RU2028480C1 - Поршневой двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Поршневой двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2028480C1 RU2028480C1 SU5049692A RU2028480C1 RU 2028480 C1 RU2028480 C1 RU 2028480C1 SU 5049692 A SU5049692 A SU 5049692A RU 2028480 C1 RU2028480 C1 RU 2028480C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- rack
- engine
- connecting rod
- lateral forces
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- F01B9/04—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft
- F01B9/047—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft with rack and pinion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Использование: машиностроение, может быть использовано в конструкции двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: в двигатель, содержащий расположенный в цилиндре 1 поршень 2, с которым соединена зубчатая рейка 3, находящаяся в зацеплении с шестерней 4, передающей через механизм 6 свободного хода вращение к рабочему валу 7, и закрепленный на зубчатой рейке 3 шатун 10, соединенный с коленчатым валом 11, дополнительно установлены устройство компенсации боковых сил, возникающих в верхней головке шатуна 10 при работе, кривошипно-шатунный механизм и устройство компенсации осевых и боковых сил, возникающих в зацеплении рейка-шестерня. Соединение выходного вала 7 механизма свободного хода с маховиком 9 через демпферное устройство 8 обеспечивает выравнивание резкопеременного крутящего момента, а установка соосно шестерне 4 одного или более роликов 13 и выполнение зубчатой рейки 3 соответствующими роликам плоскими направляющими повышает износостойкость зубчатого зацепления. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ДВС.
Известен поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршень с четным количеством рабочих поверхностей, установленный в цилиндре, и зубчатую рейку, соединенную с одной из рабочих поверхностей поршня. Рейка приводит в движение зубчатое колесо, которое соединено с приводным валом через механизм свободного хода, запирающийся в одном из направлений вращений.
Недостатком этого двигателя является невозможность его пуска от внешнего устройства (стартера).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является двигатель, содержащий поршень, с которым жестко соединена зубчатая рейка, находящаяся в зацеплении с шестерней, установленной на вращающемся валу. Между валом и шестерней установлен механизм свободного хода, запирающийся в одном из направлений вращения. С нижним концом рейки соединен шатун, связанный с коленчатым валом.
Данный двигатель способен запускаться от внешнего устройства (стартера), но в виду того, что в нем отсутствуют элементы, компенсирующие боковые силы, возникающие в верхней головке шатуна, и осевые силы, возникающие в зацеплении рейка-шестерня, эффективность и надежность двигателя снижаются.
К недостаткам двигателя можно отнести и отсутствие в конструкции устройства выравнивания резкопеременного крутящего момента, снимаемого для работы приводных агрегатов.
Целью изобретения является повышение эффективности и надежности двигателя.
Это достигается благодаря тому, что поршневой ДВС, содержащий перемещающийся по меньшей мере в одном цилиндре поршень, с которым соединена зубчатая рейка, находящаяся в зацеплении с шестерней, передающей через механизм свободного хода вращение к рабочему валу, и закрепленный на зубчатой рейке шатун, соединенный с коленчатым валом, дополнительно снабжен устройством компенсации боковых сил, возникающих при работе К.Ш.М. в верхней головке шатуна, и устройством компенсации осевых и боковых сил, возникающих в зацеплении рейка-шестерня, а выходной вал механизма свободного хода, являющийся рабочим валом двигателя, через демпфер соединен с маховиком. При этом устройство компенсации боковых сил в верхней головке шатуна выполнено в виде направляющих салазок, обеспечивающих движение нижнего конца рейки только в возвратно-поступательном направлении, причем контакт нижней части рейки с салазками осуществляется посредством трения-скольжения либо трения-качения. Устройство компенсации осевых и боковых сил в зацеплении рейка-шестерня выполнено в виде роликового или эквивалентного ему упорно-фиксирующего элемента либо в виде дополнительной шестерни, входящей в зацепление с зубчатой рейкой, выполненной в этом случае с двумя рабочими зубчатыми поверхностями, которая через механизм свободного хода и зубчатую передачу соединена с рабочим валом двигателя. Демпфер и маховик могут быть объединены в единый узел, что улучшает компактность двигателя. Для увеличения износостойкости зубчатого зацепления соосно с шестерней может быть установлен один или более роликов, взаимодействующих с зубчатой рейкой, котоpая в этом случае содержит плоские направляющие для упомянутых роликов.
На чертеже представлена схема поршневого ДВС.
Поршневой ДВС содержит перемещающийся в цилиндре 1 поршень 2, с которым соединена зубчатая рейка 3, находящаяся в зацеплении с шестерней 4, вал 5 которой соединен (или входит конструктивно) с механизмом 6 свободного хода, вал 7 которого, являющийся рабочим валом двигателя, через демпфер 8 соединен с маховиком 9, что обеспечивает выравнивание резкопеременного крутящего момента. На зубчатой рейке 3 закреплен шатун 10, соединенный с коленчатым валом 11. В блоке цилиндров закреплено устройство компенсации боковых сил, возникающих при работе К.Ш.М. в верхней головке шатуна 10, которое выполнено в виде направляющих салазок 12, которые обеспечивают движение нижнего конца зубчатой рейки 3 только в возвратно-поступательном направлении, при этом контакт рейки 3 с салазками 12 осуществлен посредством трения-качения либо трения-скольжения. Размер и форма салазок 12 определяются кинематикой и динамикой К.Ш.М.
Устройство компенсации осевых и боковых сил в зацеплении рейка 3 - шестерня 4 выполнено в виде роликового или эквивалентного ему упорно-фиксирующего элемента 13, установленного со стороны, обратной зубчатому зацеплению, либо в виде дополнительной шестерни, которая через дополнительные механизм свободного хода и зубчатую передачу соединяется с рабочим валом 7 двигателя. В этом случае рейка 3 выполняется с двумя противолежащими зубчатыми рабочими поверхностями.
В двигателях с малым числом цилиндров демпфер 8 и маховик 9 могут быть объединены, что улучшает компактность двигателя. Шатун 10 может быть закреплен как на нижнем конце зубчатой рейки 3, так и в верхней ее точке, а также в любом другом конструктивно удобном месте рейки. Во втором случае улучшается компактность двигателя, но дополнительно устанавливается элемент, передающий боковую силу через поршень 2 на стенку цилиндра 1.
Для увеличения износостойкости зубчатого зацепления рейка-шестерня соосно с шестерней 4 (и дополнительной шестерней в случае ее установки) может быть установлен один или более роликов, а рейка 3 в этом случае выполняется с ответными роликами одной или более плоскими направляющими, не нарушающими контакт зубчатого зацепления.
Работает двигатель следующим образом.
Ход поршня 2 задается от внешнего пускового устройства (стартера) через коленвал 11 и шатун 10. Газовые процессы, происходящие в рабочей плоскости цилиндра, могут быть организованы по любому известному циклу.
Во время такта рабочего хода поршень 2 с рейкой 3 движутся от В.М.Т. к Н. М. Т. Зубчатая часть рейки 3, находящаяся в зацеплении с шестерней 4, передает ей вращательное движение, которое, в свою очередь, передается валу 5 и далее к механизму 6 свободного хода, направление рабочего заклинивания которого совпадает с рабочим направлением вращения вала 5 шестерни 4. В результате механизм 6 свободного хода обеспечивает передачу вращения от шестерни 4 к рабочему валу 7 в одном направлении в свободное вращение данной шестерни относительно указанного вала в другом направлении, что обеспечивает вращение рабочего вала 7 лишь в одном направлении и снятие с него через демпфер 8 с механизмом 9 крутящего момента.
К. Ш.М., обеспечивающий ход поршня и как следствие - цикличность работы двигателя, может быть заменен копиром, кулачком, наклонной шайбой и т. п.
Заявляемый двигатель может работать совместно с любой известной кинематической схемой ДВС.
Claims (6)
1. ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус, выходной вал, коленчатый вал, маховик, по меньшей мере один цилиндр, установленный в нем поршень, жестко связанный с зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с шестерней, сообщенной с выходным валом посредством механизма свободного хода, шатун, верхней головкой шарнирно связанный с рейкой, а нижней головкой - с шейкой коленчатого вала, отличающийся тем, что двигатель дополнительно снабжен демпфером, устройством компенсации боковых сил в верхней головке шатуна и устройством компенсации осевых и боковых сил в зацеплении рейка - шестерня, а выходной вал через демпфер соединен с маховиком.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что устройство компенсации боковых сил в верхней головке шатуна выполнено в виде вертикальных направляющих в корпусе и салазок, жестко закрепленных на рейке, причем направляющие и салазки образуют пару скольжения или качения.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что устройство компенсации осевых и боковых сил в зацеплении рейка - шестерня выполнено в виде роликового либо упорно-фиксирующего элемента, закрепленного в корпусе с другой стороны рейки относительно упомянутого зацепления.
4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что устройство компенсации осевых и боковых сил в зацеплении рейка - шестерня выполнено в виде дополнительной шестерни, установленной с другой стороны рейки относительно упомянутого зацепления и через механизм свободного хода и зубчатую передачу связанной с выходным валом, а зубчатая рейка выполнена с двумя зубчатыми рабочими поверхностями.
5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что демпфер и маховик выполнены в виде отдельных элементов либо объединены в один узел.
6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит установленный соосно с шестерней один или более роликов, а зубчатая рейка выполнена с плоскими направляющими, взаимодействующими с роликами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5049692 RU2028480C1 (ru) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Поршневой двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5049692 RU2028480C1 (ru) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Поршневой двигатель внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2028480C1 true RU2028480C1 (ru) | 1995-02-09 |
Family
ID=21608009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5049692 RU2028480C1 (ru) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Поршневой двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2028480C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638700C1 (ru) * | 2016-07-13 | 2017-12-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Югорский государственный университет" (ЮГУ) | Бесшатунный поршневой двигатель внутреннего сгорания |
-
1992
- 1992-06-26 RU SU5049692 patent/RU2028480C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 4433649, кл. F 02B 75/26, опублик. 1984. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638700C1 (ru) * | 2016-07-13 | 2017-12-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Югорский государственный университет" (ЮГУ) | Бесшатунный поршневой двигатель внутреннего сгорания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4907548A (en) | Pinion gear assembly for translating reciprocating movements of the pistons in the cylinders of an internal combustion engine into the rotating movement of a shaft | |
RU2161712C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями | |
JPH11159339A (ja) | ラックとピニオン機構によりピストンの往復運動を回転運動に 変換させる内燃機関 | |
US3604402A (en) | Piston mechanism | |
AU637675B2 (en) | Crank mechanism | |
GB2160612A (en) | A mechanism for transmitting rotational motion from one shaft to another | |
US4363299A (en) | Crankless internal combustion engine | |
US4465042A (en) | Crankless internal combustion engine | |
US4498430A (en) | Linear reciprocating piston engine | |
RU2028480C1 (ru) | Поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
US2779201A (en) | Mechanism for converting linear to rotary motion | |
CA2092878A1 (en) | Internal combustion engine | |
US4712518A (en) | Power output mechanism for an internal combustion engine | |
RU2380543C2 (ru) | Поршневая машина | |
RU2084664C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания шкрабаков | |
DE4201569A1 (de) | Zweitakt-hubkolbenmotor ohne kurbeltrieb | |
US9624772B2 (en) | Internal combustion engine with gear-driven crankshaft | |
RU2239075C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания свободно-поршневой с постоянным плечом силы момента на валу | |
WO2005111375A1 (fr) | Convertisseur de mouvement rotatif et reciproque de type sans manivelle et moteur dote d'un tel convertisseur et compresseur dote d'un tel convertisseur | |
SU1760141A1 (ru) | Двухтактный двигатель внутреннего сгорани | |
RU2090768C1 (ru) | Бесшатунный механизм поршневых двигателей внутреннего сгорания для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное | |
RU72273U1 (ru) | Поршневая машина | |
AU1862195A (en) | Apparatus for mutual conversion between circular motion and reciprocal motion | |
RU2013606C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
SU1728515A1 (ru) | Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорани |