RU213216U1

RU213216U1 - Reciprocating internal combustion engine

Info

Publication number: RU213216U1
Application number: RU2022104738U
Authority: RU
Inventors: Ибрагим Вахидович Исаев; Шамиль Хызраевич Сербиев
Original assignee: Сурхаев Рамзан Саламович
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-08-30

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к средствам преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение, т.е. к двигателям внутреннего сгорания, и может быть использована в транспортных средствах и другой технике. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности. Для предотвращения данного недостатка в данном техническом решении крепление штоков к поршням выполнено шарнирным. При этом в состав устройства введены стержни, присоединенные к штокам и второму основанию 48 также шарнирно. Далее дано описание общего принципа работы без использования числительных обозначений, так как описанные процессы присущи всем подобным элементам устройства. Таким образом, в момент расположения поршня вблизи соответствующего дна (одна мертвая точка) стержень расположен под тупым углом к части штока от поршня до места крепления к нему стержня. В момент взрыва горючей смеси в полости поршень продвигается в сторону вала 47. Поршень толкает шток. Шток тянет за собой конец стержня, присоединенный к штоку. При этом стержень, выполненный большей длины, чем расстояние от штока до точки крепления стержня ко второму основанию 48, толкает шток в противоположную сторону, обеспечивая его отклонение от первоначального положения.

The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to the means of converting reciprocating motion into rotational motion, i.e. to internal combustion engines, and can be used in vehicles and other equipment. The technical result of the proposed utility model is to increase reliability. To prevent this shortcoming in this technical solution, the fastening of the rods to the pistons is made articulated. At the same time, rods are introduced into the structure of the device, which are also hingedly attached to the rods and the second base 48. The following is a description of the general principle of operation without the use of numerical designations, since the described processes are inherent in all such elements of the device. Thus, at the moment the piston is located near the corresponding bottom (one dead point), the rod is located at an obtuse angle to the part of the rod from the piston to the place where the rod is attached to it. At the moment of explosion of the combustible mixture in the cavity, the piston moves towards the shaft 47. The piston pushes the rod. The rod pulls the end of the rod attached to the rod. In this case, the rod, which is longer than the distance from the rod to the attachment point of the rod to the second base 48, pushes the rod in the opposite direction, ensuring its deviation from its original position.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к средствам преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение, т.е. к двигателям внутреннего сгорания, и может быть использована в транспортных средствах и другой технике.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to the means of converting reciprocating motion into rotational motion, i.e. to internal combustion engines, and can be used in vehicles and other equipment.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство поршневая машина (патент РФ №2163973, дата публикации 10.03.2001 г.). Поршневая машина содержит закрепленные на кронштейнах силовой рамы оппозитно расположенные цилиндры с поршнями, установленный в подшипниковой опоре в середине между поршнями вал с диском. На поверхности диска выполнена профильная беговая дорожка. На валу закреплен второй диск с такой же профильной беговой дорожкой на противостоящей поверхности. При этом каждая беговая дорожка выполнена в виде четырехугольника с закругленными углами. Цилиндры имеют боковые прорези, в которых скользят поршневые пальцы, взаимодействующие концами через роликовые опоры с профильными беговыми дорожками обоих дисков. В частном случае поршни имеют по два днища, между которыми установлен поршневой палец, а каждый из цилиндров с обоих торцов закрыт головками с впускными и выпускными клапанами и выполнен с боковыми приливами для крепления кронштейнов с подшипниковой опорой.A piston machine device is known (RF patent No. 2163973, publication date 10.03.2001). The reciprocating machine comprises opposed cylinders with pistons fixed on the power frame brackets, a shaft with a disk installed in a bearing support in the middle between the pistons. A profile treadmill is made on the surface of the disc. A second disk is fixed on the shaft with the same profile running track on the opposing surface. Moreover, each treadmill is made in the form of a quadrilateral with rounded corners. The cylinders have side slots in which the piston pins slide, interacting with the ends through the roller bearings with the profile running tracks of both disks. In a particular case, the pistons have two bottoms, between which a piston pin is installed, and each of the cylinders is closed at both ends with heads with inlet and outlet valves and is made with side lugs for attaching brackets with bearing support.

Недостатком известного технического решения является низкая надежность, за счет быстрого износа беговых дорожек, поршневых пальцев и роликовых опор, вследствие выполнения беговых дорожек с резкими изгибами в виде четырехугольника.The disadvantage of the known technical solution is low reliability, due to the rapid wear of the treadmills, piston pins and roller bearings, due to the implementation of the treadmills with sharp bends in the form of a quadrangle.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является поршневой двигатель (патент РФ №143792, дата публикации 27.07.2014 г.). Поршневой двигатель содержит первое основание со вторым валом и направляющей и второе основание с закрепленными на нем четырьмя цилиндрами. Направляющая выполнена замкнутой. Направляющая расположена таким образом, что ее плоскость вращения перпендикулярна оси второго вала. Оси цилиндров расположены в плоскости, параллельной плоскости вращения направляющей. В каждом цилиндре установлен соответствующий поршень. Цилиндры установлены друг по отношению к другу центрально-симметрично с противоположных сторон направляющей и второго вала и обращены в противоположные стороны от направляющей. Второй вал установлен в первом подшипнике и втором подшипнике во втором основании. К каждому соответствующему поршню одним из концов присоединен соответствующий шток. На свободном конце каждого штока расположен соответствующий шип. На свободном конце каждого шипа размещен соответствующий ролик. Ролик расположен с обеспечением его контакта с направляющей. С внешней стороны каждый цилиндр снабжен ребрами охлаждения. С наружной стороны второго основания установлен привод с первым валом и закрепленными на нем лопастями. Лопасти размещены с обеспечением обдува ими ребер охлаждения. Направляющая выполнена в форме эллипса.The closest technical solution (prototype) is a piston engine (RF patent No. 143792, publication date 27.07.2014). Piston engine comprises first base with second shaft and guide and second base with four cylinders fixed on it. The guide is made closed. The guide is located in such a way that its plane of rotation is perpendicular to the axis of the second shaft. The axes of the cylinders are located in a plane parallel to the plane of rotation of the guide. Each cylinder has a corresponding piston. The cylinders are installed with respect to each other centrally symmetrically on opposite sides of the guide and the second shaft and face in opposite directions from the guide. The second shaft is mounted in the first bearing and the second bearing in the second base. A corresponding rod is attached to each corresponding piston at one of its ends. A corresponding spike is located at the free end of each rod. A corresponding roller is placed at the free end of each spike. The roller is located so as to ensure its contact with the guide. From the outside, each cylinder is equipped with cooling fins. A drive with a first shaft and blades fixed on it is installed on the outer side of the second base. The blades are placed so that they blow over the cooling fins. The guide is made in the form of an ellipse.

Недостатком прототипа является малая надежность за счет быстрого износа направляющей, роликов и штоков с шипами вследствие воздействия штоков на направляющую в перпендикулярном направлении.The disadvantage of the prototype is the low reliability due to the rapid wear of the guide, rollers and rods with spikes due to the action of the rods on the guide in the perpendicular direction.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности.The technical result of the proposed utility model is to increase reliability.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем первое основание, второе основание, вал, направляющую, цилиндры, поршни, штоки, шипы, ролики, вал установлен в центральной части первого основания неподвижно по отношению к первому основанию, направляющая расположена на первом основании и выполнена замкнутой, при этом направляющая расположена таким образом, что ее плоскость вращения перпендикулярна оси вала, второе основание закреплено на валу посредством подшипников, цилиндры закреплены во втором основании, а оси цилиндров расположены в плоскости, параллельной плоскости вращения направляющей, цилиндры установлены друг по отношению к другу центрально-симметрично с противоположных сторон вала, в каждом цилиндре установлен соответствующий ему поршень, к каждому поршню одним из концов присоединен соответствующий этому поршню шток, на другом конце каждого штока расположен соответствующий шип, на свободном конце каждого шипа размещен соответствующий ему ролик, расположенный с обеспечением его контакта с направляющей, отличающийся тем, что в него введены стержни, каждый стержень одним концом шарнирно присоединен к соответствующему ему штоку, другой конец каждого стержня шарнирно закреплен на втором основании, при этом шарнирное крепление каждого стержня на втором основании расположено на расстоянии от соответствующего этому стержню штока, меньшем, чем длина этого стержня, в частном случае направляющая выполнена в форме эллипса, в другом частном случае направляющая выполнена в форме круга, в третьем частном случае направляющая выполнена в виде четырехугольника с плавно закругленными углами и прогибами к центру в средней части сторон четырехугольника, в четвертом частном случае направляющая выполнена в виде фигуры, близкой к восьмерке без соприкосновения и пересечения в центре.The stated technical result is achieved due to the fact that in a piston internal combustion engine containing a first base, a second base, a shaft, a guide, cylinders, pistons, rods, spikes, rollers, the shaft is installed in the central part of the first base, motionless relative to the first base, the guide is located on the first base and is made closed, while the guide is located in such a way that its plane of rotation is perpendicular to the axis of the shaft, the second base is fixed to the shaft by means of bearings, the cylinders are fixed in the second base, and the axes of the cylinders are located in a plane parallel to the plane of rotation of the guide, the cylinders are installed with respect to each other centrally symmetrically on opposite sides of the shaft, each cylinder has a piston corresponding to it, a rod corresponding to this piston is attached to each piston at one end, a corresponding spike is located at the other end of each rod, at the free end of each shi the roller corresponding to it is located on the roller, located so as to ensure its contact with the guide, characterized in that the rods are inserted into it, each rod is hinged at one end to the corresponding rod, the other end of each rod is hinged on the second base, while the hinge fastening of each rod on the second base is located at a distance from the rod corresponding to this rod, less than the length of this rod, in a particular case the guide is made in the form of an ellipse, in another particular case the guide is made in the form of a circle, in the third particular case the guide is made in the form of a quadrangle with smoothly rounded corners and deflections towards the center in the middle part of the sides of the quadrilateral; in the fourth particular case, the guide is made in the form of a figure close to a figure-eight without contact and intersection in the center.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1-4), где на фиг. 1 показана кинематическая схема поршневого двигателя внутреннего сгорания с направляющей в виде эллипса, на фиг. 2 показана кинематическая схема поршневого двигателя внутреннего сгорания с направляющей в виде фигуры, близкой к восьмерке без соприкосновения и пересечения в центре, на фиг. 3 показана кинематическая схема поршневого двигателя внутреннего сгорания с направляющей в виде четырехугольника с плавно закругленными углами и прогибами к центру в средней части сторон четырехугольника, на фиг. 4 показан частичный поперечный разрез поршневого двигателя внутреннего сгорания.The utility model is illustrated by drawings (Fig. 1-4), where in Fig. 1 shows a kinematic diagram of a reciprocating internal combustion engine with an elliptical guide, FIG. 2 shows a kinematic diagram of a reciprocating internal combustion engine with a guide in the form of a figure close to a figure-eight without contact and intersection in the center, in Fig. 3 shows a kinematic diagram of a reciprocating internal combustion engine with a guide in the form of a quadrangle with smoothly rounded corners and deflections towards the center in the middle part of the sides of the quadrangle, in Fig. 4 shows a partial cross section of a reciprocating internal combustion engine.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

На фигурах обозначены: первый цилиндр 1, первое дно 2, первый поршень 3, первый шток 4, первая полость 5, первый шарнир 6, первый ролик 7, первый стержень 8, второй шарнир 9, второй ролик 10, третий шарнир 11, второй шток 12, второй цилиндр 13, второй поршень 14, вторая полость 15, второе дно 16, второй стержень 17, четвертый шарнир 18, привод вентилятора 19, дополнительный вал 20, лопасть 21, третий ролик 22, пятый шарнир 23, третья полость 24, третье дно 25, третий поршень 26, третий шток 27, третий цилиндр 28, третий стержень 29, шестой шарнир 30, первое основание 31, направляющая 32, четвертый ролик 33, седьмой шарнир 34, четвертый шток 35, четвертый поршень 36, четвертая полость 37, четвертое дно 38, четвертый цилиндр 39, четвертый стержень 40, восьмой шарнир 41, элементы охлаждения 42, кожух 43, первый направляющий элемент 44, первая часть 45, первый подшипник 46, вал 47, второе основание 48, второй подшипник 49, вторая часть 50, выступ 51, первая поверхность 52, нижняя поверхность 53, вторая поверхность 54, первый шип 55.The figures indicate: the first cylinder 1, the first bottom 2, the first piston 3, the first rod 4, the first cavity 5, the first hinge 6, the first roller 7, the first rod 8, the second hinge 9, the second roller 10, the third hinge 11, the second rod 12, the second cylinder 13, the second piston 14, the second cavity 15, the second bottom 16, the second rod 17, the fourth hinge 18, the fan drive 19, the additional shaft 20, the blade 21, the third roller 22, the fifth hinge 23, the third cavity 24, the third bottom 25, third piston 26, third rod 27, third cylinder 28, third rod 29, sixth hinge 30, first base 31, guide 32, fourth roller 33, seventh hinge 34, fourth rod 35, fourth piston 36, fourth cavity 37, fourth bottom 38, fourth cylinder 39, fourth rod 40, eighth hinge 41, cooling elements 42, casing 43, first guide 44, first part 45, first bearing 46, shaft 47, second base 48, second bearing 49, second part 50 , ledge 51, first surface 52, bottom surface t 53, second surface 54, first tenon 55.

Основными элементами поршневого двигателя внутреннего сгорания (далее иногда именуемого устройство) являются первое основание 31 с направляющей 32, второе основание 48, первый цилиндр 1, второй цилиндр 13, третий цилиндр 28 и четвертый цилиндр 39 (далее по тексту именуемыми совместно - цилиндрами), первый ролик 7, второй ролик 10, третий ролик 22 и четвертый ролик 33 (далее иногда именуемыми совместно - роликами), первый стержень 8, второй стержень 17, третий стержень 29 и четвертый стержень 40 (далее по тексту именуемые совместно стержнями), первый шарнир 6, второй шарнир 9, третий шарнир 11, четвертый шарнир 18, пятый шарнир 23, шестой шарнир 30, седьмой шарнир 34 и восьмой шарнир 41 (далее по тексту совместно именуемые шарнирами).The main elements of a piston internal combustion engine (hereinafter sometimes referred to as the device) are the first base 31 with a guide 32, the second base 48, the first cylinder 1, the second cylinder 13, the third cylinder 28 and the fourth cylinder 39 (hereinafter collectively referred to as cylinders), the first roller 7, second roller 10, third roller 22 and fourth roller 33 (hereinafter sometimes referred to collectively as rollers), first rod 8, second rod 17, third rod 29 and fourth rod 40 (hereinafter collectively referred to as rods), first hinge 6 , the second hinge 9, the third hinge 11, the fourth hinge 18, the fifth hinge 23, the sixth hinge 30, the seventh hinge 34 and the eighth hinge 41 (hereinafter collectively referred to as the hinges).

Первое основание 31 представляет собой конструктивный элемент, у которого две противоположные друг другу поверхности выполнены большей площади, чем другие его поверхности. В частном случае первое основание 31 может быть выполнено в виде диска. Первое основание 31 снабжено направляющей 32.The first base 31 is a structural element, in which two opposite surfaces are made of a larger area than its other surfaces. In a particular case, the first base 31 can be made in the form of a disc. The first base 31 is provided with a guide 32.

Направляющая 32 расположена на одной из больших поверхностей первого основания 31. Направляющая 32 выполнена с обеспечением возможности ограничения перемещения роликов в одних направлениях и формирования траектории для движения по ней роликов в других направлениях. В частном случае направляющая 32 может быть выполнена в виде паза или выступа, или их сочетания. Направляющая 32 выполнена с обеспечением возможности формирования в плане замкнутой траектории движения с плавными поворотами. В частном случае направляющая 32 может описывать траекторию в виде круга, эллипса (фиг. 1), или в виде фигуры, близкой к восьмерке без соприкосновения и пересечения в центре (фиг. 2), или в виде четырехугольника с плавно закругленными углами и прогибами к центру в средней части сторон четырехугольника (фиг. 3).The guide 32 is located on one of the large surfaces of the first base 31. The guide 32 is designed to limit the movement of the rollers in some directions and form a trajectory for the movement of the rollers along it in other directions. In a particular case, the guide 32 may be in the form of a groove or a ledge, or a combination thereof. The guide 32 is made with the possibility of forming in terms of a closed trajectory of movement with smooth turns. In a particular case, the guide 32 can describe the trajectory in the form of a circle, an ellipse (Fig. 1), or in the form of a figure close to eight without contact and intersection in the center (Fig. 2), or in the form of a quadrangle with smoothly rounded corners and deflections to center in the middle part of the sides of the quadrilateral (Fig. 3).

Направляющая 32 ограничена первой поверхностью 52, нижней поверхностью 53 и второй поверхностью 54. Первая поверхность 52, нижняя поверхность 53 и вторая поверхность 54 расположены последовательно в указанном порядке с образованием в поперечном сечении П-образной формы. Первая поверхность 52 расположена ближе к центральной части первого основания 31, чем вторая поверхность 54. На первой поверхности 52 выполнен выступ 51, обращенный в сторону второй поверхности 54. Выступ 51 расположен на некотором расстоянии от нижней поверхности 53 с обеспечением размещения между ними роликов.The guide 32 is defined by a first surface 52, a bottom surface 53, and a second surface 54. The first surface 52, the bottom surface 53, and the second surface 54 are arranged sequentially in that order to form a U-shape in cross section. The first surface 52 is located closer to the central part of the first base 31 than the second surface 54. The first surface 52 has a protrusion 51 facing the second surface 54. The protrusion 51 is located at some distance from the bottom surface 53 to accommodate the rollers between them.

В центральной части первого основания 31, перпендикулярно первому основанию 31, установлен вал 47. В частном случае вал 47 выполнен заодно с первым основанием 31. При этом образующая первой поверхности 52 в целом параллельна оси вала 47. Образующая второй поверхности 54 в целом параллельна оси вала 47.In the central part of the first base 31, perpendicular to the first base 31, a shaft 47 is installed. In a particular case, the shaft 47 is integral with the first base 31. In this case, the generatrix of the first surface 52 is generally parallel to the axis of the shaft 47. The generatrix of the second surface 54 is generally parallel to the axis of the shaft 47.

Второе основание 48 представляет собой конструктивный элемент устройства, в частном случае выполненный из двух частей: первой части 45 и второй части 50. Первая часть 45 и вторая часть 50 выполнены каждая в виде плоского элемента, две поверхности которого выполнены большей площади, чем другие его поверхности. В частном случае первая часть 45 и вторая часть 50 выполнены в виде дисков.The second base 48 is a structural element of the device, in a particular case, made of two parts: the first part 45 and the second part 50. The first part 45 and the second part 50 are each made in the form of a flat element, two surfaces of which are made of a larger area than its other surfaces. . In a particular case, the first part 45 and the second part 50 are made in the form of discs.

В центральной области первой части 45 закреплен первый подшипник 46. В центральной области второй части 50 закреплен второй подшипник 49. Вал 47 закреплен в первом подшипнике 46 и втором подшипнике 49. Вал 47 выполняет функцию средства передачи крутящего момента.The first bearing 46 is fixed in the central region of the first part 45. The second bearing 49 is fixed in the central region of the second part 50. The shaft 47 is fixed in the first bearing 46 and the second bearing 49. The shaft 47 functions as a torque transmission means.

Первый цилиндр 1, второй цилиндр 13, третий цилиндр 28, четвертый цилиндр 39 выполнены каждый в виде прямого кругового цилиндра. Первый поршень 3, второй поршень 14, третий поршень 26 и четвертый поршень 36 (далее иногда именуемые совместно-поршнями) выполнены каждый в виде прямого кругового цилиндра. При этом диаметр поршней выполнен с обеспечением возможности их размещения внутри цилиндров. Высота каждого поршня выполнена меньшей, чем высота соответствующего цилиндра.The first cylinder 1, the second cylinder 13, the third cylinder 28, the fourth cylinder 39 are each made in the form of a right circular cylinder. The first piston 3, the second piston 14, the third piston 26, and the fourth piston 36 (hereinafter, sometimes referred to collectively as pistons) are each made in the form of a right circular cylinder. At the same time, the diameter of the pistons is made so that they can be placed inside the cylinders. The height of each piston is made smaller than the height of the corresponding cylinder.

Первый шток 4, второй шток 12, третий шток 27 и четвертый шток 35 выполнены в виде стержня, т.е. элемента, один из размеров которого в несколько раз больше других его размеров. Первый шток 4, второй шток 12, третий шток 27 и четвертый шток 35 выполнены с обеспечением необходимой прочности для восприятия эксплуатационных нагрузок. В частном случае первый шток 4, второй шток 12, третий шток 27 и четвертый шток 35 выполнены из металла.The first rod 4, the second rod 12, the third rod 27 and the fourth rod 35 are made in the form of a rod, i. element, one of whose dimensions is several times larger than its other dimensions. The first rod 4, the second rod 12, the third rod 27 and the fourth rod 35 are made to provide the necessary strength to withstand operating loads. In a particular case, the first rod 4, the second rod 12, the third rod 27 and the fourth rod 35 are made of metal.

Первый цилиндр 1 выполнен полым с образованием первой полости 5. Первый цилиндр 1 со стороны одного из торцов ограничен первым дном 2. В первой полости 5 расположен первый поршень 3. Первый поршень 3 со стороны противоположной первому дну 2 соединен с одним из концов первого штока 4 с обеспечением возможности поворота первого штока 4 относительно оси первого цилиндра 1, например, посредством шарнирного соединения.The first cylinder 1 is made hollow with the formation of the first cavity 5. The first cylinder 1 is limited by the first bottom 2 from one of the ends. The first piston 3 is located in the first cavity 5. The first piston 3 from the side opposite to the first bottom 2 is connected to one of the ends of the first rod 4 with the possibility of rotation of the first rod 4 relative to the axis of the first cylinder 1, for example, by means of a swivel.

Второй цилиндр 13 выполнен полым с образованием второй полости 15. Второй цилиндр 13 со стороны одного из торцов ограничен вторым дном 16. Во второй полости 15 расположен второй поршень 14. Второй поршень 14 со стороны противоположной второму дну 16 соединен с одним из концов второго штока 12 с обеспечением возможности поворота второго штока 12 относительно оси второго цилиндра 13, например, посредством шарнирного соединения.The second cylinder 13 is made hollow with the formation of the second cavity 15. The second cylinder 13 is limited by the second bottom 16 from the side of one of the ends. The second piston 14 is located in the second cavity 15. The second piston 14 is connected to one of the ends of the second rod 12 with the possibility of rotation of the second rod 12 relative to the axis of the second cylinder 13, for example, by means of a swivel.

Третий цилиндр 28 выполнен полым с образованием третьей полости 24. Третий цилиндр 28 со стороны одного из торцов ограничен третьим дном 25. В третьей полости 24 расположен третий поршень 26. Третий поршень 26 со стороны противоположной третьему дну 25 соединен с одним из концов третьего штока 27 с обеспечением возможности поворота третьего штока 27 относительно оси третьего цилиндра 28, например, посредством шарнирного соединения.The third cylinder 28 is made hollow with the formation of the third cavity 24. The third cylinder 28 from the side of one of the ends is limited by the third bottom 25. The third piston 26 is located in the third cavity 24. The third piston 26 from the side opposite to the third bottom 25 is connected to one of the ends of the third rod 27 with the possibility of rotation of the third rod 27 relative to the axis of the third cylinder 28, for example, by means of a swivel.

Четвертый цилиндр 39 выполнен полым с образованием четвертой полости 37. Четвертый цилиндр 39 со стороны одного из торцов ограничен четвертым дном 38. В четвертой полости 37 расположен четвертый поршень 36. Четвертый поршень 36 со стороны противоположной четвертому дну 38 соединен с одним из концов четвертого штока 35 с обеспечением возможности поворота четвертого штока 35 относительно оси четвертого цилиндра 39, например, посредством шарнирного соединения.The fourth cylinder 39 is made hollow with the formation of the fourth cavity 37. The fourth cylinder 39 from the side of one of the ends is limited by the fourth bottom 38. The fourth piston 36 is located in the fourth cavity 37. The fourth piston 36 from the side opposite the fourth bottom 38 is connected to one of the ends of the fourth rod 35 with the possibility of rotation of the fourth rod 35 relative to the axis of the fourth cylinder 39, for example, by means of a swivel.

Первый цилиндр 1, второй цилиндр 13, третий цилиндр 28 и четвертый цилиндр 39 закреплены во втором основании 48. В частном случае, цилиндры расположены оппозитно и попарно ортогональны. Первый цилиндр 1 расположен симметрично третьему цилиндру 28 относительно вала 47 (а также оси первого основания 31) и образует с ним первую пару. Второй цилиндр 13 расположен симметрично четвертому цилиндру 36 относительно вала 47 (а также оси первого основания 31) и образует с ним вторую пару. Ось первой пары ортогональна оси второй пары. В общем случае, цилиндры одной пары могут не лежать на одной оси, но оси цилиндров должны быть параллельны и лежать в плоскости, параллельной плоскости первого основания 31. Минимальное количество пар цилиндров равно единице.The first cylinder 1, the second cylinder 13, the third cylinder 28 and the fourth cylinder 39 are fixed in the second base 48. In a particular case, the cylinders are opposite and orthogonal in pairs. The first cylinder 1 is located symmetrically to the third cylinder 28 relative to the shaft 47 (as well as the axis of the first base 31) and forms the first pair with it. The second cylinder 13 is located symmetrically to the fourth cylinder 36 relative to the shaft 47 (as well as the axis of the first base 31) and forms a second pair with it. The axis of the first pair is orthogonal to the axis of the second pair. In general, the cylinders of one pair may not lie on the same axis, but the axes of the cylinders must be parallel and lie in a plane parallel to the plane of the first base 31. The minimum number of pairs of cylinders is one.

Первый направляющий элемент 44, второй направляющий элемент (не указан), третий направляющий элемент (не указан) и четвертый направляющий элемент (не указан) выполнены с обеспечением возможности ограничения отклонения штока от оси цилиндра. В частном случае направляющий элемент может быть выполнен в форме вилки. При этом каждый направляющий элемент выполнен с обеспечением возможности допустимого отклонения штока от оси цилиндра под действием на него соответствующего стержня. Первый направляющий элемент 44, второй направляющий элемент, третий направляющий элемент и четвертый направляющий элемент закреплены на первой части 45 второго основания 48 перпендикулярно его плоскости.The first guide element 44, the second guide element (not indicated), the third guide element (not indicated) and the fourth guide element (not indicated) are designed to limit the deviation of the rod from the axis of the cylinder. In a particular case, the guide element can be made in the form of a fork. In addition, each guide element is designed to allow the rod to be allowed to deviate from the cylinder axis under the action of the corresponding rod on it. The first guide element 44, the second guide element, the third guide element and the fourth guide element are fixed on the first part 45 of the second base 48 perpendicular to its plane.

Первый шип 55, второй шип (не указан), третий шип (не указан) и четвертый шип (не указан) выполнены в виде выступов на торце или на боковой поверхности первого штока 4, второго штока 12, третьего штока 27 и четвертого штока 35 соответственно. Первый шип 55, второй шип, третий шип и четвертый шип выполнены с обеспечением вхождения в направляющую 32. В частном случае первый шток 4 и первый шип 55 выполнены заодно. Второй шток 12 и второй шип выполнены заодно. Третий шток 27 и третий шип выполнен заодно. Четвертый шток 35 и четвертый шип выполнены заодно. Первый шип 55, второй шип, третий шип и четвертый шип частично расположены в направляющей 32 и перпендикулярны плоскости первого основания 31.The first spike 55, the second spike (not specified), the third spike (not specified) and the fourth spike (not specified) are made in the form of protrusions on the end or on the side surface of the first rod 4, the second rod 12, the third rod 27 and the fourth rod 35, respectively. . The first stud 55, the second stud, the third stud and the fourth stud are designed to fit into the guide 32. In a particular case, the first stem 4 and the first stud 55 are integral. The second rod 12 and the second spike are made in one piece. The third rod 27 and the third spike are made in one piece. The fourth rod 35 and the fourth spike are made in one piece. The first stud 55, the second stud, the third stud and the fourth stud are partially located in the guide 32 and perpendicular to the plane of the first base 31.

Первый ролик 7, второй ролик 10, третий ролик 22 и четвертый ролик 33 представляет собой цилиндрические элементы небольшого диаметра (колесика), выполненные и установленные с обеспечением вращательного движения. Первый ролик 7 установлен на первом шипе 55. Второй ролик 10 установлен на втором шипе. Третий ролик 22 установлен на третьем шипе. Четвертый ролик 33 установлен на четвертом шипе. В частном случае первый ролик 7, второй ролик 10, третий ролик 22 и четвертый ролик 33 могут быть выполнены двойными, т.е. состоящими из двух цилиндрических элементов. При этом один из указанных цилиндрических элементов располагают со стороны первой поверхности 52, а другой из указанных цилиндрических элементов располагают со стороны второй поверхности 54.The first roller 7, the second roller 10, the third roller 22 and the fourth roller 33 are cylindrical elements of small diameter (wheels) made and installed with rotational motion. The first roller 7 is mounted on the first stud 55. The second roller 10 is mounted on the second stud. The third roller 22 is mounted on the third spike. The fourth roller 33 is mounted on the fourth spike. In a particular case, the first roller 7, the second roller 10, the third roller 22 and the fourth roller 33 can be made double, i.e. consisting of two cylindrical elements. In this case, one of these cylindrical elements is located on the side of the first surface 52, and the other of these cylindrical elements is located on the side of the second surface 54.

Снаружи каждого цилиндра выполнены элементы охлаждения 42. В частном случае элементы охлаждения 42 выполнены заодно с цилиндрами.Cooling elements 42 are provided outside of each cylinder. In a particular case, cooling elements 42 are integral with the cylinders.

Первый цилиндр 1, второй цилиндр 13, третий цилиндр 28 и четвертый цилиндр 39 могут быть снабжены каждый клапаном для подвода горючей смеси в цилиндр, клапаном для отвода отработанных газов и средством воспламенения. В частном случае клапан подачи горючей смеси, клапан для отвода обработанных газов и средство воспламенения расположены в первом дне 2, втором дне 16, третьем дне 25 и четвертом дне 38.The first cylinder 1, the second cylinder 13, the third cylinder 28 and the fourth cylinder 39 may each be provided with an in-cylinder combustion valve, an exhaust valve and an ignition means. In a particular case, the combustible mixture supply valve, the valve for removing the treated gases and the ignition means are located in the first day 2, the second day 16, the third day 25 and the fourth day 38.

На первой части 45 второго основания 48 установлен привод вентилятора 19. Вентилятор состоит из лопастей 21, дополнительного вала 20 и привода вентилятора 19. Лопасти 21 закреплены на дополнительном валу 20. Дополнительный вал 20 установлен в приводе вентилятора 19. Дополнительный вал 20 соосен валу 47. С привода вентилятора 19 на дополнительный вал 20 передается крутящий момент. При вращении дополнительного вала 20, лопасти 21 создают поток воздуха, который обдувает элементы охлаждения 42.On the first part 45 of the second base 48, a fan drive 19 is installed. The fan consists of blades 21, an additional shaft 20 and a fan drive 19. The blades 21 are fixed on an additional shaft 20. The additional shaft 20 is installed in the fan drive 19. The additional shaft 20 is coaxial with the shaft 47. Torque is transmitted from the fan drive 19 to the additional shaft 20. When the additional shaft 20 rotates, the blades 21 create an air flow that blows over the cooling elements 42.

Кожух 43 представляет собой жесткий легкосъемный корпус, обеспечивающий защиту лопастей 21 от внешнего воздействия. Кожух 43 имеет прорези, что обеспечивает возможность поступления воздуха к лопастям 21. Кожух 43 выполнен и установлен с обеспечением беспрепятственной работы устройства в целом.The casing 43 is a rigid, easily removable housing that protects the blades 21 from external influences. The shroud 43 is slotted to allow air to flow to the vanes 21. The shroud 43 is designed and installed to ensure unhindered operation of the device as a whole.

Первый стержень 8, второй стержень 17, третий стержень 29 и четвертый стержень 40 выполнены в виде продолговатого элемента, один из размеров которого больше, чем другие его размеры. Первый стержень 8, второй стержень 17, третий стержень 29 и четвертый стержень 40 выполнены с обеспечением необходимой прочности для восприятия эксплуатационных нагрузок, в частном случае из металла. Первый стержень 8 установлен одним концом в первом шарнире 6, другим концом во втором шарнире 9. Второй стержень 17 установлен одним концом в третьем шарнире 11, другим концом в четвертом шарнире 18. Третий стержень 29 установлен одним концом в пятом шарнире 23, другим концом в шестом шарнире 30. Четвертый стержень 40 установлен одним концом в седьмом шарнире 34, другим концом в восьмом шарнире 41.The first rod 8, the second rod 17, the third rod 29 and the fourth rod 40 are made in the form of an elongated element, one of the dimensions of which is larger than its other dimensions. The first rod 8, the second rod 17, the third rod 29 and the fourth rod 40 are made with the necessary strength to withstand operational loads, in the particular case of metal. The first rod 8 is installed with one end in the first hinge 6, the other end in the second hinge 9. The second rod 17 is installed with one end in the third hinge 11, the other end in the fourth hinge 18. The third rod 29 is installed with one end in the fifth hinge 23, the other end in the sixth hinge 30. The fourth rod 40 is installed with one end in the seventh hinge 34, the other end in the eighth hinge 41.

Каждый шарнир представляет собой узел соединения, обеспечивающий поворот стержня относительно места крепления. Первый шарнир 6, третий шарнир 11, пятый шарнир 23 и седьмой шарнир 34 установлены соответственно на первом штоке 4, втором штоке 12, третьем штоке 27 и четвертом штоке 35 вблизи направляющей 32. Второй шарнир 9, четвертый шарнир 18, шестой шарнир 30 и восьмой шарнир 41 установлены на втором основании 48. В частном случае второй шарнир 9, четвертый шарнир 18, шестой шарнир 30 и восьмой шарнир 41 могут быть установлены каждый на соответствующей ему оси, закрепленной неподвижно относительно второго основания 48. При этом расстояние от второго шарнира 9 до первого штока 4, от четвертого шарнира 18 до второго штока 12, от шестого шарнира 30 до третьего штока 27 и от восьмого шарнира 41 до четвертого штока 35 выполнено меньшим, чем длина первого стержня 8, второго стержня 17, третьего стержня 29 и четвертого стержня 40 соответственно.Each hinge is a connection node that provides rotation of the rod relative to the attachment point. The first hinge 6, the third hinge 11, the fifth hinge 23 and the seventh hinge 34 are mounted respectively on the first rod 4, the second rod 12, the third rod 27 and the fourth rod 35 near the guide 32. The second hinge 9, the fourth hinge 18, the sixth hinge 30 and the eighth hinge 41 is mounted on the second base 48. In a particular case, the second hinge 9, the fourth hinge 18, the sixth hinge 30 and the eighth hinge 41 can each be installed on its corresponding axis, fixed relative to the second base 48. In this case, the distance from the second hinge 9 to the first rod 4, from the fourth hinge 18 to the second rod 12, from the sixth hinge 30 to the third rod 27 and from the eighth hinge 41 to the fourth rod 35 is less than the length of the first rod 8, the second rod 17, the third rod 29 and the fourth rod 40 respectively.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Полезная модель реализуется следующим образом.The utility model is implemented as follows.

Полезная модель реализуется следующим образом. Изготавливают первое основание 31 с направляющей 32 эллиптической формы и второе основание 48 с первой частью 45 и второй частью 50. Изготавливают необходимое количество цилиндров с поршнями, штоками, шипами и роликами. Цилиндры закрепляют на первой части 45 и второй части 50 второго основания 48, в частном случае, таким образом, что оси первого цилиндра 1, второго цилиндра 13, третьего цилиндра 28 и четвертого цилиндра 39 пересекают ось вала 47 в одной точке и перпендикулярны ей. Первое основание 31, первую часть 45 и вторую часть 50 второго основания 48 устанавливают друг относительно друга с обеспечением возможности расположения роликов в направляющей 32 и взаимного вращения первого основания 31 и второго основания 48 друг относительно друга. В частном случае второе основание 48 с цилиндрами установлено стационарно, т.е. неподвижно относительно места установки. При этом первое основание 31 может совершать вращение относительно второго основания 48. Вал 47 устанавливают в первый подшипник 46 и второй подшипник 49. К дну каждого цилиндра подсоединяют средство подачи горючей смеси, средство отвода отработанных газов и средство воспламенения.The utility model is implemented as follows. The first base 31 is made with an elliptical guide 32 and the second base 48 with the first part 45 and the second part 50. The required number of cylinders with pistons, rods, spikes and rollers is made. The cylinders are fixed on the first part 45 and the second part 50 of the second base 48, in a particular case, in such a way that the axes of the first cylinder 1, the second cylinder 13, the third cylinder 28 and the fourth cylinder 39 intersect the axis of the shaft 47 at one point and are perpendicular to it. The first base 31, the first part 45 and the second part 50 of the second base 48 are mounted relative to each other so that the rollers are located in the guide 32 and the first base 31 and the second base 48 rotate relative to each other. In a particular case, the second base 48 with cylinders is installed permanently, i.e. stationary relative to the installation site. In this case, the first base 31 can rotate relative to the second base 48. The shaft 47 is installed in the first bearing 46 and the second bearing 49. A combustible mixture supply means, an exhaust means and an ignition means are connected to the bottom of each cylinder.

При запуске устройства, например, посредством стартера, валу 47, а, следовательно, и первому основанию 31, установленному неподвижно относительно вала 47, задается вращение вокруг их оси. Стартер работает в течение времени совершения такта впуска и сжатия поршнями первой (для простоты) пары цилиндров. Затем производится зажигание, и стартер отключается. Во время совершения такта рабочего хода и выпуска отработавших газов первым поршнем 3 и третьим поршнем 26 первой пары цилиндров сила, полученная за счет сжигания топлива, воздействует на первый поршень 3 и третий поршень 26, заставляя их двигаться в направлении центра. Посредством первого штока 4 с первым шипом 55 и третьего штока 27 с третьим шипом сила передается на первый ролик 7 и третий ролик 22, которые, в свою очередь, воздействует на выступ 51 первой поверхности 52 направляющей 32. За счет выполнения направляющей 32 в форме эллипса возникает пара окружных сил, которая создает крутящий момент на первом основании 31. После такта рабочего хода и выпуска поршни первой пары цилиндров совершают такт впуска и сжатия, после чего снова совершают такт рабочего хода и выпуска. Поршни второй пары цилиндров работают с отставанием на один такт от поршней первой пары, т.е. когда поршни первой пары цилиндров совершают такт рабочего хода и выпуска поршни второй пары цилиндров совершают такт впуска и сжатия. В каждый момент времени такт рабочего хода и выпуска совершают поршни одной пары цилиндров.When starting the device, for example, by means of a starter, the shaft 47, and, consequently, the first base 31, fixed relative to the shaft 47, is given rotation around their axis. The starter operates during the time of the intake and compression stroke by the pistons of the first (for simplicity) pair of cylinders. Then the ignition is made, and the starter is turned off. During the stroke of the first piston 3 and the third piston 26 of the first pair of cylinders, the power obtained by burning fuel acts on the first piston 3 and the third piston 26, causing them to move towards the center. Through the first rod 4 with the first spike 55 and the third rod 27 with the third spike, the force is transmitted to the first roller 7 and the third roller 22, which, in turn, acts on the protrusion 51 of the first surface 52 of the guide 32. Due to the implementation of the guide 32 in the form of an ellipse a pair of circumferential forces arises, which creates a torque on the first base 31. After the power stroke and exhaust stroke, the pistons of the first pair of cylinders perform an intake and compression stroke, after which they again perform a power stroke and exhaust. The pistons of the second pair of cylinders operate one cycle behind the pistons of the first pair, i.e. when the pistons of the first pair of cylinders perform a power stroke and exhaust stroke, the pistons of the second pair of cylinders perform an intake and compression stroke. At each moment of time, the pistons of one pair of cylinders make the cycle of the working stroke and the exhaust.

В момент взрыва горючей смеси в первой полости 5 (в качестве примера) происходит толчок первого поршня 3 в сторону вала 47. В случае осуществления жесткого крепления первого штока 4 к первому поршню 3 (как в прототипе), а также отсутствия в конструкции первого стержня 8, происходит ортогональный удар первого ролика 7 в первую поверхность 52 направляющей 32, что приводит к быстрому износу первого ролика 7, первого штока 4 и направляющей 32. Таким же образом происходит процесс разрушения элементов других цилиндров устройства.At the time of the explosion of the combustible mixture in the first cavity 5 (as an example), the first piston 3 is pushed towards the shaft 47. In the case of a rigid attachment of the first rod 4 to the first piston 3 (as in the prototype), as well as the absence of the first rod 8 in the design , there is an orthogonal impact of the first roller 7 into the first surface 52 of the guide 32, which leads to rapid wear of the first roller 7, the first rod 4 and the guide 32. In the same way, the process of destruction of the elements of other cylinders of the device occurs.

Для предотвращения данного недостатка в данном техническом решении крепление штоков к поршням выполнено шарнирным. При этом в состав устройства введены стержни, присоединенные к штокам и второму основанию 48 также шарнирно. Далее дано описание общего принципа работы без использования числительных обозначений, так как описанные процессы присущи всем подобным элементам устройства. Таким образом в момент расположения поршня вблизи соответствующего дна (одна мертвая точка) стержень расположен под тупым углом к части штока от поршня до места крепления к нему стержня. В момент взрыва горючей смеси в полости поршень продвигается в сторону вала 47. Поршень толкает шток. Шток тянет за собой конец стержня, присоединенный к штоку. При этом стержень, выполненный большей длины, чем расстояние от штока до точки крепления стержня ко второму основанию 48, толкает шток в противоположную сторону, обеспечивая его отклонение от первоначального положения. При этом ролик мягко воздействует на направляющую 32, без рывков и разрушительного воздействия. Затем стержень переходит положение, перпендикулярное штоку и позволяет штоку вернуться в положение соосное оси цилиндра. При расположении поршня в крайнем положении от дна (другая мертвая точка) стержень располагается под острым углом к части штока между поршнем и местом крепления к нему стержня. При выпуске отработавших газов и возращении поршня в сторону дна также происходит отклонение штока от положения, соосного оси цилиндра под воздействием стержня.To prevent this shortcoming in this technical solution, the fastening of the rods to the pistons is made articulated. At the same time, rods are introduced into the structure of the device, which are also hingedly attached to the rods and the second base 48. The following is a description of the general principle of operation without the use of numerical designations, since the described processes are inherent in all such elements of the device. Thus, at the moment the piston is located near the corresponding bottom (one dead point), the rod is located at an obtuse angle to the part of the rod from the piston to the place where the rod is attached to it. At the moment of explosion of the combustible mixture in the cavity, the piston moves towards the shaft 47. The piston pushes the rod. The rod pulls the end of the rod attached to the rod. In this case, the rod, which is longer than the distance from the rod to the attachment point of the rod to the second base 48, pushes the rod in the opposite direction, ensuring its deviation from its original position. In this case, the roller gently acts on the guide 32, without jerks and destructive effects. The rod then moves to a position perpendicular to the rod and allows the rod to return to a position coaxial with the cylinder axis. When the piston is located in the extreme position from the bottom (another dead point), the rod is located at an acute angle to the part of the rod between the piston and the place where the rod is attached to it. When the exhaust gases are released and the piston returns towards the bottom, the rod also deviates from the position coaxial to the cylinder axis under the influence of the rod.

Привод вентилятора 19 может быть подключен к стороннему источнику или, в частном случае, к валу 47. Крутящий момент передается лопастям 21 через дополнительный вал 20. Вращение лопастей 21 создает воздушный поток, обдувающий элементы охлаждения 42 и понижающий таким образом температуру двигателя.The fan drive 19 can be connected to a third-party source or, in a particular case, to a shaft 47. The torque is transmitted to the blades 21 through an additional shaft 20. The rotation of the blades 21 creates an air flow that blows around the cooling elements 42 and thus lowers the temperature of the engine.

Снятие мощности осуществляют со свободного конца вала 47.Power is removed from the free end of shaft 47.

Таким образом, выполнение устройства с совокупностью существенных признаков, описанных в формуле, обеспечивает увеличение надежности поршневого двигателя внутреннего сгорания за счет введения в его состав стержней, обеспечивающих отклонение штоков от осевого положения и предотвращение ортогонального удара роликов о направляющую 32.Thus, the implementation of the device with a combination of essential features described in the formula provides an increase in the reliability of a piston internal combustion engine due to the introduction of rods into its composition, ensuring the deviation of the rods from the axial position and preventing the orthogonal impact of the rollers on the guide 32.

Claims

1. A reciprocating internal combustion engine containing a first base, a second base, a shaft, a guide, cylinders, pistons, rods, spikes, rollers, the shaft is installed in the central part of the first base, motionless with respect to the first base, the guide is located on the first base and is closed , while the guide is located in such a way that its plane of rotation is perpendicular to the axis of the shaft, the second base is fixed to the shaft by means of bearings, the cylinders are fixed in the second base, and the axes of the cylinders are located in a plane parallel to the plane of rotation of the guide, the cylinders are mounted centrally with respect to each other - symmetrically on opposite sides of the shaft, each cylinder has a piston corresponding to it, a rod corresponding to this piston is attached to each piston at one end, a corresponding spike is located at the other end of each rod, a roller corresponding to it is located at the free end of each spike, located with a its contact with the guide, characterized in that rods are inserted into it, each rod is hinged at one end to the corresponding rod, the other end of each rod is hinged on the second base, while the hinge fastening of each rod on the second base is located at a distance from the corresponding this rod rod, which is less than the length of this rod.

2. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the guide is made in the form of an ellipse.

3. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the guide is made in the form of a circle.

4. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the guide is made in the form of a quadrangle with smoothly rounded corners and deflections towards the center in the middle part of the sides of the quadrangle.

5. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the guide is made in the form of a figure close to the figure eight without contact and intersection in the center.