RU2141046C1 - Axial internal combustion engine - Google Patents

Axial internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2141046C1
RU2141046C1 RU98100808A RU98100808A RU2141046C1 RU 2141046 C1 RU2141046 C1 RU 2141046C1 RU 98100808 A RU98100808 A RU 98100808A RU 98100808 A RU98100808 A RU 98100808A RU 2141046 C1 RU2141046 C1 RU 2141046C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinders
working
treadmill
pistons
disk
Prior art date
Application number
RU98100808A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Л. Власов
Е.В. Лунин
Original Assignee
Рязанская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. П.А.Костычева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рязанская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. П.А.Костычева filed Critical Рязанская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. П.А.Костычева
Priority to RU98100808A priority Critical patent/RU2141046C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2141046C1 publication Critical patent/RU2141046C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; piston machines. SUBSTANCE: proposed engine has crankless mechanism converting reciprocating motion of piston into rotary motion of working shaft. Cylinders are arranged in star-like manner. Piston are connected by rods through roller supports on their ends with inner working edges of path of rotating disk rigidly secured on shaft. Pairs of opposite cylinders are uniformly spaced over disk circumference, cylinders of each pair being displaced relative to their common longitudinal geometrical axis to side opposite to working rotation of disk. EFFECT: simplified design of engine. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к поршневым машинам, в частности к двигателям внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение рабочего вала. The invention relates to piston machines, in particular to internal combustion engines with a rodless mechanism for converting reciprocating pistons into rotational motion of the working shaft.

Известен двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение рабочего вала со звездообразно расположенными цилиндрами. Его поршни попарно жестко связаны между собой штоками, сочлененными через подшипники со средними шейками коленчатого вала, имеющего вращение крайних шеек, с перемещением поршневых систем и связывающих их штоков по оси противолежащих цилиндров. При этом рабочий вал двигателя выполнен из двух частей с кривошипами, несущими подшипники для закрепления в них на радиусе одной четверти хода поршней, крайних шеек коленчатого вала, и снабжен соединительным валом, фиксирующим с помощью шестерен положение кривошипов обеих частей рабочего вала друг относительно друга /1/. Known internal combustion engine with a rodless mechanism for converting reciprocating motion of the pistons into rotational motion of the working shaft with star-shaped cylinders. Its pistons are pairwise rigidly interconnected by rods, articulated through bearings with the middle necks of the crankshaft, which has the rotation of the extreme necks, with the movement of the piston systems and the rods connecting them along the axis of opposite cylinders. In this case, the working shaft of the engine is made of two parts with crankshaft bearing for fixing them on a radius of one quarter of the piston stroke, the extreme necks of the crankshaft, and is equipped with a connecting shaft that fixes with the help of gears the position of the cranks of both parts of the working shaft relative to each other / 1 /.

Недостатки известного двигателя: наличие коленчатого вала, жесткость и балансировку которого довольно сложно обеспечить при большом количестве цилиндров; невозможность установки на средние шейки коленчатого вала подшипников качения /вместо скольжения/ для сочленения их со штоками поршней; наличие дополнительного вала и шестерен, фиксирующих взаимное расположение кривошипов рабочего вала;
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному двигателю является поршневая машина Шереметов. Поршневая машина содержит вал с вращающимся диском, на поверхности которого выполнена беговая дорожка с наружной кромкой, взаимодействующая через роликовые опоры с оппозитно расположенными поршнями. Поршни жестко связаны соединительно-направляющей тягой, в середине которой размещен вал диска, а на концах установлены роликовые опоры. При этом беговая дорожка выполнена профильной с по меньшей мере тремя идентичными выступами и впадинами, и снабжена дополнительной внутренней рабочей кромкой. Каждый конец тяги снабжен дополнительными роликовыми опорами, взаимодействующими с внутренней рабочей кромкой беговой дорожки /2/.
The disadvantages of the known engine: the presence of a crankshaft, the rigidity and balancing of which is quite difficult to ensure with a large number of cylinders; the inability to install on the middle necks of the crankshaft of the rolling bearings / instead of sliding / to articulate them with the piston rods; the presence of an additional shaft and gears, fixing the relative position of the cranks of the working shaft;
Closest to the technical nature of the claimed engine is a piston machine Sheremetov. The piston machine comprises a shaft with a rotating disk, on the surface of which a treadmill with an outer edge is made, interacting through roller bearings with opposed pistons. Pistons are rigidly connected by a connecting guide rod, in the middle of which a disk shaft is placed, and roller bearings are installed at the ends. In this case, the treadmill is made profile with at least three identical protrusions and troughs, and is equipped with an additional internal working edge. Each end of the traction is equipped with additional roller bearings interacting with the inner working edge of the treadmill / 2 /.

Недостатками поршневой машины Шереметов являются: сложность конструкции при большом количестве поршней; невозможность использования ее в качестве двигателя из-за соосного расположения оппозитных поршней и, как следствие, затрудненного вывода роликовых опор поршней из впадин беговой дорожки, при положении поршней в верхней или нижней мертвых точках; наличие бокового давления поршней на стенки цилиндров при работе машины. The disadvantages of the Sheremetov piston machine are: design complexity with a large number of pistons; the impossibility of using it as an engine due to the coaxial arrangement of the opposing pistons and, as a consequence, the difficulty of withdrawing the roller bearings of the pistons from the troughs of the treadmill, when the pistons are in upper or lower dead points; the presence of lateral pressure of the pistons on the cylinder walls during operation of the machine.

Заявленное изобретение направлено на решение задач по упрощению бесшатунного механизма двигателя внутреннего сгорания. The claimed invention is aimed at solving problems of simplifying the rodless mechanism of an internal combustion engine.

Технический результат от использования изобретения заключается в следующем: снижении механических потерь и, как следствие, улучшении экономичности; исключении "замирания" роликовых опор штоков поршней при прохождении ими верхней и нижней мертвых точек; исключении бокового давления поршней на стенки цилиндров; простота балансировки и сохранения достаточной жесткости вращающегося на валу диска с беговой дорожкой. The technical result from the use of the invention is as follows: reducing mechanical losses and, as a result, improving efficiency; the elimination of the "fading" of the roller bearings of the piston rods when they pass the upper and lower dead points; elimination of lateral pressure of pistons on cylinder walls; ease of balancing and maintaining sufficient rigidity of the treadmill-rotating disk on the shaft.

Технический результат достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение рабочего вала, цилиндры расположены звездообразно. Поршни с помощью штоков связаны роликовыми опорами на их концах с внутренними рабочими кромками беговой дорожки вращающегося на валу диска и подвижно с направляющими пазами, жестко связанными с блоком цилиндров. При этом беговая дорожка выполнена профильной с идентичными выступами и впадинами, расположенными в плоскости диска. Каждая пара оппозитно расположенных цилиндров смещены от их общей продольной геометрической оси в сторону, противоположную рабочему вращению диска на расстояние равное радиусу кривизны выступа беговой дорожки. The technical result is achieved by the fact that in an internal combustion engine with a rodless mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the working shaft, the cylinders are star-shaped. Pistons with the help of rods are connected by roller bearings at their ends with the internal working edges of the treadmill of the disk rotating on the shaft and movably with guide grooves rigidly connected to the cylinder block. In this case, the treadmill is made profile with identical protrusions and depressions located in the plane of the disk. Each pair of opposed cylinders is offset from their common longitudinal geometric axis in the direction opposite to the working rotation of the disk by a distance equal to the radius of curvature of the protrusion of the treadmill.

На фиг. 1 представлен общий вид двигателя с бесшатунным механизмом, на фиг. 2 - общий вид конца штока поршня с роликовыми опорами. In FIG. 1 shows a general view of a rodless engine, FIG. 2 is a general view of the end of the piston rod with roller bearings.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом состоит из цилиндров 1, равномерно размещенных относительно окружности диска 2 и связанных общим блоком 3. Каждая пара оппозитно расположенных цилиндров 1 смещена, относительно их общей продольной геометрической оси, в сторону противоположную рабочему вращению диска 2. Расстояние смещения равно радиусу кривизны выступа беговой дорожки 4. Внутри цилиндров 1 расположены поршни 5, жестко связанные со штоками 5, на концах которых подвижно закреплены роликовые опоры 7 и 8. Роликовая опора 7 подвижно связывает штоки 6 поршней 5 с направляющими пазами 9, жестко соединенными с блоком цилиндров 3. А роликовая опора 8 подвижно связывает штоки 6 поршней 5 с внутренними рабочими кромками 10 беговой дорожки 4, расположенной на диске 2, имеющем повторяющиеся выступы 11 и впадины 12. Диск 2 с выполненной на нем беговой дорожкой 4 соединен с рабочим валом 13. The proposed internal combustion engine with a rodless mechanism consists of cylinders 1 evenly spaced relative to the circumference of the disk 2 and connected by a common block 3. Each pair of opposed cylinders 1 is offset, relative to their common longitudinal geometric axis, to the side opposite to the working rotation of the disk 2. The offset distance is the radius of curvature of the protrusion of the treadmill 4. Inside the cylinders 1 there are pistons 5, rigidly connected to the rods 5, at the ends of which the roller bearings 7 and 8. are movably fixed the support 7 movably connects the rods 6 of the pistons 5 with the guide grooves 9, rigidly connected to the cylinder block 3. And the roller support 8 movably connects the rods 6 of the pistons 5 with the inner working edges 10 of the treadmill 4, located on the disk 2, with repeating protrusions 11 and hollows 12. The disk 2 with a treadmill 4 made thereon is connected to the working shaft 13.

Работа бесшатунного механизма заключается в следующем. Каждая пара оппозитно расположенных цилиндров 1 имеет одинаковые такты рабочего цикла двигателя. Порядок работы цилиндров 1 двигателя подобран таким образом, что рабочий ход осуществляется поочередно, по направлению вращения диска 2, в каждой оппозитной паре цилиндров 1. При рабочем такте, штоки 6 оппозитно расположенных поршней 5 создают давление через роликовые опоры 8 на внутренние рабочие кромки беговой дорожки 4 на противолежащих выступах 11 диска 2. За счет смещения цилиндров 1, точки приложения этого давления на диске 2 вместе со штоками 6 и поршнями 5 также смещены от их общей оси в сторону, противоположную рабочему вращению диска 2, что создает крутящий момент вокруг рабочего вала 13. The work of the rodless mechanism is as follows. Each pair of opposed cylinders 1 has the same clock cycle of the engine. The operating order of the engine cylinders 1 is selected in such a way that the working stroke is carried out alternately, in the direction of rotation of the disk 2, in each opposed pair of cylinders 1. During the working stroke, the rods 6 of the opposed pistons 5 create pressure through the roller bearings 8 on the inner working edges of the treadmill 4 on opposite protrusions 11 of the disk 2. Due to the displacement of the cylinders 1, the points of application of this pressure on the disk 2 together with the rods 6 and pistons 5 are also offset from their common axis in the direction opposite to the working rotation of the disk 2, h This creates a torque around the working shaft 13.

Роликовые опоры 8 постоянно находятся внутри беговой дорожки 4. При вращении диска 2, его выступ 11 и впадины 12 взаимодействуют с роликовыми опорами 8. При этом возникает сила, смещающая штоки 6 от продольных осей цилиндров 1 и создающая, тем самым, боковое давление поршней 5 на стенки цилиндров 1. Это давление исключается наличием дополнительных роликовых опор 7 на концах штоков 6, передающих боковое давление стенкам направляющих пазов 9, вдоль которых перемещаются роликовые опоры 7. При этом сохраняется возвратно-поступательное движение поршней 5 вдоль осей цилиндров 1. Roller bearings 8 are constantly inside the treadmill 4. When the disk 2 is rotated, its protrusion 11 and troughs 12 interact with the roller bearings 8. In this case, a force arises which displaces the rods 6 from the longitudinal axes of the cylinders 1 and thereby creates lateral pressure of the pistons 5 on the walls of the cylinders 1. This pressure is eliminated by the presence of additional roller bearings 7 at the ends of the rods 6, transmitting lateral pressure to the walls of the guide grooves 9, along which the roller bearings 7. The reciprocating movement of the piston is maintained 5 along the axes of the cylinder 1.

За счет смещения оппозитно расположенных цилиндров 1, при нахождении их поршней 5 попарно в верхней /или нижней/ мертвой точке, концы соединенных с ним штоков 6 располагаются под острым углом относительно общей оси крайних точек противолежащих выступов 11 /или впадин 12/ беговой дорожки 4. Это исключает "замирание" роликовых опор 8 при прохождении этих точек и способствует равномерному вращению диска 2. Due to the displacement of the opposed cylinders 1, when their pistons 5 are in pairs at the top / or bottom / dead center, the ends of the rods 6 connected to it are located at an acute angle relative to the common axis of the extreme points of the opposite protrusions 11 / or troughs 12 / of the treadmill 4. This eliminates the "freezing" of the roller bearings 8 during the passage of these points and contributes to the uniform rotation of the disk 2.

Механизм можно применять не только для двигателей внутреннего сгорания, но и для приводных компрессоров, насосов, поршневых генераторов газа и других поршневых машин. The mechanism can be used not only for internal combustion engines, but also for drive compressors, pumps, reciprocating gas generators and other reciprocating machines.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство N 118471, кл. F 01 B 9/02, 1974 г.
Sources of information:
1. Copyright certificate N 118471, cl. F 01 B 9/02, 1974

2. Авторское свидетельство N 1423752, кл. F 01 B 7/02, 1988 г. 2. Copyright certificate N 1423752, cl. F 01 B 7/02, 1988

Claims (2)

1. Двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение рабочего вала, со звездообразно расположенными цилиндрами, поршни которых с помощью штоков связаны роликовыми опорами на их концах с внутренними рабочими кромками беговой дорожки вращающегося диска, жестко закрепленного на валу, при этом беговая дорожка выполнена профильной с идентичными выступами и впадинами, расположенными в плоскости диска, отличающийся тем, что пары оппозитно расположенных цилиндров равномерно размещены по окружности диска, при этом цилиндры каждой пары смещены относительно их общей продольной геометрической оси в сторону, противоположную рабочему вращению диска, а штоки поршней связаны с направляющими пазами, жестко соединенными с блоком цилиндров. 1. An internal combustion engine with a rodless mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into rotational motion of the working shaft, with star-shaped cylinders, the pistons of which are connected by means of rods to the roller bearings at their ends with the internal working edges of the treadmill of the rotating disk rigidly fixed to the shaft, wherein the treadmill is made profile with identical protrusions and depressions located in the plane of the disc, characterized in that the pairs are opposite x cylinders placed uniformly on the circumference of the disc, wherein the cylinders of each pair are offset relative to their common longitudinal geometric axis in the direction opposite to the rotation of the working disk, and the piston rods connected with the guide grooves, is rigidly connected to the cylinder block. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что смещение цилиндров относительно их общей продольной геометрической оси выполнено на расстояние, равное радиусу кривизны выступа беговой дорожки. 2. The engine according to claim 1, characterized in that the displacement of the cylinders relative to their common longitudinal geometric axis is made at a distance equal to the radius of curvature of the protrusion of the treadmill.
RU98100808A 1998-01-15 1998-01-15 Axial internal combustion engine RU2141046C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100808A RU2141046C1 (en) 1998-01-15 1998-01-15 Axial internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100808A RU2141046C1 (en) 1998-01-15 1998-01-15 Axial internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2141046C1 true RU2141046C1 (en) 1999-11-10

Family

ID=20201268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98100808A RU2141046C1 (en) 1998-01-15 1998-01-15 Axial internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2141046C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1206887A (en) Engine with rotating cylinder wall
US5836273A (en) Reciprocating machine
RU2140551C1 (en) Engine with three operating lobes cam
JP2005501993A (en) Improved reciprocating internal combustion engine
US5560327A (en) Internal combustion engine with improved cycle dynamics
US5606938A (en) Tri-lobed cam engine
US4932373A (en) Motion converting mechanism
US6435145B1 (en) Internal combustion engine with drive shaft propelled by sliding motion
EP0320171A1 (en) Power transmission apparatus
RU2161741C2 (en) Transmission
US4030458A (en) Rotary piston engine
RU2141046C1 (en) Axial internal combustion engine
US4132118A (en) Piston power generating and working machine
CN107023388B (en) Cam removable tooth frame two-phase swing-plate type internal combustion engine
RU2163973C1 (en) Piston machine
US6799542B2 (en) Engine having piston-cam assembly powertrain
RU2088780C1 (en) Rotary drive of pistons of four-cylinder double-acting stirling engine
RU2134795C1 (en) Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion
US4173439A (en) Apparatus having expanding and contracting chamber
KR20070033318A (en) Hydraulic Motor / Pump
US6401671B1 (en) Draw rotary engine
RU2070645C1 (en) Rotary internal combustion engine
US4139336A (en) Expansible chamber apparatus with pairs of cylindrical rollers
RU2111368C1 (en) Rotary internal combustion engine
RU2028523C1 (en) Device for converting rotation to reciprocation and vice versa