RU2157458C1

RU2157458C1 - Multiple-cylinder four-stroke engine

Info

Publication number: RU2157458C1
Application number: RU99102618A
Authority: RU
Inventors: М.Р. Гохштейн
Original assignee: Гохштейн Михаил Рахмилович
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2000-10-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: proposed multiple-cylinder four-stroke engine has cylinders and pistons. Pistons are connected with shaft by sliders and gear sectors connected tangentially. Full working cycle is accomplished at one revolution of shaft. EFFECT: increased torque and power, use of straight shaft instead of crankshaft. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению. The invention relates to mechanical engineering, namely to engine building.

Известны многоцилиндровые четырехтактные двигатели (МЧД), в которых усилие от возвратно-поступательно двигающихся поршней через шатуны в такте рабочий ход преобразуется во вращательное движение коленчатого вала (КВ) и полный рабочий цикл происходит за два оборота КВ. Known multi-cylinder four-stroke engines (MBH), in which the force from the reciprocating pistons through the connecting rods in the stroke, the working stroke is converted into rotational motion of the crankshaft (HF) and a full duty cycle occurs in two HF turns.

Движение шатунных шеек КВ от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ) по радиусу постоянно изменяет плечо от нуля до максимума и опять до нуля. Поэтому невозможно получить максимальный крутящий момент двигателя (Л. 1)
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание МЧД с увеличением его мощности и крутящего момента при тех же оборотах двигателя.The movement of the connecting rod journals KV from the top dead center (TDC) to the bottom dead center (BDC) along the radius constantly changes the shoulder from zero to maximum and again to zero. Therefore, it is impossible to obtain the maximum engine torque (L. 1)
The technical problem to which the invention is directed is the creation of an MBH with an increase in its power and torque at the same engine speeds.

Для решения поставленной задачи в МЧД, содержащем цилиндры и поршни, поршни соединены с валом посредством ползунов и зубчатых секторов, соединенных по касательной. To solve the problem in the MCH containing cylinders and pistons, the pistons are connected to the shaft by means of sliders and gear sectors connected tangentially.

Мне неизвестны МЧД, аналогичные предлагаемому. I don’t know the MHD similar to the proposed one.

Вращательное движение вала получается в результате преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней с ползунами, зацепляющимися с секторами, которые неподвижно сидят на валу. Максимальный крутящий момент создается за счет зацепления ползунов с секторами по касательной, в результате чего обеспечивается постоянное максимальное плечо и полный рабочий цикл совершается за четыре такта при одном обороте вала с увеличенным крутящим моментом. The rotational movement of the shaft is obtained by converting the rectilinear reciprocating motion of the pistons with sliders engaged with sectors that are stationary on the shaft. The maximum torque is created due to the engagement of the sliders with the sectors tangentially, as a result of which a constant maximum shoulder is ensured and a complete duty cycle is performed in four cycles with one revolution of the shaft with increased torque.

На чертеже изображен МЧД, в котором движение поршней 1 через ползуны 2 и зубчатые сектора 3 преобразуется во вращательное движение вала 4 с маховиком 5. При помощи шестерен 6 осуществляется перемещение ползунов по кронштейну 7 до ограничителей 8 для совершения очередных тактов. The drawing shows the MCD, in which the movement of the pistons 1 through the sliders 2 and the gear sectors 3 is converted into a rotational movement of the shaft 4 with the flywheel 5. Using gears 6, the sliders are moved along the bracket 7 to the limiters 8 to perform regular cycles.

Работа МЧД происходит следующим образом. The operation of the MCH is as follows.

В такте рабочий ход поршень 1, перемещаясь от ВМТ к НМТ, через ползун 2 и зубчатый сектор 3 поворачивает вал 4 с маховиком 5. Так как длина делительной окружности зубчатого сектора 3 равна сумме четырех рабочих ходов, то за один рабочий ход вал 4 с маховиком 5 повернется на 90^o, а за полный рабочий цикл на 360^o. Ползуны 2 через зубчатое зацепление с шестернями 6 перемещают остальные ползуны 2 по кронштейну 7 вверх и вниз до ограничителей 8, совершая очередные такты рабочего цикла. Ползуны 2, сцепляясь с зубчатыми секторами 3 по касательной, обеспечивают постоянное и максимальное плечо, тем самым передают на вал 4 максимальный крутящий момент.In tact, the stroke of the piston 1, moving from TDC to BDC, through the slider 2 and the gear sector 3 rotates the shaft 4 with the flywheel 5. Since the length of the pitch circle of the gear sector 3 is the sum of four working strokes, then in one working stroke the shaft 4 with the flywheel 5 will rotate 90 ^o , and for a full working cycle 360 ^o . The sliders 2 through the gearing with gears 6 move the rest of the sliders 2 on the bracket 7 up and down to the limiters 8, making the next cycles of the working cycle. The sliders 2, coupled tangentially with the gear sectors 3, provide a constant and maximum shoulder, thereby transmitting maximum torque to the shaft 4.

Крайние нижнее и верхнее положения поршней 1 за счет связи между всеми ползунами 2 посредством шестерен 6 обеспечивают ограничители 8. The extreme lower and upper positions of the pistons 1 due to the connection between all the sliders 2 by means of gears 6 provide limiters 8.

Использование данного изобретения позволяет получить следующий положительный технический эффект:
а) за счет того, что полный рабочий цикл совершается за один оборот вала вместо двух, получить в два раза больше рабочих ходов и соответственно увеличить мощность,
б) увеличить крутящий момент на 100%,
в) заменить коленчатый вал на ровный.The use of this invention allows to obtain the following positive technical effect:
a) due to the fact that the full duty cycle is completed in one revolution of the shaft instead of two, get twice as many strokes and, accordingly, increase power,
b) increase the torque by 100%,
c) replace the crankshaft with a flat one.

Выводы:
а) в двигателе с переменным плечом суммарный крутящий момент равен 14,99 Н м. Для сравнения, при тех же параметрах, но с постоянным плечом, равным 40 мм, суммарный крутящий момент равен 22,04 Н м.Conclusions:
a) in an engine with a variable arm, the total torque is 14.99 N m. For comparison, with the same parameters, but with a constant arm of 40 mm, the total torque is 22.04 N m.

б) в двигателе с постоянным плечом, равным 50 мм, суммарный крутящий момент равен 30,2 Н м. b) in an engine with a constant shoulder equal to 50 mm, the total torque is 30.2 N m.

Плечо 40 мм взято с учетом практически применяемой в современных двигателях величины рабочего хода, равной 80 мм. The shoulder of 40 mm was taken taking into account the stroke size of 80 mm, which is practically used in modern engines.

Для двигателя по предлагаемому изобретению длина окружности сектора должна быть 320 мм (сумма четырех рабочих ходов) и диаметр 102 мм, отсюда плечо равно 51 мм, поэтому увеличенное реальное плечо создает суммарный крутящий момент не на 47% больше, чем в традиционном двигателе, а на 101%. For the engine according to the invention, the sector circumference should be 320 mm (the sum of four working strokes) and a diameter of 102 mm, hence the shoulder is 51 mm, therefore, the increased real shoulder creates a total torque of not 47% more than in a traditional engine, but 101%

График и таблица крутящих моментов у двигателя с традиционным кривошипно-шатунным механизмом приведены в приложении 1. The graph and table of torques for an engine with a traditional crank mechanism are given in Appendix 1.

Таблица крутящих моментов в заявляемом двигателе приведена в приложении 2. The table of torques in the inventive engine is given in Appendix 2.

Литература
Круглов С.М. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей. М.: Высшая школа, 1991, с.18.Literature
Kruglov S.M. Device, maintenance and repair of cars. M.: Higher School, 1991, p. 18.

Claims

A multi-cylinder four-stroke engine containing cylinders and pistons, characterized in that the pistons are connected to the shaft by means of sliders and gear sectors connected tangentially, and a complete duty cycle is performed in one revolution of the shaft.