RU2134795C1 - Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion - Google Patents
Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2134795C1 RU2134795C1 RU98109085A RU98109085A RU2134795C1 RU 2134795 C1 RU2134795 C1 RU 2134795C1 RU 98109085 A RU98109085 A RU 98109085A RU 98109085 A RU98109085 A RU 98109085A RU 2134795 C1 RU2134795 C1 RU 2134795C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- rotation
- rocker
- synchronizer
- sliders
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в том числе к моторостроению, компрессоростроению, насосостроению и т.д., и может быть использовано в объемных машинах, преобразующих энергию рабочей среды - жидкости или газа, например, в роторно-поршневых двигателях внутреннего сгорания с циклами типа Отто, Дизеля или в трохоидных двигателях типа Ванкеля. The invention relates to mechanical engineering, including motor engineering, compressor engineering, pump engineering, etc., and can be used in volumetric machines that convert the energy of the working medium - liquid or gas, for example, in rotary piston internal combustion engines with Otto cycles , Diesel or in trochoidal engines such as Wankel.
Известен способ преобразования движения в машине объемного расширения (вытеснения), имеющей кулисный механизм, заключающийся в преобразовании линейного возвратно-поступательного движения во вращательное (и наоборот), при этом реализуется линейное сопряжение при биротативном вращении некоторой пары частей машины с исходным и сопряженным профилем вокруг неподвижных осей, сдвинутых относительно друг друга (это т.н. биротативный способ сопряжения вращающейся кулисы и соединительного элемента). (BG, патент N 2038984, A, 1979). There is a method of converting movement in a volume expansion (displacement) machine having a rocker mechanism, which consists in converting linear reciprocating motion into rotational (and vice versa), while linear conjugation is realized during the rotational rotation of some pair of machine parts with the initial and conjugate profile around the stationary axes shifted relative to each other (this is the so-called biotic way of pairing the rotating wings and the connecting element). (BG, patent N 2038984, A, 1979).
Известен также способ преобразования движения в машине объемного расширения (вытеснения), поршни и цилиндры которой связаны с ползунами и с кулисным элементом, установленным на оси и выполненным в виде по меньшей мере двух непараллельных направляющих, причем ползуны посредством шарниров связаны между собой соединительным элементом, установленным на оси, заключающийся в обеспечении вращения по крайней мере одного из упомянутых элементов вокруг своей оси. (Авторское свидетельство СССР N 1188414, 1985). There is also known a method of converting movement in a volume expansion (extrusion) machine, the pistons and cylinders of which are connected with sliders and with a rocker element mounted on an axis and made in the form of at least two non-parallel guides, the sliders being connected through joints by a connecting element installed on the axis, which consists in ensuring the rotation of at least one of the mentioned elements around its axis. (USSR Author's Certificate N 1188414, 1985).
Известные способы преобразования движения в машине объемного расширения (вытеснения) обладают ограниченными техническими возможностями, не позволяющими увеличить количество рабочих циклов, осуществляемых за один оборот (период обращения) элементов вытеснительной пары, а также повысить КПД ввиду наличия реактивной силы на опорах неподвижного корпуса машины. Это обусловлено тем, что в биротационных кулисных механизмах объемных машин рабочий ход поршня от одной "мертвой" точки (м.т.) до другой происходит за один оборот коленчатого вала (т.е. за 360o), что существенно увеличивает рабочий цикл термодинамического процесса в объемной машине;
- в планетарных кулисных механизмах рабочий ход происходит за оборот коленчатого вала на 180o, что также не удовлетворяет условиям термодинамического процесса, в частности 4-тактного цикла;
- во всех известных способах на корпусе механизма присутствует реактивный момент, отрицательно влияющий на срок службы объемной машины, а для его компенсации требуются дополнительные капиталовложения на дооборудование машины - увеличение массы и габаритов, усиление крепежных средств и т.п.;
- наличием ускорений и вибраций при работе кулисного механизма, которые не всегда удается сбалансировать.Known methods for converting movement in a volume expansion (displacement) machine have limited technical capabilities that do not allow increasing the number of duty cycles carried out per revolution (circulation period) of the elements of the displacing pair, as well as increasing the efficiency due to the presence of reactive force on the supports of the stationary body of the machine. This is due to the fact that in the birotational rocker mechanisms of volumetric machines, the piston stroke from one "dead point" (bm) to another occurs in one revolution of the crankshaft (ie 360 o ), which significantly increases the working cycle of the thermodynamic process in a volumetric machine;
- in planetary rocker mechanisms, the working stroke occurs per 180 o rotation of the crankshaft, which also does not satisfy the conditions of the thermodynamic process, in particular a 4-stroke cycle;
- in all known methods, there is a reactive moment on the case of the mechanism that negatively affects the service life of the volumetric machine, and for its compensation additional investments are required for retrofitting the machine - increasing weight and dimensions, strengthening fasteners, etc .;
- the presence of accelerations and vibrations during operation of the rocker mechanism, which cannot always be balanced.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение технических и функциональных возможностей путем увеличения числа независимых степеней свободы вращательного движения до двух и числа рабочих циклов изменения объемов рабочих (вытеснительных) камер за один оборот приводного вала с одновременным уменьшением значений суммарного махового момента и реакций на опорах объемной трохоидной машины. Технический результат, помимо вышеуказанного, заключается также в
- достижении полного статического и динамического баланса вращающихся частей механизма;
- достижении возможности доведения величин суммарных кинетических и реактивных моментов до нулевых значений;
- повышении механического КПД за счет уменьшения боковых сил, действующих между поршнями и цилиндрами, и улучшения условий смазки;
- уменьшении угловой протяженности рабочего хода до 90o угла поворота выходного вала и, следовательно, реализации проведения 4-тактного цикла термодинамического процесса за один оборот вала, что в итоге интенсифицирует энергетический процесс, улучшает кривую крутящего момента и удельные характеристики объемной машины.The problem to which the invention is directed, is to expand the technical and functional capabilities by increasing the number of independent degrees of freedom of rotational motion to two and the number of working cycles of changing the volumes of working (displacing) chambers per revolution of the drive shaft while reducing the total flywheel moment and reactions to supports volumetric trochoidal machine. The technical result, in addition to the above, is also
- achieving full static and dynamic balance of the rotating parts of the mechanism;
- achieving the possibility of bringing the values of the total kinetic and reactive moments to zero;
- increasing the mechanical efficiency by reducing the lateral forces acting between the pistons and cylinders, and improving lubrication conditions;
- reducing the angular length of the working stroke to 90 o the angle of rotation of the output shaft and, therefore, the implementation of a 4-cycle cycle of the thermodynamic process for one revolution of the shaft, which ultimately intensifies the energy process, improves the torque curve and the specific characteristics of the volumetric machine.
Для достижения указанного выше технического результата в известном способе преобразования движения в машине объемного расширения (вытеснения), в которой по меньшей мере один поршень и цилиндр связаны с ползунами и с кулисным элементом, установленным на оси и выполненным в виде по меньшей мере двух непараллельных направляющих со скользящими в них ползунами, причем ползуны посредством шарниров связаны между собой соединительным элементом, установленным на оси, заключающемся в обеспечении вращения по крайней мере одного из упомянутых элементов вокруг своей оси, осуществляют одновременное вращение оси одного из элементов относительно введенной основной оси и оси другого элемента относительно оси первого элемента и одновременное вращение обеих элементов вокруг своих осей, при этом осуществляют синхронизацию угловых скоростей планетарного и вращательного движений поршней и цилиндров машины. To achieve the above technical result in a known method of converting movement in a volume expansion machine (displacement), in which at least one piston and cylinder are connected with sliders and with a rocker element mounted on the axis and made in the form of at least two non-parallel guides with the sliders sliding in them, the sliders being connected by means of hinges to each other by a connecting element mounted on an axis, which consists in ensuring rotation of at least one of the aforementioned electric cops around its axis, is carried out simultaneous rotation axis of one of the elements with respect to the introduced primary axis and the axis of the other member relative to the axis of the first element and the simultaneous rotation of the two elements about their axes, thus to synchronize the angular velocities of the planetary and rotary motions of the pistons and cylinders of the machine.
Кроме этого, при совмещении основной оси с осью вращения одного из упомянутых элементов или с осью шарниров ползунов или с центром масс кулисного механизма сообщают кулисному и соединительному элементам вращение с угловыми скоростями, определяемыми из соотношения
W0 + W2 - 2W1 = 0,
где W1, W2 - угловые скорости вращения кулисного и соединительного элементов относительно своих осей,
W0 - угловая скорость вращения оси одного элемента относительно оси другого элемента.In addition, when combining the main axis with the axis of rotation of one of the mentioned elements or with the axis of the hinges of the sliders or with the center of mass of the rocker mechanism, the rocker and connecting elements are rotated with angular velocities determined from the relation
W 0 + W 2 - 2W 1 = 0,
where W 1 , W 2 - the angular velocity of rotation of the rocker and connecting elements relative to its axes,
W 0 - the angular velocity of rotation of the axis of one element relative to the axis of another element.
Известны устройства, в которых осуществляется бесшатунное преобразование возвратно-поступательного движения в планетарное вращательное (и наоборот). Такое устройство содержит неподвижный корпус с двумя или более непараллельными прямолинейными направляющими, одинарные передний и задний кривошипы, закрепленные концевыми шипами шарнирно в неподвижном корпусе, по меньшей мере два ползуна, каждый из которых размещен в направляющих, и соединительное звено, выполненное в виде двуплечего кривошипа, плечи которого шарнирно соединены с ползунами, а шипы - с одинарными кривошипами (Баландин С. С. Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1968 и Кожевников С.Н. и др. Механизмы. М.: Машиностроение, 1976, с.90, фиг. 2.117). Known devices in which the rodless conversion of the reciprocating motion into a planetary rotational (and vice versa) is carried out. Such a device comprises a fixed body with two or more non-parallel rectilinear guides, single front and rear cranks, fixed by end spikes pivotally in the fixed body, at least two sliders, each of which is placed in the guides, and a connecting link made in the form of a two-armed crank, whose shoulders are pivotally connected to the sliders, and the spikes - with single cranks (Balandin S.S. Rodless piston internal combustion engines. M: Mechanical Engineering, 1968 and Kozhevnikov S.N. et al. Mechanisms.M.: Mechanical Engineering, 1976, p.90, Fig. 2.117).
Известные устройства преобразования движения в машине объемного расширения (вытеснения) обладают ограниченными техническими возможностями, не позволяющими увеличить количество рабочих циклов, осуществляемых за один оборот (период обращения) элементов вытеснительной пары, а также повысить КПД ввиду наличия реактивной силы на опорах неподвижного корпуса машины. Это обусловлено тем, что в биротационных кулисных механизмах объемных машин рабочий ход поршня от одной "мертвой" точки (м.т.) до другой происходит за один оборот коленчатого вала (т. е. за 360o), что существенно увеличивает рабочий цикл термодинамического процесса в объемной машине.Known devices for converting movement in a volume expansion (displacement) machine have limited technical capabilities that do not allow increasing the number of work cycles carried out per revolution (circulation period) of the elements of the displacing pair, as well as increasing the efficiency due to the presence of reactive force on the supports of the stationary body of the machine. This is due to the fact that in the birotational rocker mechanisms of volumetric machines, the piston stroke from one dead center (bm) to another occurs in one revolution of the crankshaft (that is, 360 o ), which significantly increases the duty cycle of the thermodynamic process in a volumetric machine.
Задачей, на решение которой направлено изобретение в виде устройства, является расширение технических и функциональных возможностей путем увеличения числа независимых степеней свободы вращательного движения до двух и числа рабочих циклов изменения объемов рабочих (вытеснительных) камер за один оборот приводного вала с одновременным уменьшением значений суммарного махового момента и реакций на опорах объемной трохоидной машины. Технический результат, помимо вышеуказанного, заключается также в
- достижении полного статического и динамического баланса вращающихся частей механизма;
- достижении возможности доведения величин суммарных кинетических и реактивных моментов до нулевых значений;
- повышение механического КПД за счет уменьшения боковых сил, действующих между поршнями и цилиндрами и улучшения условий смазки;
- уменьшение угловой протяженности рабочего хода до 90o угла поворота выходного вала и, следовательно, реализации проведения 4-тактного цикла термодинамического процесса за один оборот вала, что в итоге интенсифицирует энергетический процесс, улучшает кривую крутящего момента и удельные характеристики объемной машины.The task to which the invention is directed in the form of a device is to expand technical and functional capabilities by increasing the number of independent degrees of freedom of rotational motion to two and the number of working cycles of changing the volumes of working (displacing) chambers per revolution of the drive shaft while reducing the total flywheel and reactions on the supports of a volumetric trochoidal machine. The technical result, in addition to the above, is also
- achieving full static and dynamic balance of the rotating parts of the mechanism;
- achieving the possibility of bringing the values of the total kinetic and reactive moments to zero;
- increasing the mechanical efficiency by reducing the lateral forces acting between the pistons and cylinders and improving lubrication conditions;
- reducing the angular length of the working stroke to 90 o the angle of rotation of the output shaft and, therefore, the implementation of a 4-cycle cycle of the thermodynamic process for one revolution of the shaft, which ultimately intensifies the energy process, improves the torque curve and the specific characteristics of the volumetric machine.
Для достижения указанного выше технического результата известная машина объемного расширения (вытеснения), содержащая корпус с расположенными в нем по меньшей мере одним цилиндром и поршнем, кулисный механизм, выполненный в виде ползунов, один из которых связан с упомянутыми поршнем или цилиндром, кулисного элемента, установленного на оси и выполненного в виде не менее двух непараллельных направляющих, одна из которых соединена с цилиндром или поршнем, при этом ползуны посредством шарниров связаны с соединительным элементом, установленным на оси, снабжена основным валом и синхронизатором, связанным с одной стороны с основным валом или корпусом, а с другой стороны - по крайней мере с ползуном или кулисным элементом или с соединительным элементом или с двумя из них, и по крайней мере один из упомянутых элементов или ползунов установлен шарнирно в синхронизаторе с возможностью вращения вокруг основного вала и обеспечения при этом дополнительного планетарного вращения любого одного элемента относительно основного вала и планетарного вращения второго элемента относительно оси первого элемента. To achieve the above technical result, the known volumetric expansion (extrusion) machine, comprising a housing with at least one cylinder and a piston located therein, a rocker mechanism made in the form of sliders, one of which is connected to the said piston or cylinder, of a rocker element installed on the axis and made in the form of at least two non-parallel guides, one of which is connected to a cylinder or piston, while the sliders are connected to the connecting element by means of hinges, axis, is equipped with a main shaft and a synchronizer connected on one side to the main shaft or housing, and on the other hand, at least with a slider or rocker element or with a connecting element or with two of them, and at least one of the elements or sliders mounted pivotally in the synchronizer with the possibility of rotation around the main shaft and providing additional planetary rotation of any one element relative to the main shaft and planetary rotation of the second element relative about the axis of the first member.
Кроме этого, ось основного вала может быть совмещена с осью кулисного элемента или осью соединительного элемента или осью шарнира одного из ползунов или с центром масс кулисного механизма, синхронизатор выполнен в виде по меньшей мере одного звена, а угловые скорости вращений двух вышеупомянутых элементов вокруг своих осей и одного из звеньев синхронизатора определяются из соотношения
k1W1+k2W2+W3=0,
где W1, W2 - скорости вращения вышеупомянутых элементов вокруг своих осей,
W3 - скорость вращения звена синхронизатора,
k1, k2 - постоянные коэффициенты связи, при этом любые два из трех вышеупомянутых частей механизма - двух элементов и звена синхронизатора, установлены с возможностью независимого вращения друг от друга.In addition, the axis of the main shaft can be combined with the axis of the rocker element or the axis of the connecting element or the axis of the hinge of one of the sliders or with the center of mass of the rocker mechanism, the synchronizer is made in the form of at least one link, and the angular speeds of rotation of the two above-mentioned elements around their axes and one of the links of the synchronizer are determined from the relation
k 1 W 1 + k 2 W 2 + W 3 = 0,
where W 1 , W 2 - rotational speeds of the above elements around their axes,
W 3 - rotation speed of the synchronizer link,
k 1 , k 2 - constant coupling coefficients, while any two of the three above-mentioned parts of the mechanism - two elements and synchronizer link, are installed with the possibility of independent rotation from each other.
Кроме этого, синхронизатор может иметь дополнительную кинематическую цепь, связанную с любыми двумя из следующих частей механизма - кулисным элементом, соединительным элементом, одним из звеньев синхронизатора, корпусом с возможностью уменьшения количества независимых степеней свободы кулисного механизма на единицу. In addition, the synchronizer may have an additional kinematic chain associated with any two of the following parts of the mechanism - the rocker element, the connecting element, one of the links of the synchronizer, the housing with the ability to reduce the number of independent degrees of freedom of the rocker mechanism by one.
Кроме этого, синхронизатор может быть выполнен в виде планетарной зубчатой передачи. In addition, the synchronizer can be made in the form of a planetary gear.
Кроме этого, синхронизатор или ползуны, или кулисный элемент, или соединительный элемент установлены в корпусе с возможностью вращения или заторможены относительно корпуса. In addition, the synchronizer or sliders, or the rocker element or the connecting element are mounted in the housing for rotation or are braked relative to the housing.
Кроме этого, любые два из следующих вращающихся частей механизма: ползуны, кулисный элемент, соединительный элемент, звено синхронизатора кинематически связаны с двумя вращающимися элементами внешних устройств. In addition, any two of the following rotating parts of the mechanism: sliders, rocker element, connecting element, synchronizer link are kinematically connected with two rotating elements of external devices.
Кроме этого, синхронизатор может иметь механизм относительного кругового поступательного движения, связанный по крайней мере с кулисным элементом или соединительным элементом, или одновременно с обеими этими элементами, или с корпусом. In addition, the synchronizer may have a mechanism of relative circular translational motion associated with at least the rocker element or the connecting element, or simultaneously with both of these elements, or with the body.
Сущность способа преобразования движения в кулисном механизме и его конструкция поясняются следующими чертежами. The essence of the method of converting movement in the rocker mechanism and its design are illustrated by the following drawings.
На фиг. 1 приведена схема, поясняющая способ преобразования движения в объемной машине с кулисным механизмом. In FIG. 1 is a diagram explaining a method for converting motion in a volumetric machine with a rocker mechanism.
На фиг. 2 схематично изображена объемная машина с кулисным механизмом. In FIG. 2 schematically shows a volumetric machine with a rocker mechanism.
На фиг. 3 изображена схема, поясняющая способ преобразования движения в объемной машине при совмещении основной оси с осью направляющих кулисного элемента при планетарном движении соединительного элемента. In FIG. 3 is a diagram illustrating a method of converting motion in a volumetric machine when combining the main axis with the axis of the guides of the rocker element during planetary movement of the connecting element.
На фиг. 4 - схема, поясняющая способ преобразования движения в объемной машине при совмещении основной оси с осью кулисного элемента при круговом поступательном движении соединительного элемента. In FIG. 4 is a diagram explaining a method of converting movement in a volumetric machine when combining the main axis with the axis of the rocker element in a circular translational movement of the connecting element.
На фиг. 5 - вариант выполнения объемной машины. In FIG. 5 is an embodiment of a volumetric machine.
На фиг. 6 - схема, поясняющая способ преобразования движения в объемной машине при совмещении основной оси с осью шарнира неподвижно ползуна. In FIG. 6 is a diagram explaining a method of converting motion in a volumetric machine when combining the main axis with the axis of the hinge of a fixed slider.
На фиг. 7 - схема, поясняющая способ преобразования движения в объемной машине при совмещении основной оси с осью ползуна, вращающегося совместно с кулисным элементом. In FIG. 7 is a diagram explaining a method of converting movement in a volumetric machine when combining the main axis with the axis of the slider rotating together with the rocker element.
На фиг. 8 - диаграмма, поясняющая способ преобразования движения в объемной машине при совмещении основной оси с осью ползуна, в случае совершения водилом, образованным соединительным элементом, кругового поступательного движения. In FIG. 8 is a diagram explaining a method of converting motion in a volumetric machine when combining the main axis with the axis of the slider, in the case of the carrier, formed by the connecting element, circular translational motion.
На фиг. 9, фиг. 10 и фиг. 11 представлены схемы, поясняющие способ преобразования движения в объемной машине при совмещении основной оси с осью соединительного элемента при планетарном (фиг. 9, фиг. 10) и круговом поступательном (фиг. 11) движении кулисного элемента относительно основной оси. In FIG. 9, FIG. 10 and FIG. 11 is a diagram explaining a method of converting movement in a three-dimensional machine when combining the main axis with the axis of the connecting element during planetary (Fig. 9, Fig. 10) and circular translational (Fig. 11) movement of the rocker element relative to the main axis.
На фиг. 12 - вариант выполнения объемной машины с синхронизатором в виде двух инверторов направления вращения. In FIG. 12 is an embodiment of a volumetric machine with a synchronizer in the form of two inverters of direction of rotation.
На фиг. 13 - вариант выполнения объемной машины с опорной рамой и разгруженным ползуном. In FIG. 13 is an embodiment of a volumetric machine with a support frame and an unloaded slider.
На фиг. 14 - вариант выполнения объемной машины с опорной рамой и синхронизатором в виде одного инвертора направления вращения. In FIG. 14 is an embodiment of a volumetric machine with a support frame and a synchronizer in the form of one inverter of the direction of rotation.
На фиг. 15 - вариант объемной машины с оппозитными поршнями в случае выполнения кулисным элементом кругового поступательного движения. In FIG. 15 is a variant of a volumetric machine with opposed pistons in the case of performing a circular translational motion by the rocker element.
Изображенная на фиг. 1 схема поясняет способ преобразования движения в объемной машине кулисным механизмом. Основными частями кулисного механизма являются кулисный элемент 1, включающий не менее двух непараллельных направляющих 2, выполненных, например, в виде цилиндров, и скользящими в них по направлениям осей X-X и Y-Y ползунами 3, выполненными в виде поршней, и соединительный элемент 4, выполненный в виде коленчатого вала и шарнирно соединенный своими кривошипными шейками A и B с осями 5 ползунов 3. Оси собственного вращения кулисного элемента 1, соединительного элемента 4 и ползуна 3 проходят через их центры, обозначенные соответственно точками Oк, Oс и Oп. Центр масс кулисного механизма обозначен точкой m. Угол между плечами соединительного элемента OсA и OсB равен θ = 2ψ, а расстояния OсA = OсB = OсOк, т.е. кулисный механизм является предельным.Depicted in FIG. Figure 1 illustrates a method for converting movement in a volumetric machine by a rocker mechanism. The main parts of the rocker mechanism are the
В объемной машине имеется неподвижная основная ось вращения Oд, которая в общем случае расположена в пространстве произвольно, а в частных случаях может быть совмещена с осями собственного вращения основных звеньев кулисного механизма или с его центром масс.In the volumetric machine there is a fixed main axis of rotation O d , which in the general case is arbitrarily located in space, and in particular cases can be combined with the axes of proper rotation of the main links of the rocker mechanism or with its center of mass.
Сущность способа преобразования движения в объемной машине согласно изобретению заключается в том, что осуществляют одновременно бипланетарное и биротативное движение элементов 1 и 4 кулисного механизма, при котором приводят в движение вокруг дополнительной оси Oд хотя бы одну из осей кулисного или соединительного элементов (Oс или Oк), а другую ось приводят в круговое движение вокруг первой оси и в процессе движений одновременно осуществляют биротативное вращение обоих указанных элементов вокруг их собственных осей. При бипланетарном движении элементы кулисного механизма образуют два последовательно соединенных между собой планетарных механизма, один из которых вращается относительно другого.The inventive method the motion converting a volumetric machine according to the invention lies in the fact that is carried out simultaneously biplanetarnoe and birotativnoe movement of the
Согласно способу ползунам или направляющим кулисного элемента и соединительному элементу сообщают вращение с угловыми скоростями, определяемыми дифференциальной зависимостью
W0 + W2 - 2W1 = 0,
где W1, W2 - угловые скорости вращения ползуна или направляющих кулисного элемента и соединительного элемента относительно собственных осей,
W0 - угловая скорость вращения собственных осей кулисного Oк и соединительного Oс элементов друг относительно друга.According to the method, the sliders or guides of the rocker element and the connecting element are informed of rotation with angular velocities determined by the differential dependence
W 0 + W 2 - 2W 1 = 0,
where W 1 , W 2 - the angular velocity of rotation of the slide or guides of the rocker element and the connecting element relative to its own axes,
W 0 - the angular velocity of rotation of the own axles of the rocker O to and connecting O with elements relative to each other.
Кроме этого, в объемной машине возможно получение двух независимых степеней свободы, для чего осуществляют вращение двух звеньев кулисного механизма из числа основных и одного, введенного дополнительно, с угловыми скоростями, определяемыми зависимостью
K1W1 + K2W2 + K3W3 = 0,
где K1, K2, K3 - коэффициенты передачи,
W1, W2, W3 - угловые скорости вращения соответствующих звеньев кулисного механизма.In addition, in a volumetric machine it is possible to obtain two independent degrees of freedom, for which two links of the rocker mechanism are rotated from among the main and one introduced additionally with angular velocities determined by the dependence
K 1 W 1 + K 2 W 2 + K 3 W 3 = 0,
where K 1 , K 2 , K 3 - transmission ratios,
W 1 , W 2 , W 3 - the angular velocity of rotation of the corresponding links of the rocker mechanism.
Такой способ преобразования движения в объемной машине расширяет ее функциональные возможности, а также уменьшает угловую протяженность цикла изменения координаты поступательного движения ползунов от минимального до максимального значений, что позволяет повысить КПД, производительность и удельные показатели объемной машины. This method of converting movement in a volumetric machine expands its functionality and also reduces the angular extent of the cycle of changing the coordinates of the translational movement of the sliders from minimum to maximum values, which allows to increase the efficiency, productivity and specific indicators of the volumetric machine.
На фиг. 2 схематично изображена объемная машина, реализующая изложенный способ преобразования движения, содержащая кулисный элемент 1, включающий не менее двух непараллельных направляющих 2, выполненных в виде цилиндров, и скользящими в них ползунами 3, выполненными в виде поршней, кривошипный соединительный элемент 4, представляющий собой коленчатый вал, кривошипные шейки которого шарнирно соединены с осями 5 ползунов, неподвижный корпус 6 и водило 7. Объемная машина снабжена центральным валом 8 и синхронизатором 9, звенья кулисного механизма кинематически связаны с синхронизатором 9 и неподвижным корпусом 6, и одно их них установлено с возможностью бипланетарного, а другое - планетарного движения, и каждое из них установлено с возможностью биротативного вращения относительно собственных осей. In FIG. 2 schematically shows a volumetric machine that implements the described method of converting movement, comprising a
В этом и нижеприведенных вариантах выполнения объемной машины ось основного вала 8 является дополнительной осью Oд-Oд, упомянутой в изложенном способе. В данном случае эта ось совмещена с центром масс "m" кулисного механизма, расположенного на середине отрезка Oк-Oс (фиг. 1). Соединительный элемент 4, выполненный в виде двойного эксцентрика, шарнирно установлен на водило 7, которое установлено с возможностью вращения в корпусе 6. В общем случае синхронизатор может быть выполнен в виде механизма, обеспечивающего относительное круговое поступательное движение звеньям, соединяемым посредством этого механизма. Синхронизатор может быть снабжен механизмами передачи вращения от одного из звеньев кулисного механизма на валы, соосные с осями вращения других звеньев кулисного механизма. В данном случае синхронизатор 9, обеспечивающий согласование угловых скоростей вращения кулисы 1 относительно оси Oк-Oк и соединительного элемента 4 относительно оси Oс-Oс, включает пару зубчатых колес внутреннего зацепления, одно 10 из которых соединено с кулисным элементом 1, а другое 11 - с корпусом.In this and the following embodiments of a three-dimensional machine, the axis of the
Работа объемной машины, показанной на фиг. 2, происходит следующим образом. При вращении основного вала 8 совместно с водилом 7 соединительный элемент 4 совершает планетарное движение. При этом ползуны 3 скользят в направляющих 2 кулисного элемента 1, совершая в процессе вращения соединительного элемента 4 возвратно-поступательное движение относительно кулисного элемента 1, который в свою очередь посредством связанного с ним зубчатого колеса 10 синхронизатора 9 обкатывается по неподвижному зубчатому колесу 11 и совершает бипланетарное и биротативное движение относительно соединительного элемента и основного вала. В подобной объемной машине ползуны и направляющие выполнены в виде поршней и цилиндров соответственно. The operation of the volumetric machine shown in FIG. 2 occurs as follows. When the
Такое выполнение объемной машины с кулисным механизмом преобразования движения позволяет получить новый положительный эффект, заключающийся в повышении КПД, производительности (мощности) машины за счет сокращения угловой протяженности цикла изменения объема рабочих камер от минимального до максимального (сжатие-расширение рабочего тела). This embodiment of a volumetric machine with a rocker mechanism for converting movement allows you to get a new positive effect, which consists in increasing the efficiency, productivity (power) of the machine by reducing the angular length of the cycle of changing the volume of the working chambers from minimum to maximum (compression-expansion of the working fluid).
На фиг. 3 и фиг. 4 показаны варианты, в которых основная ось Oд-Oд совмещена с осью кулисного элемента Oк-Oк.In FIG. 3 and FIG. 4 shows options in which the main axis O d -O d combined with the axis of the rocker element O to -O to .
На фиг. 3 кулисный элемент 1 объемной машины совершает вращательное движение, а соединительный элемент 4 - планетарное движение, при этом угловая скорость вращения W1 кулисного элемента 1 и угловая скорость вращения W0 центра C соединительного элемента 4 относительно центра Oк могут быть различными или одинаковыми как по величине, так и по направлению вращения. Например, при W0 = - W1 угловая скорость вращения соединительного элемента W2 = 3W1. Соосно расположенные звенья 1 и 7 могут быть использованы для связи с подсоединяемыми внешними устройствами.In FIG. 3, the
При таком способе преобразования вращения цикл изменения координаты поступательного движения ползуна 3 от своего минимального значения до максимального (или изменение объема сжимаемого рабочего тела от минимального значения до максимального в объемных машинах) составляет 90o по углу поворота кулисы 1 относительно собственной оси Oк-Oк. В прототипе, при неподвижной кулисе, такой цикл протекает за 180o угла поворота центра соединительного элемента.With this method of converting the rotation cycle of the coordinates of the translational motion of the
В объемных машинах, приведенных на фиг. 3, 7, 9, 10, 12 и 14, угловая протяженность рабочих циклов по углам поворота ведущего звена соответственно водила 7, кулисного элемента 1, соединительного элемента 4 и ползуна 3, сокращается до 90o, что позволяет провести 4-тактный цикл, например, двигателя внутреннего сгорания за один оборот ведущего вала, в то время как в известных объемных машинах с кривошипно-шатунным или кулисным механизмом такой полный цикл проводится за два оборота ведущего вала.In the volumetric machines shown in FIG. 3, 7, 9, 10, 12 and 14, the angular length of the working cycles at the angles of rotation of the driving link, respectively, drove 7, the
Частным случаем планетарно-биротативного движения является круговое поступательное движение одного из звеньев кулисного механизма. Это случаи, представленные на фиг. 4, 6, 8, 11 и 15, где круговое поступательное движение совершают соответственно соединительный элемент 4, ползун 3, водило 7, кулисный элемент 1. Во всех случаях круговое поступательное движение звена обеспечивается синхронизатором 9, выполненным, например, в виде механизма параллельных кривошипов или подобного ему механизма, именуемого в дальнейшем - механизмом W 12. В частных случаях синхронизатор 9, выполненный в виде механизма W, связывает одно из звеньев кулисного механизма с корпусом 17 синхронизатора или корпусом 6 механизма (фиг. 4, 8, 11, 15). A special case of planetary-birotational movement is the circular translational movement of one of the links of the rocker mechanism. These are the cases shown in FIG. 4, 6, 8, 11 and 15, where the circular translational movement is performed respectively by the connecting
В варианте, показанном на фиг. 4, угловая скорость вращения водила 7 в два раза выше угловой скорости вращения кулисного элемента 1 относительно оси Oк-Oк.In the embodiment shown in FIG. 4, the angular velocity of rotation of the
В кулисном механизме в ряде вариантов выполнения объемной машины используется опорная рама, в которую устанавливается с возможностью вращения одно из звеньев кулисного механизма, и синхронизатор, выполняемый в виде механизма W, связывающего раму с другим звеном кулисного механизма и обеспечивающего их относительное круговое поступательное движение. In the rocker mechanism, in a number of embodiments of the volumetric machine, a support frame is used, into which one of the links of the rocker mechanism is mounted with the possibility of rotation, and a synchronizer, made in the form of a mechanism W, connecting the frame with another link of the rocker mechanism and providing their relative circular translational motion.
В частных случаях функции синхронизатора выполняет опорная рама 14, установленная с возможностью вращения на одном из звеньев кулисного механизма и посредством механизма W 12 связанная с другим подвижным звеном, с корпусом или с корпусом. Опорная рама 14 используется в схемах, показанных на фиг. 5, 6, 7, 13, 14. In particular cases, the synchronizer functions are performed by the
На фиг. 5 представлен вариант выполнения объемной машины с опорной рамой, содержащей неподвижный кулисный элемент 1, соединительный элемент 4, выполненный в виде коленчатого вала, срединные шейки 13 которого установлены шарнирно в опорной раме 14, которая связана с неподвижным кулисным элементом 1 посредством механизма W 12 (механизма параллельных кривошипов), обеспечивающего круговое поступательное движение рамы 14 относительно оси Oк-Oк. Соединительный элемент 4 своими концами посредством синронизаторов - механизмов W связан с двумя соосными, расположенными с противоположных концов соединительного элемента 4 выходными валами 15. Коаксиально им расположены дополнительные валы 16, соединенные с шипами центральных кривошипов 12, соосных с осью Oк-Oк.In FIG. 5 shows an embodiment of a three-dimensional machine with a support frame comprising a fixed
В объемной машине кулисный механизм обеспечивает преобразование возвратно-поступательного движения ползунов 3 во вращательное движение выходных валов 15(и обратно). При прямом преобразовании: возвратно-поступательное движение ползунов 3 приводит в планетарное движение вокруг своих срединных шеек 13 соединительный элемент 4, который своими срединными шейками связан с опорной рамой 14, совершающей круговое поступательное движение, которое посредством механизмов W вызывает вращение выходных валов 15. Аналогично осуществляется обратное преобразование. При вращении любого из валов 15 опорная рама 14, совершая круговое поступательное движение, приводит соединительный элемент 4 в планетарное движение, вызывающее возвратно-поступательное движение ползунов 3. К достоинствам такого выполнения механизма относятся двухопорное крепление всех звеньев силового преобразователя (соединительный элемент 4 может иметь и большее число опор), отсутствие консольных элементов, выполнение всех подвижных звеньев цельными. In the volumetric machine, the rocker mechanism provides the conversion of the reciprocating movement of the
При выполнении кинематических пар ползун-кулиса в виде поршень-цилиндр энергия рабочей топливной смеси в рабочих камерах, образованных поршнями и цилиндрами, заставляет поршни 3 линейно перемещаться вдоль осей X-X, Y-Y направляющих 2 кулисного элемента 1. Возникающее при этом планетарное движение соединительного элемента приводит в конечном счете к вращению выходного вала 15. В рассмотренном варианте реализован способ преобразования движения, когда кулисный элемент 1 неподвижен, однако в общем случае он может вращаться относительно оси Oк-Oк.When performing the kinematic pairs of the slide-rod in the form of a piston-cylinder, the energy of the working fuel mixture in the working chambers formed by the pistons and cylinders causes the
В объемной машине, изображенной на фиг. 5, кулисный механизм может работать как преобразователь возвратно-поступательного движения ползунов 3 в контрроторное вращение звеньев, расположенных коаксиально с двух сторон преобразователя (и обратно). При контрроторном преобразовании возвратно-поступательного движения ползунов 3, осуществляемом, например, в объемных машинах за счет энергии рабочей среды в замкнутых объемах рабочих камер, ползуны 3 возвратно-поступательно перемещаются в направляющих 2 корпуса 1, а ось Oс-Oс соединительного элемента движется по окружности относительно оси кулисного элемента Oк-Oк. Соединительный элемент 4 совершает планетарное движение и приводит опорную раму 14 в круговое поступательное движение. При этом вращения кривошипов 12 и выходного вала 15 происходят с одинаковыми угловыми скоростями, но в противоположных направлениях. Таким образом осуществляется контрроторное вращение коаксиально расположенных вала 15 и вала 16, соединенного с шипом среднего из кривошипов 12, выведенных по обе стороны устройства. Потери на трение в таком устройстве меньше, чем в известных кривошипно-шатунных или кулисных механизмах, что является его преимуществом.In the volumetric machine shown in FIG. 5, the link mechanism can operate as a reciprocating transducer of
На фиг. 6, фиг. 7 и фиг. 8 показаны варианты выполнения объемной машины, в которых основная ось Oд-Oд совмещена с осью 5 одного из ползунов 3.In FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8 shows embodiments of a three-dimensional machine in which the main axis O d —O d is aligned with the
В варианте выполнения объемной машины с кулисным механизмом, показанной на фиг. 6, основная ось Oд-Oд совмещена с осью 5 неподвижного ползуна 3, закрепленного на корпусе 6. Соединительный элемент 4 вращается относительно центра 5. С центром Oс - срединной шейкой соединительного элемента 4 шарнирно соединена опорная рама 14, которая посредством механизма W 12 связана с кулисным элементом 1. Последний в данном случае установлен с возможностью возвратно-поступательного движения относительно закрепленного ползуна 3.In the embodiment of the volumetric rocker machine shown in FIG. 6, the main axis O d —O d is aligned with the
Кулисный механизм объемной машины работает следующим образом. При перемещении другого ползуна 3 в направляющей 2 по оси X-X опорная рама 14, совершая круговое поступательное движение относительно оси Oд-Oд, приводит кулисный элемент 1 посредством кривошипного механизма W 12 в возвратно-поступательное перемещение вдоль оси Y-Y относительно неподвижного ползуна 3, а соединительный элемент 4 приходит во вращательное движение относительно оси Oд-Oд.The rocker mechanism of a volumetric machine operates as follows. When you move another
При обратной передаче движения вращение ведущего соединительного элемента 4 относительно оси Oд-Oд преобразуется в возвратно-поступательное движение "разгруженного" ползуна 3 вдоль оси X-X. Соединительный элемент 4 и кривошипы механизма W 12 при этом вращаются в противоположных направлениях.With the reverse transmission of motion, the rotation of the leading connecting
В варианте выполнения объемной машины с кулисным механизмом, показанной на фиг. 7, опорная рама 14 также связана посредством механизма W 12 с кулисным элементом 1. Ползун 3, через ось 5 которого проходит ось Oд-Oд, установлен с возможностью вращения в корпусе 6. Этот ползун и соединительный элемент 4 вращаются относительно оси 5 в противоположных направлениях, а водило 7 и разгруженный второй ползун 3 совершают планетарное движение. При этом угловая скорость вращения водила 7 относительно оси Oc-Oc в три раза выше угловой скорости вращения ползуна 3 относительно оси Oд-Oд.In the embodiment of the volumetric rocker machine shown in FIG. 7, the
В варианте выполнения кулисного механизма, показанном на фиг. 8, водило 7 посредством механизма W 12 связано с корпусом 6. Здесь водило 7 совершает круговое поступательное движение относительно оси, совпадающей с осью 5 ползуна 3 и неподвижной осью Oд. Угловая скорость вращения соединительного элемента 4 в этом случае в два раза выше угловой скорости вращения ползуна 3 вокруг оси 5.In the embodiment of the rocker mechanism shown in FIG. 8,
На фиг. 9, фиг. 10 и фиг. 11 представлены варианты выполнения кулисного механизма объемной машины, в которых основная ось Oд-Oд совмещена с неподвижной осью Oс-Oс соединительного элемента 4. Соединительный 4 и кулисный 1 элементы и водило 7 установлены с возможностью вращения относительно собственных осей. В вариантах фиг. 9 и фиг. 10 кулисный элемент 1 движется планетарно, в варианте фиг. 11 - он посредством механизма W 12 связан с корпусом 6 и совершает круговое поступательное движение относительно оси Oд-Oд.In FIG. 9, FIG. 10 and FIG. 11 shows embodiments of the rocker mechanism of a volumetric machine in which the main axis O d —O d is combined with the fixed axis O c —O from the connecting element 4. The connecting 4 and
Варианты фиг. 9 и фиг. 10 отличаются только реализуемыми в них соотношениями угловых скоростей кулисного 1 и соединительного 4 элементов. Так, в первом случае W0= -3W2, а во втором W2 = -3W0. Циклы изменения рабочих камер объемной машины, изображенной на фиг. 9 и 10, одинаковые и равны 90o, но с учетом отсчета углов поворота: на фиг. 10 - водила 7, а на фиг. 9 - соединительного элемента 4.The variations of FIG. 9 and FIG. 10 differ only in the ratios of the angular velocities of the
Кулисный механизм в варианте, показанном на фиг. 11, работает следующим образом. При возвратно-поступательном движении ползунов 3 в направляющих 2 кулисного элемента 1 соединительный элемент 4 и водило 7 вращаются в противоположных направлениях с одинаковой скоростью, а заторможенный от вращения кулисный элемент 1, связанный посредством механизма W с корпусом 6, совершает круговое поступательное движение относительно оси Oд-Oд. При обратном преобразовании движения вращение водила 7 приводит к возвратно-поступательному движению ползунов 3.The rocker mechanism in the embodiment shown in FIG. 11, operates as follows. With the reciprocating movement of the
На фиг. 12 представлен вариант выполнения кулисного механизма в виде объемной роторной поршневой машины, в которой ползуны 3 выполнены в виде поршней, а направляющие 2 в виде цилиндров. Поршни 3 имеют общие штоки, шарнирно установленные на выполненном в виде коленчатого вала соединительном элементе 4, оси Y-Y и X-X цилиндров и расположены под углом, например, 90o в кулисном элементе 1, водило 7 выполнено в виде двух, установленных с возможностью вращения в корпусе 6 кривошипных валов 18 и 19, которые шарнирно соединены с противоположными по оси вращения концевыми срединными шейками соединительного элемента 4, а синхронизатор 9 выполнен в виде двух инверторов направления вращения 20 и 21, посредством которых кривошипные валы 18 и 19 связаны с кулисным элементом 4. Кулисный элемент 1 установлен шарнирно в корпусе 6 с возможностью вращения относительно оси Oд-Oд, совмещенной с осью Oк-Oк кулисного элемента. Коренные шейки каждого из кривошипных валов 18 и 19 связаны с входами инвертора и с выходным валом 15. Выходы инверторов 20 и 21 с двух сторон связаны с кулисным элементом 1. В качестве инвертора может быть использован возвратный ряд, составленный из конических колес (Кожевников С.Н. и др. Механизмы. М.: Машиностроение, 1976, с.90, фиг.2.117, стр.172).In FIG. 12 shows an embodiment of the rocker mechanism in the form of a volumetric rotary piston machine, in which the
Работа объемной машины происходит следующим образом. При движении поршней - ползунов 3 в направляющих 2, выполненных в виде цилиндров, под действием рабочей среды, образованной в замкнутых объемах рабочих камер машины, возникают силы, стремящиеся повернуть кривошипы 18 и 19 вокруг оси Oк-Oк. Т.к. эти кривошипы соединены через инверторы 20 с кулисным элементом 1, то последний приводится во вращение в направлении, противоположном направлению вращения кривошипов 18, 19. Кинематические соотношения и цикл предельных изменений объема рабочего тела в цилиндрах соответствуют варианту, показанному на фиг. 3 (цикл составляет 90o).The operation of the volumetric machine is as follows. When the pistons -
На фиг. 13 представлен вариант выполнения кулисного механизма применительно к оппозитной бесшатунной объемной машине, содержащей неподвижный корпус 17, выполняющий функцию корпуса 6, опорную раму 14, шарнирно связанную со срединными шейками соединительного элемента 4. В корпусе 17 выполнена направляющая 2 в виде цилиндрической расточки и соосная с ней дополнительная направляющая 22, кулисный элемент выполнен в виде штока 23 с парой оппозитных ползунов 3 в виде поршней, скользящих в цилиндрической расточке корпуса 17, и дополнительной направляющих 22 и скользящего в направляющих штока разгруженного ползуна 24, шарнирно связанного с коленной шейкой "A" соединительного элемента 4. Синхронизатор 9 выполнен в виде механизма параллельных кривошипов, связывающего опорную раму 14 со штоком 23. Вторая коленная шейка "B" соединительного элемента 4 соединена с центральным валом 15, установленным с возможностью вращения в корпусе 6. In FIG. 13 illustrates an embodiment of a link mechanism with respect to an opposed rodless volumetric machine comprising a
Работа объемной машины (фиг. 13) в качестве двигателя внутреннего сгорания (или компрессора), использующей кулисный механизм, происходит следующим образом. Под действием энергии топливной рабочей среды в рабочих камерах системы "поршень-цилиндр" оппозитно расположенные ползуны 3, выполненные в виде поршней, и разгруженный ползун 24 перемещаются в направляющих и приводят во вращение соединительный элемент 4 и кривошипы синхронизатора 9, причем в противоположные стороны. При этом опорная рама 14 совершает круговое поступательное движение, а вращение соединительного элемента 4 передается центральному валу 15. The operation of a volumetric machine (Fig. 13) as an internal combustion engine (or compressor) using a rocker mechanism occurs as follows. Under the action of the energy of the fuel working medium in the working chambers of the piston-cylinder system, the opposed
На фиг. 14 представлена объемная машина, которая имеет те же основные части и выполнена так же, как машина, показанная на фиг. 13. Отличие ее заключается в том, что синхронизатор 9 выполнен в виде одного инвертора 20 направления вращения, связывающего соединительный элемент 4 с корпусом 17 синхронизатора 9, который установлен в корпусе 6 с возможностью вращения относительно основной оси Oд-Oд, и с которым соединен основной вал 15. При этом инвертор 20 преобразует (инвертирует) вращения соединительного элемента 4 и передает его на корпус 17, выполняющий функцию вращающегося корпуса объемной машины. Выходными валами в данном случае являются вал 15 соединительного элемента 4 и вал корпуса 17, которые вращаются в противоположных направлениях.In FIG. 14 shows a volumetric machine that has the same main parts and is made in the same way as the machine shown in FIG. 13. Its difference is that the
Кулисный механизм объемной машины работает следующим образом. The rocker mechanism of a volumetric machine operates as follows.
При движении ползунов 3 в виде поршней и штока под действием горючих газов, образованных в рабочих камерах машины, возникают силы, которые вызывают вращение соединительного элемента 4. От него вращение передается на вал 15 и через инвертор 20 - на корпус 17. When the
Такое выполнение кулисного механизма способствует его полному статическому и динамическому уравновешиванию и уменьшению потерь на трение скольжения в паре разгруженный ползун 24 - шток 23 и в цилиндро-поршневой группе, а также сокращает угловой цикл предельного изменения объема рабочей камеры до 90o.This embodiment of the rocker mechanism contributes to its full static and dynamic balancing and to the reduction of friction losses in a pair of unloaded slider 24 -
На фиг. 15 представлен вариант выполнения кулисного механизма в виде бесшатунной роторной поршневой объемной машины по схеме, показанной на фиг. 11. Машина содержит ползуны 3, выполненные в виде цилиндрических поршней с общими штоками 23, шарнирно установленными на соединительном элементе 4, который выполнен в виде коленчатого вала; кулисный элемент 1, связанный с корпусом 6 посредством механизма W 12, выполненного в виде механизма параллельных кривошипов. Центральным валом 15, выведенным по обе стороны механизма, служат концевые срединные шейки соединительного элемента 4. In FIG. 15 shows an embodiment of the link mechanism in the form of a rodless rotary piston volumetric machine according to the circuit shown in FIG. 11. The machine contains
Подобная роторно-поршневая объемная машина работает следующим образом (в режиме двигателя). Под действием энергии рабочей среды (топливной смеси) в рабочих камерах системы "поршни-цилиндры" ползуны 3 со штоками 23 перемещаются в направляющих 2, выполненных в виде цилиндров, и приводят во вращение соединительный элемент 4 и связанный с ним вал 15. При этом кулисный элемент 1 благодаря механизму W совершает круговое поступательное движение. Such a rotary piston volumetric machine operates as follows (in engine mode). Under the action of the energy of the working medium (fuel mixture) in the working chambers of the piston-cylinder system, the
Изобретение соответствует условию охраноспособности "промышленная применимость", поскольку осуществимо с использованием известных средств производства и существующих технологий. The invention meets the eligibility condition "industrial applicability", since it is feasible using known means of production and existing technologies.
Claims (9)
W0 + W2 - 2W1 = 0,
где W1, W2 - угловые скорости вращения кулисного и соединительного элементов относительно своих осей;
W0 - угловая скорость вращения оси одного элемента относительно оси другого элемента.2. The method according to claim 1, characterized in that when combining the main axis with the axis of rotation of one of the mentioned elements or with the axis of the hinges of the sliders or with the center of mass of the rocker mechanism, the rocker and connecting elements are rotated with angular velocities determined from the relation
W 0 + W 2 - 2W 1 = 0,
where W 1 , W 2 - the angular velocity of rotation of the rocker and connecting elements relative to its axes;
W 0 - the angular velocity of rotation of the axis of one element relative to the axis of another element.
K1W1 + K2W2 + W3 = 0,
где W1, W2 - скорости вращения вышеупомянутых элементов вокруг своих осей;
W3 - скорость вращения звена синхронизатора;
K1, K2 - постоянные коэффициенты связи, при этом любые два из трех вышеупомянутых частей механизма - двух элементов и звена синхронизатора - установлены с возможностью независимого вращения друг от друга.4. The machine according to claim 3, characterized in that the axis of the main shaft is aligned with the axis of the rocker element, or the axis of the connecting element, or the axis of the hinge of one of the sliders or with the center of mass of the rocker mechanism, the synchronizer is made in the form of at least one link, and the angular rotational speeds of the two above-mentioned elements around their axes and one of the links of the synchronizer are determined from the ratio
K 1 W 1 + K 2 W 2 + W 3 = 0,
where W 1 , W 2 - rotational speeds of the above elements around their axes;
W 3 - rotation speed of the synchronizer link;
K 1 , K 2 - constant coupling coefficients, while any two of the three above-mentioned parts of the mechanism - two elements and a link of the synchronizer - are installed with the possibility of independent rotation from each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98109085A RU2134795C1 (en) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98109085A RU2134795C1 (en) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2134795C1 true RU2134795C1 (en) | 1999-08-20 |
Family
ID=20205921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98109085A RU2134795C1 (en) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2134795C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110966367A (en) * | 2019-12-06 | 2020-04-07 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | Amplitude-adjustable sine mechanism |
| RU2748814C1 (en) * | 2020-08-19 | 2021-05-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Method for formation of differential spatial hinged mechanisms |
| RU2770622C1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-04-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for converting rotational motion into translational and device for its implementation |
-
1998
- 1998-05-13 RU RU98109085A patent/RU2134795C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 2. Баландин С.С. Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1968, с.5-27. 3. * |
| 4. Кожевников С.Н. и др. Механизмы. - М.: Машиностроение, 1976, с.90, фиг.2.117, с.172. 5. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110966367A (en) * | 2019-12-06 | 2020-04-07 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | Amplitude-adjustable sine mechanism |
| RU2748814C1 (en) * | 2020-08-19 | 2021-05-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Method for formation of differential spatial hinged mechanisms |
| RU2770622C1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-04-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for converting rotational motion into translational and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0839266B1 (en) | Opposed piston combustion engine | |
| US5673665A (en) | Engine with rack gear-type piston rod | |
| EP2233691B1 (en) | Volume expansion rotary piston machine | |
| US4848282A (en) | Combustion engine having no connecting rods or crankshaft, of the radial cylinder type | |
| AU2007209302A1 (en) | Pulling rod engine | |
| EP2300735A1 (en) | Drive mechanism for an oscillating piston rotor | |
| US6006619A (en) | Internal combustion engine with improved orbital crankshaft motion converter | |
| CN105604696A (en) | Internal combustion engine driven by needle roller block with any tooth difference | |
| GB2226612A (en) | Rotating and reciprocating piston machine or engine | |
| EP0320171A1 (en) | Power transmission apparatus | |
| RU2134795C1 (en) | Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion | |
| US20090255507A1 (en) | Piston Valve Internal Combustion Engine | |
| EA003724B1 (en) | Conversion of rectilinear reciprocating motion into rotational motion | |
| US5526779A (en) | Virtual crankshaft engine | |
| CN103061881A (en) | Oscillating transmission internal combustion engine comprising convex inner cam with optional inner tooth differences | |
| RU2133832C1 (en) | Method of movement conversion in link gear and link gear itself | |
| CN105697144A (en) | Internal-bi-phase cam driven roller needle roller block type internal combustion engine | |
| RU2026499C1 (en) | Heat engine | |
| WO2011034451A2 (en) | A mult i -cylinder engine, particularly for compressed gases, or an internal combustion engine with variable compression degree | |
| RU2136925C1 (en) | Piston machine | |
| RU2093684C1 (en) | Piston machine | |
| RU2013606C1 (en) | Internal combustion engine | |
| RU2393361C2 (en) | Single-cylinder multi-piston ice (blatov's torus) | |
| RU2059831C1 (en) | Piston engine | |
| CN106884713B (en) | End tooth wheel cam removable tooth frame output type internal combustion engine |