RU2018007C1 - Internal combustion engine and crank mechanism - Google Patents
Internal combustion engine and crank mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018007C1 RU2018007C1 SU5041981A RU2018007C1 RU 2018007 C1 RU2018007 C1 RU 2018007C1 SU 5041981 A SU5041981 A SU 5041981A RU 2018007 C1 RU2018007 C1 RU 2018007C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bushings
- piston
- crank
- neck
- cylinder
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/24—Multi-cylinder engines with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type
- F02B75/246—Multi-cylinder engines with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type with only one crankshaft of the "pancake" type, e.g. pairs of connecting rods attached to common crankshaft bearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
- F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
- F01B9/026—Rigid connections between piston and rod; Oscillating pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B15/00—Reciprocating-piston machines or engines with movable cylinders other than provided for in group F01B13/00
- F01B15/02—Reciprocating-piston machines or engines with movable cylinders other than provided for in group F01B13/00 with reciprocating cylinders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering, namely to internal combustion engines.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий пары цилиндров с втулками, размещенные в них поршни, коромысла, установленные на оси и шарнирно соединенные с поршнями, и кривошип, связанный с поршнями при помощи шатуна (1). A known internal combustion engine containing a pair of cylinders with bushings, placed pistons in them, rockers mounted on an axis and pivotally connected to the pistons, and a crank connected to the pistons with a connecting rod (1).
Недостатком аналога является большие потери на трение из-за наличия боковой силы в термически напряженной паре поршень - втулка цилиндра при достаточно большом угле качения коромысла и шатунов, а также низкие удельные показатели двигателя. The disadvantage of the analogue is the large friction losses due to the presence of lateral force in a thermally stressed pair of piston - cylinder bushing with a sufficiently large angle of rotation of the rocker arm and connecting rods, as well as low specific engine performance.
Известен двигатель, содержащий картер, пару оппозитных цилиндров, соединенных с картером, установленные в цилиндрах втулки, снабженные головами и днищами, поршни, размещенные во втулках между днищами и головками с образованием в каждой втулке рабочей и подпоршневой камер переменного объема, кривошип с шейкой и цапфами, установленный в картере и соединенный с шарнирным элементом, и механизм газораспределения, причем поршни и втулки попарно жестко соединены между собой (2). A known engine comprising a crankcase, a pair of opposed cylinders connected to the crankcase, bushings installed in the cylinders provided with heads and bottoms, pistons placed in the bushings between the bottoms and heads with the formation of variable and working chambers and a piston chamber in each sleeve, a crank with a neck and pins mounted in the crankcase and connected to the hinge element, and a gas distribution mechanism, and the pistons and bushings are pairwise rigidly interconnected (2).
Недостатками прототипа являются высокие массогабаритные показатели при недостаточной надежности механизма преобразования. The disadvantages of the prototype are high overall dimensions with insufficient reliability of the conversion mechanism.
Известен кривошипный механизм, содержащий кривошип с шейкой и двумя цапфами, и шарнирный элемент с головкой, расположенной вокруг шейки (3). Known crank mechanism containing a crank with a neck and two pins, and a hinge element with a head located around the neck (3).
Недостатком прототипа является малая его надежность из-за необходимости выполнения головки шарнирного элемента разборной при неразборной конструкции кривошипа. The disadvantage of the prototype is its low reliability due to the need to perform the head of the hinged element collapsible with a non-separable crank design.
Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности. The aim of the invention is to improve overall dimensions and increase reliability.
Поставленная цель достигается тем, что в известном двигателе втулки выполнены подвижными, днище одной из втулок соединено с шарнирным элементом, по меньшей мере на одной цапфе свободно установлено коромысло, одно плечо которого шарнирно связано по меньшей мере с одной втулкой, а другое плечо - с поршнем. This goal is achieved by the fact that in the known engine the bushings are movable, the bottom of one of the bushings is connected to the hinge element, at least one axle is freely mounted rocker, one shoulder of which is pivotally connected to at least one sleeve, and the other shoulder with a piston .
Цель достигается также тем, что втулка одного цилиндра жестко соединена со втулкой другого, а поршень одного цилиндра - с поршнем другого или поршень каждого цилиндра жестко соединен со втулкой противоположного цилиндра. The goal is also achieved by the fact that the sleeve of one cylinder is rigidly connected to the sleeve of the other, and the piston of one cylinder is connected to the piston of the other, or the piston of each cylinder is rigidly connected to the sleeve of the opposite cylinder.
Цель достигается тем, что коромысло может быть установлено на каждой цапфе. The goal is achieved in that the beam can be installed on each pin.
Цель достигается тем, что поршни могут быть соединены между собой при помощи пары штоков, расположенных в отверстиях днищ, а втулки - при помощи установленных между днищами штоковых пластин с прорезями, в которых размещен кривошип. The goal is achieved in that the pistons can be connected to each other using a pair of rods located in the holes of the bottoms, and the sleeve - using installed between the bottoms of the rod plates with slots in which the crank is placed.
Цель достигается тем, что пары штоков могут быть расположены в плоскости, проходящей через продольную ось цилиндра. The goal is achieved in that the pair of rods can be located in a plane passing through the longitudinal axis of the cylinder.
Цель достигается тем, что коромысла могут быть связаны со штоками при помощи кулисных механизмов или сферических шарниров. The goal is achieved in that the rocker arms can be connected to the rods using rocker mechanisms or spherical joints.
Цель достигается тем, что шарнирный элемент может быть выполнен в виде ползуна. The goal is achieved in that the hinge element can be made in the form of a slider.
В части механизма цель достигается тем, что в известном механизме шейка снабжена жестко связанным с ней эксцентриком, установленным эксцентрично относительно оси шейки, при этом максимальное расстояние между образующими цилиндрических поверхностей шейки и цапф не превышает внутреннего диаметра головки шарнирного элемента, а последняя выполнена неразъемной и установлена на эксцентрике. In terms of the mechanism, the goal is achieved by the fact that in the known mechanism the neck is equipped with an eccentric rigidly connected to it, mounted eccentrically relative to the axis of the neck, while the maximum distance between the generatrices of the cylindrical surfaces of the neck and trunnions does not exceed the inner diameter of the head of the hinge element, and the latter is made integral and installed on the clown.
Цель достигается тем, что цапфы, шейка и эксцентрик могут быть выполнены заодно. The goal is achieved by the fact that the pins, the neck and the eccentric can be performed at the same time.
Цель достигается тем, что механизм может быть снабжен упорными кольцами, закрепленными на торцовых поверхностях эксцентрика. The goal is achieved in that the mechanism can be equipped with thrust rings mounted on the end surfaces of the eccentric.
Цель достигается тем, что шарнирный элемент может быть выполнен в виде шатуна. The goal is achieved in that the hinge element can be made in the form of a connecting rod.
На фиг. 1 представлена схема описываемого двигателя с противоположно движущимися поршнями; на фиг.2 - то же, с поршнями, жестко связанными между собой; на фиг. 3 - схема механизма в изометрии; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 - схема выполнения шарового шарнира; на фиг.6 - схема выполнения кулисного механизма; на фиг.7 - предлагаемый кривошипный механизм. In FIG. 1 shows a diagram of the described engine with oppositely moving pistons; figure 2 is the same, with pistons rigidly connected to each other; in FIG. 3 is a diagram of a mechanism in isometry; figure 4 is a section aa in figure 2; figure 5 is a diagram of a ball joint; Fig.6 is a diagram of the implementation of the rocker mechanism; figure 7 - the proposed crank mechanism.
Описываемый двигатель содержит картер 1, пару оппозитных цилиндров 2, соединенных с картером 1, установленные в цилиндрах 2 втулки 3, снабженные головками 4 и днищами 5, поршни 6, размещенные во втулках 3 между днищами 5 и головками 4 с образованием в каждой втулке 3 рабочей 7 и подпоршневой 8 камер переменного объема, кривошип 9 с шейкой 10 и цапфами 11, установленный в картере 1 и соединенный шарнирно, например, при помощи шатуна 12, с днищем 5 одной из втулок 3. Втулки 3 при этом выполнены подвижными, на цапфах 11 свободно установлены коромысла 13, плечи которых связаны с втулками 3 и поршнями 6. The described engine comprises a
Втулка 3 одного цилиндра 2 может быть жестко связана с втулкой 3 другого, например, при помощи штоковых пластин 14 с прорезями 15, в которых расположен кривошип 9, а поршень 6 одного цилиндра 2 - с поршнем 6 другого при помощи пары штоков 16, расположенных в отверстиях днищ 5. При этом одно плечо коромысла 13 шарнирно связано с втулками 3, а другое - с поршнями 6. The
В варианте выполнения двигателя поршень 6 каждого цилиндра 2 жестко соединен с втулкой 3 противоположного, например, при помощи пар штоков 16. При этом одно плечо коромысла 13 шарнирно связано со штоком 16 одной пары, а другое плечо - со штоком 16 другой пары. Пары штоков 16 расположены в плоскости 17, проходящей через продольную ось цилиндров 2. In the engine embodiment, the piston 6 of each
Шарнирная связь коромысел 13 со штоками может быть выполнена в виде кулисных механизмов 18 или сферических шарниров 19. The articulated connection of the
Кривошипный механизм содержит кривошип 9 с шейкой 10 и двумя цапфами 11 и выполненный в виде шатуна 12 или ползуна (на чертеже не показан) шарнирный элемент с головкой 20, расположенной вокруг шейки 10, и эксцентрик 21, установленный эксцентрично относительно оси шейки 10 и жестко с ней связанный. При этом максимальное расстояние между образующими цилиндрических поверхностей шейки 10 и цапф 11 не превышает внутреннего диаметра головки 20, а последняя выполнена неразъемной и установлена на эксцентрике 21. The crank mechanism contains a
Цапфы 11, шейки 10 и эксцентрик 21 могут быть выполнены заодно. The
Механизм может быть снабжен упорными кольцами 22, закрепленными на торцевых поверхностях эксцентрика 21. The mechanism may be provided with thrust rings 22 mounted on the end surfaces of the eccentric 21.
Двигатель в варианте с противоположно движущимися поршнями работает следующим образом. Расширение рабочего тела, находящегося в рабочих камерах 7, преобразуется в перемещение головок 4 с втулками 3 и поршней 6 в противоположных направлениях. Возвратно-поступательное перемещение одной из втулок 3 преобразуется при помощи связанного с ее днищем 5 шатуна 12 и кривошипа 9 во вращение выходного вала (не показан), соединенного с цапфами 11. Движение указанной втулки 3 передается поршню 6 противоположного цилиндра 2 за счет их жесткой связи при помощи штоков 16, шарнирно соединенных с одним из плеч коромысла 13. Другие плечи коромысла 13 шарнирно соединены со штоками 16, связывающими жестко другую пару поршень 6 - втулка 3, что позволяет перемещаться им также в противоположных направлениях. The engine in the embodiment with oppositely moving pistons works as follows. The expansion of the working fluid located in the working chambers 7 is converted into a movement of the heads 4 with the
Указанное выполнение двигателя позволяет уменьшить радиальные габариты за счет уменьшения радиуса кривошипа 9 из-за выполнения втулок 3 подвижными, вследствие чего уменьшаются и осевые габариты, так как кривошип 9 размещается в поперечных габаритах цилиндра 2. Уменьшение радиальных габаритов способствует и уменьшение высоты поршня 6 из-за снижения на нем боковых нагрузок, воспринимаемых в описываемом двигателе втулкой 3, менее термически напряженной и поэтому надежно смазываемой. Кроме того, двигатель полностью уравновешен. The specified embodiment of the engine allows to reduce the radial dimensions by reducing the radius of the
Наличие лишь одного кривошипа 9 позволяет повысить надежность механизма преобразования движения в части передачи им крутящего момента при относительной простоте рычажных механизмов, позволяющих передавать значительные усилия. The presence of only one
Двигатель в варианте с жестко связанными между собой поршнями работает следующим образом. Возвратно-поступательное перемещение жестко связанных между собой втулок 3 преобразуется при помощи шатуна 12, соединенного с днищем 5, во вращение цапф 11 кривошипа 9. Штоковые пластины 14, соединяющие днища 5 втулок 3, за счет шарнирной связи с плечами коромысла 13 передают движение жестко связанным между собой поршнями 6, шарнирно соединенным с другим плечом коромысла 13. Поэтому поршни 6 и втулки 3 перемещаются друг относительно друга в противоположные стороны. The engine in the embodiment with rigidly interconnected pistons operates as follows. The reciprocating movement of the rigidly connected
Расположение пар штоков 16 в одной плоскости с осью цилиндров 2 позволяет снизить инерционные нагрузки на механизм. The location of the pairs of
Кривошипный механизм с эксцентриком 21 на шейке 10 позволяет выполнять головку 20 шарнирного элемента, например, шатуна 12 неразъемной. Тогда головку 20 продевают при сборке механизма через цапфу 11 и шейку 10 за счет выполнения внутреннего диаметра головки 20 большим расстояния между образующими цапфы 11 и шейки 10, и устанавливают головку 20 на эксцентрике 21, например, посредством подшипника (на чертеже не показан). При использовании в узле эксцентрика 21 подшипника качения, на торцевых поверхностях эксцентрика 21 могут быть закреплены упорные кольца 22 для фиксации осевого перемещения подшипника. The crank mechanism with an eccentric 21 on the
Таким образом, предложенное позволяет улучшить массогабаритные показатели двигателя за счет уменьшения его радиальных габаритов путем уменьшения радиуса кривошипа при неизменном рабочем ходе, уменьшения высоты поршня из-за снижения боковой силы и отсутствия продольных вырезов в цилиндре под поршневые пальцы, снижения осевых габаритов из-за размещения всего механизма преобразования в объеме цилиндра при минимальных его радиальных габаритах, а также позволяет повысить надежность двигателя из-за наличия лишь одного кривошипа в двухцилиндровом двигателе и простых рычажных преобразователей с минимальным углом их качания. Thus, the proposed makes it possible to improve the overall dimensions of the engine by reducing its radial dimensions by reducing the radius of the crank with a constant stroke, reducing the height of the piston due to lower lateral forces and the absence of longitudinal cuts in the cylinder under the piston pins, and reducing axial dimensions due to placement of the entire conversion mechanism in the cylinder volume with its minimum radial dimensions, and also allows to increase engine reliability due to the presence of only one crank in the two-cylinder indrovom engine and simple lever converters with a minimum angle of their swing.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5041981 RU2018007C1 (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Internal combustion engine and crank mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5041981 RU2018007C1 (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Internal combustion engine and crank mechanism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018007C1 true RU2018007C1 (en) | 1994-08-15 |
Family
ID=21604110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5041981 RU2018007C1 (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Internal combustion engine and crank mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2018007C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004085809A1 (en) * | 2003-03-26 | 2004-10-07 | Eduard Petrovich Burminskiy | Piston mechanism provided with divergent pistons |
RU2538987C2 (en) * | 2009-08-21 | 2015-01-10 | Георгий Васильевич Кучеренко | Kucherenko's two-stroke internal combustion engine |
RU2685750C1 (en) * | 2017-12-11 | 2019-04-23 | Александр Тихонович Зыбин | Internal combustion engine |
-
1992
- 1992-05-13 RU SU5041981 patent/RU2018007C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Заявка ФРГ N 3424192, кл. F 02B 75/32, 1986. * |
2. Заявка ФРГ N 3240130, кл. F 02B 71/00, 1984. * |
3. А.С. Орлин и др. "Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей". М., Машиностроение, 1980, с.95, рис.44 прототип к п.10. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004085809A1 (en) * | 2003-03-26 | 2004-10-07 | Eduard Petrovich Burminskiy | Piston mechanism provided with divergent pistons |
AU2004223517B2 (en) * | 2003-03-26 | 2008-03-13 | Eduard Petrovich Burminskiy | Piston mechanism provided with diverging pistons |
CN100408819C (en) * | 2003-03-26 | 2008-08-06 | 爱德华·彼特罗维奇·伯明斯基 | Piston mechanism provided with divergent pistons |
AU2004223517B8 (en) * | 2003-03-26 | 2008-08-07 | Eduard Petrovich Burminskiy | Piston mechanism provided with diverging pistons |
RU2538987C2 (en) * | 2009-08-21 | 2015-01-10 | Георгий Васильевич Кучеренко | Kucherenko's two-stroke internal combustion engine |
RU2685750C1 (en) * | 2017-12-11 | 2019-04-23 | Александр Тихонович Зыбин | Internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5836273A (en) | Reciprocating machine | |
EP2021584B1 (en) | Internal combustion engine | |
US4085628A (en) | Intra-articulate reciprocating engine system | |
KR900006248B1 (en) | Movement converter for use in an engine and the like | |
RU2018007C1 (en) | Internal combustion engine and crank mechanism | |
US6003480A (en) | Wobble plate engine | |
US6435145B1 (en) | Internal combustion engine with drive shaft propelled by sliding motion | |
JPH09209702A (en) | Link mechanism for piston and crank of pneumatic motor | |
RU2067676C1 (en) | Axial engine | |
CN1312386C (en) | Improvements relating to axial motors | |
RU2018008C1 (en) | Internal combustion engine | |
CN110671199B (en) | Variable compression ratio mechanism and engine | |
RU2019722C1 (en) | Internal combustion engine | |
US4909206A (en) | Internal combustion engines | |
RU2019721C1 (en) | Linear internal combustion engine | |
RU2018006C1 (en) | Opposite internal combustion engine and its crankshaft | |
RU2044905C1 (en) | Opposite engine | |
RU2067675C1 (en) | Axial-piston engine | |
RU2125162C1 (en) | Piston engine | |
RU2046968C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2030610C1 (en) | Axial-piston machine | |
US3853014A (en) | Improvement in the transmission mechanism of an oscillating engine | |
RU2151878C1 (en) | Piston machine | |
RU1770590C (en) | Axial-piston machine with controlled working volume | |
SU1613654A1 (en) | Piston-type machine |