RU2167321C2

RU2167321C2 - Axial internal combustion engine

Info

Publication number: RU2167321C2
Application number: RU99101287A
Authority: RU
Inventors: Б.Г. Саифутдинов
Original assignee: Саифутдинов Билал Гильмутдинович
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2001-05-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: proposed axial internal combustion engine has housing, four pairs of opposite cylinders, eight pistons rigidly connected by rods to shafts of rollers and arranged in cylinders to form working chambers, and mechanism converting reciprocating motion into rotary motion. This mechanism is connected to power takeoff shafts and is made of two flywheels provided with oval-shaped grooves on end faces for sliding of working rollers. Two support faceplates rigidly secured on engine housing are provided with four slots to permit sliding of support rollers. Engine has two pairs of shafts on ends of which support and working rollers are press- fitted to convert reciprocating motion into rotary motion providing eight working strokes at each revolution of shaft. EFFECT: increased efficiency, simplified manufacturing, increased service life at reduced fuel consumption. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения. The invention relates to the field of engineering.

Известен бесшатунный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, четыре пары оппозитно расположенных цилиндров, восемь поршней, жестко соединенных штоками с валами роликов и расположенных в цилиндрах с образованием рабочих камер, и механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (см. патент Российской Федерации N 2 10261, МПК F 02 В 75/32, опубл. 1998 г.). Known rodless internal combustion engine comprising a housing, four pairs of opposed cylinders, eight pistons rigidly connected by rods to the shaft of the rollers and located in the cylinders with the formation of the working chambers, and a mechanism for converting reciprocating motion into rotational (see patent of the Russian Federation N 2 10261, IPC F 02 B 75/32, publ. 1998).

Недостаток известного двигателя заключается в недостаточно высоком коэффициенте полезного действия (КПД), низкой технологичности, больших потерях на трение. A disadvantage of the known engine lies in the insufficiently high coefficient of performance (COP), low adaptability, large friction losses.

Задачей изобретения является повышение КПД, упрощение изготовления, повышение моторесурса и экономичности. The objective of the invention is to increase efficiency, simplify manufacturing, increase engine life and economy.

Поставленная задача решается тем, что бесшатунный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, четыре пары оппозитно расположенных цилиндров, восемь поршней, жестко соединенных штоками с валами роликов и расположенных в цилиндрах с образованием рабочих камер, и механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, согласно изобретению механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное прикреплен к валам отбора мощности и выполнен из двух маховиков, расточенных на торце овалевидными канавками для скольжения рабочих роликов, из двух опорных планшайб, жестко прикрепленных к корпусу двигателя, с четырьмя пазами для скольжения опорных роликов, и двух пар валов, на концах которых запрессованы опорные и рабочие ролики, которые позволяют преобразовать возвратно-поступательное движение во вращательное, обеспечивая каждому обороту вала восемь тактов "рабочий ход". The problem is solved in that a rodless internal combustion engine containing a housing, four pairs of opposed cylinders, eight pistons rigidly connected by rods to the shaft of the rollers and located in the cylinders with the formation of the working chambers, and a mechanism for converting the reciprocating motion into rotational, according to the invention the mechanism for converting the reciprocating motion into a rotational one is attached to the power take-off shafts and is made of two flywheels bored at the oval-shaped end grooves for sliding the working rollers, from two support plates rigidly attached to the engine casing, with four grooves for sliding the supporting rollers, and two pairs of shafts, at the ends of which support and working rollers are pressed in, which allow you to convert the reciprocating motion into rotational, providing each revolution of the shaft eight cycles "working stroke".

Выполнение двигателя бесшатунным позволяет достичь высоких оборотов. Два маховика двигателя, набирая большие обороты, аккумулируют энергию вращательного движения, тем самым способствуют повышению мощности, экономичности двигателя. The execution of the engine without rod allows you to achieve high speed. Two engine flywheels, gaining high speed, accumulate the energy of rotational motion, thereby contributing to an increase in engine power and economy.

На фиг. 1 представлена схема двигателя, продольный разрез; на фиг. 2 - схема работы механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное; на фиг. 3 - опорная планшайба двигателя. In FIG. 1 shows a diagram of the engine, a longitudinal section; in FIG. 2 is a diagram of a mechanism for converting a reciprocating motion into a rotational one; in FIG. 3 - a basic faceplate of the engine.

Четырехтактный бесшатунный двигатель внутреннего сгорания содержит четыре пары цилиндров 1 - 4 и поршней 5 - 8 (на фиг. 1 показаны две пары цилиндров и поршней). Поршни 5 - 8 расположены в цилиндрах с образованием рабочих камер и жестко соединены через шток 17 с валом 16 роликов, на двух концах которого запрессованы опорные ролики 14, 15 и рабочие ролики 11, 12. Валы 16 роликов могут совершать прямолинейно-поступательное движение по пазам, вырезанным на опорных планшайбах 13 при помощи опорных роликов 14, 15. Рабочие ролики 11, 12 скользят по овалевидной поверхности 20 (см. фиг. 2), расточенной на торце маховиков 9, 10. Маховики 9, 10 прикреплены к валам отбора мощности 18, 19 двигателя. Опорная планшайба 13 жестко прикреплена к корпусу двигателя. A four-stroke rodless internal combustion engine contains four pairs of cylinders 1 to 4 and pistons 5 to 8 (two pairs of cylinders and pistons are shown in FIG. 1). Pistons 5 - 8 are located in the cylinders with the formation of the working chambers and are rigidly connected through the rod 17 to the shaft 16 of the rollers, at the two ends of which the support rollers 14, 15 and the working rollers 11, 12 are pressed in. The shafts 16 of the rollers can perform linearly translational movement along the grooves cut on the supporting plates 13 using the support rollers 14, 15. The working rollers 11, 12 slide along the oval-shaped surface 20 (see Fig. 2), bored at the end of the flywheels 9, 10. The flywheels 9, 10 are attached to the power take-off shafts 18 , 19 engine. The support plate 13 is rigidly attached to the engine housing.

Четырехтактный бесшатунный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. Four-stroke rodless internal combustion engine operates as follows.

Рассмотрим работу механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательную (см. фиг. 2). Приложим рабочим роликам 11 равнодействующие двух сил F₁ и -F₂, направленных по одной прямой в противоположные стороны, которые находятся на точках наименьшего диаметра овальной поверхности 20 и одновременно сообщим маховику 9 небольшую угловую скорость. Рабочие ролики 11 совершают только прямолинейное возвратно-поступательное движение и под действием сил F₁ и - F₂ занимают положение точек наибольшего диаметра овальной поверхности 20 маховика 9, при этом маховик 9 совершает вращательное движение на четверть оборота. Другая пара рабочих роликов 21, следующих за ним в этот момент, находится на точках наименьшего диаметра овальной поверхности 20. Если, как в предыдущем цикле, на ролики 21 приложить силы F₁ и -F₂, то цикл повторяется, маховик совершает вращательное движение еще на четверть оборота.Consider the operation of the mechanism for converting reciprocating motion into rotational motion (see Fig. 2). We apply to the working rollers 11 the resultants of two forces F ₁ and -F ₂ directed along one straight line in opposite directions, which are at the points of the smallest diameter of the oval surface 20 and at the same time inform the flywheel 9 of a small angular velocity. The working rollers 11 perform only a rectilinear reciprocating movement and under the action of forces F ₁ and - F ₂ occupy the position of the points of the largest diameter of the oval surface 20 of the flywheel 9, while the flywheel 9 rotates a quarter turn. Another pair of working rollers 21, following it at this moment, is at the points of the smallest diameter of the oval surface 20. If, as in the previous cycle, forces F ₁ and -F _{2 are} applied to the rollers 21, then the cycle repeats, the flywheel rotates further a quarter turn.

В дальнейшем рабочие циклы повторяются и таким образом происходит преобразование прямолинейного возвратно-поступательного движения во вращательное. Subsequently, the work cycles are repeated, and thus the rectilinear reciprocating motion is converted to rotational.

В данном бесшатунным двигателе внутреннего сгорания силы F₁, -F₂ зависят от давления газов в камерах сгорания цилиндров.In this rodless internal combustion engine, the forces F ₁ , -F ₂ depend on the gas pressure in the combustion chambers of the cylinders.

Рабочие такты двигателя протекают следующим образом. Оппозитно расположенные поршни двигателя 5 - 8 работают попарно, при совершении в рабочей камере такта "Рабочий ход" в противолежащей камере протекает то же такт "Рабочий ход". Working cycles of the engine proceed as follows. The oppositely located pistons of the engine 5 to 8 operate in pairs, when the “stroke” stroke is made in the working chamber, the same stroke “stroke” takes place in the opposite chamber.

Рассмотрим работу одной пары цилиндров 1, 3 двигателя. Consider the operation of one pair of cylinders 1, 3 of the engine.

Когда рабочие ролики 11 находятся на точках наименьшего диаметра овальной поверхности 20, в рабочих камерах двигателя происходят сжатие и воспламенение горючей смеси, совершается такт "Рабочий ход", рабочие ролики 11 под действием давления газов на поршни 6, 7 занимают положение наибольшего диаметра овальной поверхности 20. Маховик 9 поворачивается на четверть оборота. Последующую четверть оборота маховика 9 рабочие ролики 11 находятся на точках наименьшего диаметра овальной поверхности 20, протекает такт "Выпуск" отработавших газов. Следующую четверть оборота маховика 9 положение рабочих роликов 11 на точках наибольшего диаметра овальной поверхности 20, протекает такт "Впуск" - в рабочие камеры поступает свежая рабочая смесь, и еще четверть оборота маховика 9 - положение рабочих роликов 11 на точках наименьшего диаметра овальной поверхности 20, происходит такт "Сжатие" рабочей смеси. Таким образом, за один оборот вала 18 двигателя при четырехтактным цикле работы одной пары поршней 6, 7 совершается два такта "Рабочий ход". Так как двигатель имеет четыре пары попеременно работающих поршней, то на один оборот вала 18 двигателя соответствует восемь тактов "Рабочий ход". When the working rollers 11 are at the points of the smallest diameter of the oval surface 20, compression and ignition of the combustible mixture occur in the working chambers of the engine, the “stroke” stroke is performed, the working rollers 11 under the influence of gas pressure on the pistons 6, 7 occupy the position of the largest diameter of the oval surface 20 Flywheel 9 turns a quarter turn. The next quarter turn of the flywheel 9, the working rollers 11 are located on the points of the smallest diameter of the oval surface 20, the cycle "Release" of the exhaust gas flows. The next quarter turn of the flywheel 9 is the position of the working rollers 11 at the points of the largest diameter of the oval surface 20, the “Inlet” stroke takes place - fresh working mixture enters the working chambers, and another quarter of the turn of the flywheel 9 is the position of the working rollers 11 at the points of the smallest diameter of the oval surface 20, there is a step "Compression" of the working mixture. Thus, for one revolution of the shaft 18 of the engine with a four-cycle cycle of operation of one pair of pistons 6, 7, two strokes are made "stroke". Since the engine has four pairs of alternately working pistons, eight cycles of "stroke" correspond to one revolution of the shaft 18 of the engine.

Для равномерного распределения тактов "Рабочий ход" на каждую четверть оборота вала 18 двигателя работа двух пар поршней, которые расположены на правой стороне двигателя, сдвинута на одну фазу. Когда на рабочих камерах, расположенных на левой стороне, протекает такт "Рабочий ход", то в этот момент на расположенных на правой стороне рабочих камерах происходит такт "Впуск". Таким образом, на каждую четверть оборота вала двигателя соответствует два такта "Рабочий ход". To evenly distribute the “stroke” cycles for each quarter turn of the engine shaft 18, the operation of two pairs of pistons located on the right side of the engine is shifted by one phase. When the stroke “Work stroke” flows on the working chambers located on the left side, then the “Intake” stroke occurs on the working chambers located on the right side. Thus, for every quarter of a revolution of the motor shaft, there are two “stroke” strokes.

Claims

A rodless internal combustion engine comprising a housing, four pairs of opposed cylinders, eight pistons rigidly connected by rods to the shaft of the rollers and located in the cylinders to form working chambers, and a mechanism for converting the reciprocating motion into rotational, characterized in that the mechanism for converting the reciprocating translational motion in the rotary is attached to the power take-off shafts and is made of two flywheels, bored at the end by oval-shaped grooves for sliding workers of two support plates rigidly attached to the motor housing, with four grooves for sliding the support rollers, and two pairs of shafts, at the ends of which support and working rollers are pressed in, which allow you to convert the reciprocating motion into rotational, providing eight rotation of each shaft measures "Working stroke".