, связанный подвижной тягой с золотником, шаровым узлом сочленения и шатуном с коленчатым валом и имеющий возможность ограниченного перемещения, когда расчетное давление газов в камере сгорания преодолевает усилие пружины внутреннего дополнительного поршня, а когда сдвоенные поршни перемещаются от центра камеры сгорания с точкой 2, полости сечения выхлопных окон через перепускной газоход соединяются с конструктивно сдвоенными в центре с точкой 0 полостями продолженного расширения двухлопастных роторов, причем вращающие лопасти роторов соосно соединены и синхронно вращаются с коленчатым валом двигателя, обеспечивая суммирование от продолженного расширения выхлопных газов в роторах дополнительного крутящего момента, причем после каждого рабочего цикла.The solution to the technical problem is an internal combustion engine, including a modular fixed housing, crank mechanisms, crank assemblies with a power take-off shaft, while the internal combustion engine is equipped with at least one pair of modules, with two twin pistons of the same size in one module double-acting and double-sided arrangement of spherical knots of articulation with a deaxial crank mechanism of the engine and which, when counter-linearly moved towards each other, form two combustion measures that are equipped with a nozzle or candles, the latter, in turn, is an integral part and is built into the device for the intake of purge or fuel mixture components, having a cylindrical shape, and equipped with a control valve and passage windows for the purge components or fuel mixture, when the twin pistons move to the center of the combustion chamber with a point 2, and inside the twin piston there is a cylindrical-shaped additional spring-loaded piston connected by a movable rod to a spool, a ball assembly m of articulation and a connecting rod with a crankshaft and having the possibility of limited movement, when the calculated gas pressure in the combustion chamber overcomes the spring force of the internal additional piston, and when the twin pistons move from the center of the combustion chamber with point 2, the cavity sections of the exhaust windows are connected to the structurally through the gas duct double in the center with a point 0 cavities of the continued expansion of the two-bladed rotors, and the rotor blades of the rotors are coaxially connected and synchronously rotate from the crankshaft m by the motor shaft, providing summation from the continued expansion of exhaust gases in the rotors of additional torque, and after each working cycle.

Для обеспечения равномерности вращения ДВС снабжен парным количеством модулей, причем кинематика и геометрическое расположение осей и элементов первого из пары модулей выполнено как зеркальное отображение второго из пары, а двухтактные термодинамические циклы, проходящие в них в этот момент обратно противоположны.To ensure uniform rotation of the internal combustion engine is equipped with a pair of modules, and the kinematics and geometric arrangement of the axes and elements of the first of the pair of modules is made as a mirror image of the second of the pair, and the push-pull thermodynamic cycles passing through them at this moment are opposite.

Технический результат заключается в создании конструкции ДВС с более эффективным преобразованием тепловой энергии в механическую работу, когда за счет реализации конструктивных решений и не только, происходит увеличение крутящего момента, причем после каждого рабочего цикла, имея при этом лучшую равномерность вращения, необходимый диапазон экологичности и уровень шума при работе, технологически простых решениях при сборке.The technical result consists in creating an ICE design with more efficient conversion of thermal energy into mechanical work, when due to the implementation of design solutions and not only there is an increase in torque, and after each working cycle, while having better uniformity of rotation, the required range of environmental friendliness and level noise at work, technologically simple assembly decisions.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На фиг.1-6 представлена принципиальная кинематическая и конструктивная схема сборки ДВС «НОРМАС-МХ-43». С целью упрощения пояснений взаимодействия деталей и элементов, входящих в послойный разрез, а также для краткого описания взаимосвязи и последовательности их соосного расположения при сборке и предопределило введение в данное описание ДВС - модулей с присвоением им соответствующей маркировки.Figure 1-6 presents the basic kinematic and structural diagram of the assembly of the engine NORMAS-MX-43. In order to simplify the explanations of the interaction of parts and elements included in a layered section, as well as to briefly describe the relationship and the sequence of their coaxial arrangement during assembly, it predetermined the introduction of ICE modules into this description with the appropriate marking.

Введение в описание модулей определяется устойчивой совокупностью похожих свойств, стоящих при конструировании заявленного ДВС и позволило при наборе необходимой выходной мощности и крутящего момента обеспечить оптимальный вариант компоновки на любом современном моторном заводе, сохраняя при этом без особых изменений технологию сборки, инфраструктуру и квалификацию персонала.The introduction to the description of the modules is determined by a stable set of similar properties that are involved in the design of the declared ICE and, when selecting the required output power and torque, it was possible to provide the optimal layout option in any modern engine plant, while maintaining the assembly technology, infrastructure and personnel qualifications without any changes.

Самым существенным в заявленной конструкции двигателя внутреннего сгорания является, конечно, вписанная в его кинематическую схему конструкция сдвоенных поршней 4, которые своей конструктивной поверхностью при возвратно-поступательном движении обеспечивают протекание необходимых термодинамических процессов сразу в двух камерах сгорания с центром в точке 2. Сдвоенные поршни 4 двухстороннего действия, так как в работе задействованы обе стороны конструктивной поверхности поршня, при этом каждый сдвоенный поршень 4 имеет двухстороннее расположение шаровых узлов 12 сочленения с дезаксиальными (величина дезаксажа - e) КШМ двигателя.The most significant in the claimed design of the internal combustion engine is, of course, the design of the twin pistons 4 inscribed in its kinematic diagram, which, with its structural surface during reciprocating motion, provides the necessary thermodynamic processes in two combustion chambers at once with the center at point 2. Twin pistons 4 double-acting, since both sides of the piston’s structural surface are involved, each twin piston 4 having a double-sided aspolozhenie ball joint assemblies 12 with dezaksialnymi (dezaksazha value - e) of the engine crank.

Нагрузки, которые появляются при работе данного ДВС от элементов шатунно поршневой группы передаются дезаксиальному КШМ в основном через обоймы с шариками 3 качения, которые располагаются во встроенных в корпус каретках или в направляющих дорожках качения (на фиг.1-6 не обозначены, а лишь условно увеличен размер зазора), причем, чем диаметр шариков 3 качения меньше, тем меньше и площадь контакта, и меньше потери на трение. Заметим, что компоновка данного ДВС такова, что позволило значительно снизить площадь уплотнений 11, при этом даже возможные перетекание рабочего тела во внутрикартерный объем минимальны и не так существенны для создания необходимой компрессии.The loads that appear during operation of this internal combustion engine from the connecting rod-piston group elements are transferred to the deaxial crankshaft mainly through cages with rolling balls 3, which are located in the carriages integrated in the housing or in the guiding raceways (not shown in Figs. 1-6, but only conditionally the size of the gap is increased), and the smaller the diameter of the rolling balls 3, the smaller the contact area and less friction loss. Note that the layout of this ICE is such that it allowed to significantly reduce the area of seals 11, while even possible overflow of the working fluid into the intracranial volume is minimal and not so essential to create the necessary compression.

А если как-то попробовать перенести аналогию работы керамических прокладок, что расположены в различного рода кранах под давлением на наш случай, то увидим, что более предпочтительнее, чтобы в поперечном сечении сдвоенные поршни 4 имели полуцилиндрическую форму исполнения с плоскими боковыми поверхностями, данная форма оптимально обеспечивает разделение термодинамического цикла, протекающего сначала в камерах сгорания двигателя, а затем в сдвоенных в центре с точкой 0 полостях продолженного расширения роторов 8.And if you somehow try to transfer the analogy of the work of ceramic gaskets, which are located in various types of valves under pressure, to our case, we will see that it is more preferable that the double pistons 4 in the cross section have a semi-cylindrical shape with flat side surfaces, this shape is optimal provides a separation of the thermodynamic cycle, which occurs first in the combustion chambers of the engine, and then in the doubled in the center with a point 0 cavities of the continued expansion of the rotors 8.

Как для целей центровки, так и для смягчения жесткого импульса выхода элементов КШМ из сектора «мертвых» углов сдвоенный поршень 4 оснащен внутренним цилиндрическим по форме дополнительным подпружиненным поршнем 14, размещенным внутри тела данных сдвоенных поршней 4 и связанного подвижной тягой с золотником 6, узлами сочленения 12 и шатуном 10 с коленчатым валом 13, имеющий возможность ограниченного перемещения при расчетном давление газов в камере сгорания. Ограниченное перемещение внутреннего дополнительного поршня 14 обеспечивается и подобранной величиной сжатия пружины 5, расчетным соотношением площадей днища внутреннего поршня 14 и общей площадью днищ поршней 4, и положением золотника 6, наличием подвижной тяги с золотником 6, которые при расчетном давлении газов в камере сгорания через окно 28 и реализуют ограниченную величину перемещения внутреннего дополнительного поршня 14 и способствуют более быстрому выходу элементов КШМ из «мертвых» углов и осуществлению более эффективной передаче усилий от шатунно поршневой группы на элементы коленчатого вала 13. Причем только расчетные размеры толщины каждого модуля в конструкции заявленного ДВС, представленные на фиг.1-6, обеспечивают наиболее полную реализацию превращения химической энергии от сгорания топливной смеси в механическую работу.For both alignment and softening the hard impulse of the KShM elements coming out of the “dead” angles sector, the twin piston 4 is equipped with an additional cylindrical spring-loaded piston 14 located inside the body of these twin pistons 4 and connected by a movable rod with a spool 6, articulation units 12 and a connecting rod 10 with a crankshaft 13, with the possibility of limited movement with the estimated gas pressure in the combustion chamber. The limited movement of the internal additional piston 14 is ensured by the selected amount of compression of the spring 5, the calculated ratio of the areas of the bottom of the internal piston 14 and the total area of the bottoms of the pistons 4, and the position of the spool 6, the presence of a movable rod with spool 6, which at the calculated gas pressure in the combustion chamber through the window 28 and realize a limited amount of displacement of the internal additional piston 14 and contribute to a faster exit of KShM elements from the “dead” angles and more efficient transfers e efforts from the connecting rod-piston group on the elements of the crankshaft 13. Moreover, only the estimated thickness dimensions of each module in the design of the declared ICE, shown in figures 1-6, provide the most complete implementation of the conversion of chemical energy from the combustion of the fuel mixture into mechanical work.

А чтобы в двигателе происходило эффективное сгорание, конструкция камеры сгорания снабжена устройством 20 для впуска и регулирования компонентов продувки или топливной смеси, и узлом 23, где происходит процесс забора воздуха, затем в подпоршневых полостях 22 с золотником 21 цилиндрической формы - промежуточное сжатие воздуха или газовоздушной смеси, а также регулирование поступающей газовоздушной смеси краном 17, позволяющие в некоторых пределах изменять количество и качество данной смеси, тем самым улучшить газообмен.And so that efficient combustion takes place in the engine, the design of the combustion chamber is equipped with a device 20 for intake and regulation of the components of the purge or fuel mixture, and a node 23, where the process of air intake takes place, then in the piston cavities 22 with a spool 21 of cylindrical shape - intermediate compression of air or gas-air mixtures, as well as the regulation of the incoming gas-air mixture by the valve 17, allowing, within certain limits, to change the quantity and quality of this mixture, thereby improving gas exchange.

Цилиндрической формы устройство 20 неподвижно закреплено на корпусе, а для осуществления вышеперечисленных процессов в устройстве 20, в центре которого расположена форсунка или свеча 1, предусмотрены окна 18 пропуска компонентов продувки или топливной смеси, разделительная перегородка 15, которые при возвратно-поступательном линейном перемещении сдвоенных поршней 4 взаимодействуют с перепускными внутренними полостями 16 сдвоенного поршня 4, одновременно цилиндрическая конструкция устройства 20 является и направляющей для сдвоенных поршней 4. Для герметичности мест, где возможны какие-либо протекания рабочего тела, как и в устройстве 20 смонтированы сильфоны 19.The cylindrical shape of the device 20 is fixedly mounted on the housing, and to carry out the above processes, the device 20, in the center of which the nozzle or candle 1 is located, provides windows 18 for the passage of the components of the purge or fuel mixture, a dividing wall 15, which when reciprocating linear movement of the twin pistons 4 interact with the bypass internal cavities 16 of the twin piston 4, while the cylindrical design of the device 20 is also the guide for the twin piston 4. For the second sealing locations where any flow of the working fluid, as in the device 20, the bellows 19 are mounted.

Отличительной особенностью заявленного двигателя данной компоновки от обычного ДВС является то, что отдельного элемента конструкции привычно называемого - «цилиндром» в названном двигателе нет, а есть, как сообщалось выше, - встроенные в корпус каретки или направляющие дорожки качения с обоймами из шариков 3 качения.A distinctive feature of the claimed engine of this arrangement from a conventional ICE is that there is no separate structural element customarily called a “cylinder” in the named engine, but, as mentioned above, there are built-in carriages or guiding raceways with cages of 3 balls.

Введение в конструкцию шатунно поршневых группы заявленного ДВС шаровых узлов 12 сочленения значительно уменьшило «вредную» составляющую при разложении воспринимающих поршнем сил. Усилия на элементы коленчатого вала 13 происходят под разными углами к осям, что более эффективно, и непременно влияет на равномерность вращения, когда увеличивается суммирующий крутящий момент, при этом в расчетах не будут сильно завышены диаметры валов, серьезно уменьшились механические потери на трение, то есть появились условия, когда не очень требуется применение сложной системы смазки.The introduction into the design of the connecting rod piston group of the declared ICE ball joints 12 of the joint significantly reduced the “harmful” component in the decomposition of the forces sensing by the piston. Efforts on the elements of the crankshaft 13 occur at different angles to the axles, which is more efficient and will certainly affect the uniformity of rotation when the summing torque increases, while the diameters of the shafts will not be greatly overestimated in the calculations, the mechanical friction losses are seriously reduced, i.e. There were conditions when the use of a complex lubrication system is not very required.

Конструкция заявленного двигателя выполнена таким образом, что по пути движения выхлопных газов обеспечивается необходимое суммирование оптимально-максимального крутящего момента на валах 29,30 и его плавная передача на вал отбора мощности от синхронизирующих модулей 26, с размещенными там шестеренчатыми или цепными зацеплениями, а также с помощью цепных передач 25, причем после каждого рабочего цикла. А частота вращения вала отбора мощности ДВС определяется в основном от количества и качества сгорания топливной смеси.The design of the claimed engine is made in such a way that along the path of the exhaust gases the necessary summation of the optimal maximum torque on the shafts 29.30 and its smooth transmission to the power take-off shaft from the synchronizing modules 26 are provided, with gear or chain gears placed there, as well as using chain gears 25, and after each duty cycle. And the frequency of rotation of the power take-off shaft of an internal combustion engine is determined mainly by the quantity and quality of combustion of the fuel mixture.

Чтобы уменьшить вибрацию и добиться необходимую равномерность вращения при достигнутом крутящем моменте ДВС снабжен парным количеством модулей, причем кинематическая схема и геометрическое расположение осей и элементов первого из пары модулей выполнено как зеркальное отображение второго из пары, а двухтактные термодинамические циклы, проходящие в них в данный момент противоположны, то есть элементы дезаксиального КШМ первого из пары модулей смещены на 180* относительно второго модуля. Необходимое количество парных модулей зависит от требуемой мощности.In order to reduce vibration and achieve the necessary uniformity of rotation at the achieved torque, the ICE is equipped with a pair of modules, and the kinematic diagram and geometric arrangement of the axes and elements of the first of the pair of modules is made as a mirror image of the second of the pair, and the push-pull thermodynamic cycles that are currently underway in them are opposite, that is, the elements of the deaxial CABG of the first of the pair of modules are offset by 180 * relative to the second module. The required number of paired modules depends on the required power.

Присоединительные места стыковки и крепления модулей нафиг.6 не указаны, хотя привязаны ко всем осям вращения и расположены в той необходимой соосной последовательности, что обеспечило конструкции двигателя оптимальную высокую наработанную технологичность при сборки и предопределило последовательное протекание термодинамических процессов в двигателе, обеспечивающих достижение необходимого технического результата. Все модули на фиг.1-6 представлены с условной толщиной, так как толщина любого модуля всегда расчетная величина.The connecting points for docking and fastening the modules in Fig. 6 are not indicated, although they are tied to all rotation axes and are located in the necessary coaxial sequence, which ensured the engine design has optimal high manufacturability during assembly and predetermined the consistent flow of thermodynamic processes in the engine, ensuring the achievement of the required technical result . All modules in figures 1-6 are presented with a conditional thickness, since the thickness of any module is always a calculated value.

Осуществление полезной модели.Implementation of a utility model.

Заявленный ДВС работает по двухтактному циклу, то есть за один оборот коленчатого вала происходит наполнение полости между поршнями воздухом или горючей смесью, сжатие ее встречно движущимися поршнями, сгорание смеси и последующее ее расширение.The declared ICE operates on a two-stroke cycle, that is, for one revolution of the crankshaft, the cavity between the pistons is filled with air or a combustible mixture, it is compressed by counter-moving pistons, the mixture is burned and its subsequent expansion.

Работа заявленного двигателя осуществляется следующим образом. При движении сдвоенных поршней 4 от центра камеры сгорания с точкой 2 полости сечения выхлопных окон 7 через перепускной газоход 27 соединяются с сдвоенными в центре с точкой 0 полостями продолженного расширения двухлопастных роторов 8, а так как вращающие лопасти роторов 8 соосно соединены и также синхронно вращаются с коленчатым валом 13 ДВС, этим и обеспечивается суммирование дополнительного крутящего момента от продолженного расширения выхлопных газов в роторах 8, причем после каждого рабочего цикла.The operation of the claimed engine is as follows. When the twin pistons 4 move from the center of the combustion chamber with the point 2 of the cross-section of the exhaust windows 7 through the bypass duct 27 they are connected with the doubled in the center with the point 0 cavities of the continued expansion of the two-bladed rotors 8, and since the rotor blades of the rotors 8 are coaxially connected and also rotate synchronously with ICE crankshaft 13, this ensures the summation of additional torque from the continued expansion of exhaust gases in the rotors 8, and after each working cycle.

Когда вал отбора мощности поворачивается еще на определенный угол и при этом телом сдвоенных поршней 4 еще не закрылись выпускные окна 7, через внутренние полости 16 внутри сдвоенных поршней 4 и окна 18 пропуска устройства 20 начинается прямоточная продувка свежей порцией воздуха или газовоздушной смесью полостей между поршнями 4, при этом также осуществляется и теплосъем излишнего тепла со стенок поршней 4. Прямоточная продувка-это лучший вариант продувки, при этом воздух или газовоздушная смесь, проходя через окна 18 пропуска, движется интенсивным потоком, лучше вытесняя продукты сгорания предыдущего рабочего цикла, при этом значительно улучшается процесс газообмена, а повышенное давление продувки напрямую увеличивает наполняемость полостей между поршнями 4 топливной смесью, и что также в конечном итоге несколько увеличивает крутящий момент.When the power take-off shaft is rotated by a certain angle and the exhaust ports 7 have not yet closed with the body of the twin pistons 4, the direct-flow purge with a fresh portion of air or a gas-air mixture of the cavities between the pistons 4 begins through the internal cavities 16 inside the twin pistons 4 and the pass window 18 of the device 20 At the same time, excess heat is also removed from the walls of the pistons 4. In-line purge is the best option for purging, while air or gas-air mixture passing through the windows 18 of the passage moves flow rate, better displacing the combustion products of the previous working cycle, the gas exchange process is significantly improved, and the increased purge pressure directly increases the filling of the cavities between the pistons 4 with the fuel mixture, and that also ultimately slightly increases the torque.

Когда сдвоенные поршни 4 закрывают выпускные окна 7, а внутренние перепускные полости 16 перестают перепускать поступающий воздух или газовоздушную смесь, начинается процесс сжатия, причем одновременно в двух камерах сгорания. Следует заметить, что снабжение названного ДВС устройством 20 для впуска компонентов продувки или топливной смеси и краном 17 для регулирования впуска данных компонентов, способствует изменению состава топливной смеси, при этом улучшается газообмен тем самым обеспечивается и некоторое регулирование крутящего момента.When the twin pistons 4 close the outlet windows 7, and the internal bypass cavities 16 stop passing the incoming air or gas-air mixture, the compression process begins, and simultaneously in two combustion chambers. It should be noted that the supply of the internal combustion engine named device 20 for the intake of purge or fuel mixture components and a valve 17 for regulating the intake of these components contributes to a change in the composition of the fuel mixture, while gas exchange is improved and some torque control is also provided.

Подача и воспламенение топливной смеси в заявленном ДВС происходит одновременного в двух камерах сгорания, а наличие дополнительных внутренних поршней 14 препятствует распространению детонации, когда в них протекают процессы расширения рабочего тела.The supply and ignition of the fuel mixture in the declared ICE occurs simultaneously in two combustion chambers, and the presence of additional internal pistons 14 prevents the propagation of detonation when processes of expansion of the working fluid occur in them.

Рабочий ход (такт расширения) начинается от давлением расширяющихся газов сгоревшей топливной смеси. С учетом расположения точек геометрического сопряжения, определивших основные пропорции шатунно поршневой группы и ротора 8, выявлено, что воспламенение горючей смеси более целесообразно в сегменте угла поворота вала от вертикальной оси в районе угла 18*-31*, в противном случае суммарное усилие, возникшее при перемещении поршней, не столько преобразуется в механическую работу вращения валов 29 и 30, потому что составляющая радиуса приложения сил очень мала, а лишь приводит к максимальным нагрузкам элементов шатунно поршневой группы и КШМ, а также к тепловым перегрузкам конструкции, при этом одновременно происходит и уменьшение продолжительности рабочего цикла, характерное для двигателей обычного исполнения.The working stroke (expansion stroke) starts from the pressure of the expanding gases of the burnt fuel mixture. Given the location of the points of geometric mating, which determined the main proportions of the connecting rod-piston group and rotor 8, it was found that ignition of the combustible mixture is more appropriate in the segment of the angle of rotation of the shaft from the vertical axis in the region of the angle 18 * -31 *, otherwise the total force that occurred when the movement of the pistons is not so much converted into the mechanical work of the rotation of the shafts 29 and 30, because the component of the radius of application of forces is very small, but only leads to maximum loads of the elements of the connecting rod piston group and crankshaft, and t As well as thermal overloads of the structure, at the same time, a reduction in the duration of the duty cycle characteristic of conventional engines occurs.

Чтобы сгладить негативные моменты от приложения вышеперечисленных максимальных усилий после быстро протекающей реакции воспламенения (взрыва) горючей смеси и обеспечить сбалансированную работу всего двигателя, каждый сдвоенный поршень 4 оснащен внутренним подпружиненным дополнительным поршнем 14, связанного подвижной тягой с золотником 6, узлами 12 сочленения и шатунами 10 с коленчатым валом 13, имеющий возможность ограниченного перемещения, когда расчетное давление газов в камере сгорания проходя через окно 28 преодолевает усилие пружины 5, что способствует более уравновешенному приложению нагрузок на элементы шатунно поршневой группы, смягчает жесткий импульс от взрывного и быстрого сгорания топливной смеси, растягивая продолжительность рабочего цикла.In order to smooth out the negative moments from the application of the above maximum efforts after a rapidly occurring ignition (explosion) reaction of the combustible mixture and to ensure the balanced operation of the entire engine, each twin piston 4 is equipped with an internal spring-loaded additional piston 14 connected by a movable rod with a spool 6, articulation units 12 and connecting rods 10 with a crankshaft 13, with the possibility of limited movement, when the calculated gas pressure in the combustion chamber passing through the window 28 overcomes the force of the spring s 5, which contributes to a more balanced load on the application piston connecting rod elements, softens hard pulse from explosive and rapid combustion of the fuel mixture, stretching the length of the working cycle.

При движении сдвоенных поршней 4 от центра камеры сгорания с точкой 2 наступает момент, когда вновь полости сечения выхлопных окон 7 через перепускной газоход 27 соединяются с полостями расширения роторов 8 и все повторяется вновь. Близкое расположение перепускных газоходов 27 и сдвоенных полостей продолженного расширения роторов 8 минимизирует неактивную площадь конструкции при расширении выхлопных газов, увеличивается эффективность процесса расширения, уменьшаются тепловые потери и достигается лучшая компактность ДВС.When the twin pistons 4 move from the center of the combustion chamber with point 2, the moment comes when again the cavity sections of the exhaust windows 7 through the bypass duct 27 are connected to the expansion cavities of the rotors 8 and everything is repeated again. The close arrangement of the bypass ducts 27 and the double cavities of the continued expansion of the rotors 8 minimizes the inactive area of the structure when expanding the exhaust gases, increases the efficiency of the expansion process, reduces heat loss and achieves better compactness of the internal combustion engine.

Создание потока выхлопных газов в роторе 8 реализуется за счет профилирования вращающих лопастей ротора 8, для этого в каждый ротор могут быть введены несколько одинаковых по форме и размерам лопасти с внутренними пустотами 9, выполненные в форме полуцилиндров и со сквозными отверстиями в боковой поверхности, а сами вращающие лопасти 8 могут быть сочленены попарно осями симметрии, а затем соосно или частично соосно соединены с элементами КШМ двигателя. Пустоты 9 выполнены для облегчения веса и увеличения активной боковой площади вращающих элементов ротора 8, а выполненные сквозные отверстия в боковой поверхностью вращающих лопастей ротора 8 в районе этих пустот 9 обеспечивают проникновение в эти пустоты определенного объема выхлопных газов от расширения.The creation of the exhaust gas flow in the rotor 8 is carried out by profiling the rotating blades of the rotor 8, for this, several blades of the same shape and size with internal voids 9 made in the form of half cylinders and with through holes in the side surface can be introduced into each rotor, and the rotary blades 8 can be coupled in pairs by axes of symmetry, and then coaxially or partially coaxially connected to the elements of the engine crankshaft. The voids 9 are made to lighten the weight and increase the active lateral area of the rotor 8 rotor elements, and the through holes made in the lateral surface of the rotor rotor blades 8 in the region of these voids 9 allow a certain volume of exhaust gases to penetrate these voids from expansion.

Достаточно существенным и важным оказалось расположение мест уплотнений 11, причем в конечном счете всякая, конечно, если не очень сильная, протечка рабочего тела лишь увеличивает давление в полостях продолженного расширения роторов 8, что в конечном случае тоже опосредовательно сказывается на увеличении крутящего момента или уже достигается определенное постоянство крутящего момента мало зависящее от больших внутренних протечек выхлопных газов в двигателе.The location of the seals 11 turned out to be quite substantial and important, and ultimately any, if not very strong, leakage of the working fluid only increases the pressure in the cavities of the continued expansion of the rotors 8, which in the end also indirectly affects the increase in torque or is already achieved a certain constancy of torque is not very dependent on large internal leakage of exhaust gases in the engine.

Исходя из геометрических закономерностей построения, минимизации неактивной площади сдвоенных поршней 4, оправданных технологических предпосылок и большей компактности сдвоенные поршни 4 заявленного ДВС могут быть выполнены не цилиндрической, а полуцилиндрической формы исполнения с плоскими боковыми поверхностями с возможностью обеспечения сдвоенным поршням 4 движения в основном с трением качения, при этом соседние модули разделены между собой плоскими торцевыми перегородками с элементами крепления и вырезами для вращения валов и перепускных газоходов 27. Все вышеперечисленное реально уменьшает неактивную площадь боковых поверхностей (длина хорды всегда меньше длины дуги по окружности) и потери на трение при возвратно-поступательном движении сдвоенных поршней 4.Based on the geometric laws of construction, minimizing the inactive area of the twin pistons 4, justified technological prerequisites and greater compactness, the twin pistons 4 of the declared ICE can be made not cylindrical, but semi-cylindrical in shape with flat side surfaces with the possibility of providing the twin pistons 4 movements mainly with rolling friction while adjacent modules are separated by flat end walls with fasteners and cutouts for rotating shafts and erepusknyh flues 27. All of the above actually reduces the inactive area of the side surfaces (chord length is always less than the length of the arc of circumference) and the friction loss in the reciprocating motion of the twin pistons 4.

То есть видно, что за счет наличие в заявленной конструкция ДВС «НОРМАС-МХ-43» введенной конструкции ротора 8, новых конструктивных элементов, их взаимосвязь, взаиморасположение и не только обеспечивают полезной модели ДВС получение необходимых технических результатов, в том числе - увеличение крутящего момента, причем после каждого рабочего цикла.That is, it can be seen that due to the presence in the claimed design of the NORMAS-MX-43 ICE of the introduced rotor 8 design, new structural elements, their interconnection, relative positioning and not only provide the ICE with a useful model, obtaining the necessary technical results, including an increase in the torque moment, and after each working cycle.

От расчетных размеров вращающих лопастей ротора 8 во многом зависит и степень продолженного расширения выхлопных газов в роторе 8 и степень разделения термодинамического цикла. Атак как давление выхлопа из ротора 8 почти равно атмосферному, то есть при это существенно снижается и шум на выходе из ДВС.The degree of continued expansion of exhaust gases in the rotor 8 and the degree of separation of the thermodynamic cycle largely depend on the calculated dimensions of the rotor blades of the rotor 8. The attack as the pressure of the exhaust from the rotor 8 is almost equal to atmospheric, that is, this significantly reduces the noise at the exit of the internal combustion engine.

Выхлопные газы после прохождения ротора 8 из полостей 24 ротора поступают в сборный выхлопной патрубок (на фиг.1 не показан).The exhaust gases after the passage of the rotor 8 from the cavities 24 of the rotor enter the collection exhaust pipe (not shown in figure 1).

Следует заметить, что предложенная рациональная конструкция элементов, введенных в заявленный ДВС, реально улучшает и качественные показатели происходящих процессов достигается и более полное удаление продуктов сгорания и их объемный перенос в полости 24 ротора 8, при этом обеспечивается и более качественный газообмен, наполнение цилиндров топливной смесью, последующее ее сжатие и сгорание.It should be noted that the proposed rational design of the elements introduced into the declared ICE really improves the quality indicators of the processes and more complete removal of the combustion products and their volumetric transfer in the cavity 24 of the rotor 8 are achieved, while a better gas exchange and filling the cylinders with a fuel mixture are also provided. , its subsequent compression and combustion.

Все валы в названном ДВС, в т.ч. и промежуточные паразитные валы 31, 32 вращаются в закрепленных в корпусе или на разделительных перегородках коренных подшипниках качения. Впрочем, вращение лопастей ротора 8 не нуждается в дополнительной синхронизации, так как вращающие лопасти ротора 8, имеющие в поперечном сечении восьмиобразную форму и взаимодействующие друг с другом при этом одновременно обеспечивают и передачу в одном направлении усилий от одного вала другому, обеспечивая при минимальных зазорах безударность, низкую механическую напряженность деталей-то есть высокую надежность и значительный моторесурс ДВС.All shafts in the named ICE, incl. and intermediate parasitic shafts 31, 32 rotate in the main rolling bearings fixed in the housing or on the separation walls. However, the rotation of the blades of the rotor 8 does not need additional synchronization, since the rotating blades of the rotor 8, having an octal shape in cross section and interacting with each other at the same time, also provide the transfer of forces from one shaft to the other in one direction, providing shock-free at minimum gaps , low mechanical tension of the parts, that is, high reliability and significant engine life of ICE.

Таким образом, признаки как известные, так и описанные в заявленном техническом решении и объективно проявляющие в данной конструкции двигателя образуют совокупность, ранее неиспользовавшуюся в наиболее близких аналогах двигателей, что позволяет считать заявленную конструкцию двигателя внутреннего сгорания «НОРМАС-МХ-43» соответствующую критериям «существенные отличия и новизны ».Thus, the signs, both known and described in the claimed technical solution and objectively manifesting in this engine design, form a set previously unused in the closest engine analogs, which allows us to consider the claimed design of the NORMAS-MX-43 internal combustion engine that meets the criteria “ significant differences and novelties. "

Claims

1. An internal combustion engine (ICE), which includes a fixed assembly assembled of modules, crank mechanisms (KShM), articulation units with a power take-off shaft, characterized in that it is equipped with at least one pair of modules, with two identical in size one module with double-acting double-acting pistons and double-sided arrangement of ball joint assemblies with a deaxial crank mechanism of the engine, and which, when counter-linearly moved towards each other, form two chambers simultaneously with gorania, which are equipped with a nozzle or candles, the latter, in turn, is an integral part and is built into the device for the intake of the components of the purge or fuel mixture, having a cylindrical shape, equipped with a control valve and the passage windows of the components of the purge or fuel mixture, when the twin pistons move to the center of the combustion chamber, and inside each twin piston there is a cylindrical-shaped additional spring-loaded piston connected by a movable rod to the spool, the ball joint is articulated a connecting rod with a crankshaft and having the possibility of limited movement when the calculated gas pressure in the combustion chamber passing through the window overcomes the spring force of the internal additional piston, and when the twin pistons move from the center of the combustion chamber of the section of the exhaust windows through the bypass duct connect to the double ones in the center cavities of the continued expansion of two-bladed rotors, and the rotor rotor blades are coaxially connected and synchronously rotate with the crankshaft of the engine, echivaya summation of prolonged expansion of exhaust gas in the rotors additional torque, and after each operating cycle.

2. ICE according to claim 1, characterized in that the kinematics and geometric arrangement of the axes and elements of the first of the pair of modules is made as a mirror image of the second of the pair, and the push-pull thermodynamic cycles passing through them at this moment are opposite.

3. ICE according to claims 1 and 2, characterized in that the shape of the twin pistons can also be made in a semi-cylindrical form of execution with flat side surfaces and with the possibility of reciprocating motion mainly with rolling friction, while the adjacent modules are separated by flat end partitions with fastening and cut-outs of windows for rotation of shafts and placement of bypass ducts.