RU2178537C2 - Механизм преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины - Google Patents
Механизм преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2178537C2 RU2178537C2 RU99108275/28A RU99108275A RU2178537C2 RU 2178537 C2 RU2178537 C2 RU 2178537C2 RU 99108275/28 A RU99108275/28 A RU 99108275/28A RU 99108275 A RU99108275 A RU 99108275A RU 2178537 C2 RU2178537 C2 RU 2178537C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- piston
- inclined disk
- rotation
- axis
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению и двигателестроению, в частности, а именно к механизму преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины с возможностью регулирования хода поршня. Применение: в силовых установках транспортных средств и механизмов, насосах и компрессорах. Новизна устройства заключается в том, что в механизме преобразования возвратно-поступательного движения поршня с вращением вокруг оси в цилиндре во вращение вала с помощью наклонного диска, вращающегося в подшипнике, расположенный внутри наклонного диска шток с пальцем имеет зубчатое колесо, которое входит в зацепление с зубчатым колесом вала. Шарнир установлен на подшипниках на наклонном диске таким образом, что ось шарнира проходит по хорде окружности, центр которой лежит на оси штока. При перемещении штока в направляющих от взаимодействия пальца штока с наклонным диском возникает крутящий момент, который вращает шток вместе с наклонным диском и передается от зубчатого колеса к зубчатому колесу вала. Регулировка хода поршня в необходимом интервале производится путем изменения угла наклона подшипника наклонного диска в корпусе механизма относительно оси штока. 1 ил.
Description
Изобретение относится преимущественно к двигателестроению, а именно к механизму преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины с возможностью регулирования хода поршня.
Регулирование рабочего объема и степени сжатия ДВС является перспективным направлением в создании более экономичных и экологически чистых двигателей внутреннего сгорания.
Из опубликованной информации известно несколько достаточно сложных технических решений регулирования хода поршня в классическом кривошипно-шатунном механизме, например в патенте США 5201287, МКИ F 02 В 75/04, опубл. 13.04.93, а также в механизме, описанном в А. С. 1808057 СССР, МКИ F 16 H от 7.04.93 под названием "Механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, позволяющий плавно изменять рабочий объем цилиндров при неизменной частоте вращения вала".
Наиболее близким по технической сущности является механизм, описанный в патенте 2117201 RU МКИ F 16 H 23/04 от 10.08.98, под названием "Механизм преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины". (Прототип. ) Механизм содержит корпус, размещенный в корпусе наклонный диск с подшипником и расположенный внутри наклонного диска шток в направляющих. Шток связан с наклонным диском посредством шарнира. При перемещении штока в направляющих от взаимодействия пальца штока с наклонным диском возникает крутящий момент, вращающий шток вместе с направляющими. От направляющей штока крутящий момент передается к валу. К недостатку механизма можно отнести то, что в двигателе с данным механизмом зазор между поршнем и цилиндром зависит от двух зазоров, а именно - от зазора между штоком и направляющей штока и зазора между направляющей штока и корпусом механизма. Передача крутящего момента от штока к валу осуществляется через промежуточную деталь - направляющую штока.
Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности механизма для преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины с регулируемым ходом поршня. Предложенный механизм позволяет конструировать поршневые машины, у которых поршень не контактирует со стенкой цилиндра, что открывает новые направления в области машиностроения.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном механизме преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины с регулируемым ходом поршня, содержащем корпус, направляющие штока, размещенный в корпусе механизма наклонный диск с подшипником и расположенный внутри наклонного диска шток, по крайней мере, с одним поршнем, шарнир с вкладышем, соединенный с наклонным диском посредством подшипников, для обеспечения возвратно-поступательного движения поршня с регулируемой амплитудой шток поршня выполнен с зубчатым колесом и с отстоящим под прямым углом к оси штока пальцем, входящим в отверстие вкладыша шарнира наклонного диска, и расположен внутри наклонного диска так, что, в общем случае, ось штока проходит через центр вращения наклонного диска. Большая ось шарнира проходит по хорде окружности в сечении наклонного диска, центр которой совпадает с центром вращения наклонного диска. При перемещении штока в направляющих в результате взаимодействия пальца штока через шарнир с наклонным диском возникает крутящий момент, который вращает шток вместе с наклонным диском и передается от зубчатого колеса штока, совершающего возвратно-поступательное движение с вращением, на зубчатое колесо. Длина зубчатого колеса штока выбрана таким образом, что оно постоянно находится в зацеплении с зубчатым колесом вала. Величина хода штока может регулироваться в необходимом интервале путем изменения положения подшипника наклонного диска в корпусе механизма относительно оси штока.
Главным отличием от прототипа является наличие зубчатого колеса на штоке и перемещение штока в неподвижных направляющих.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена поршневая машина с механизмом преобразования движения поршня во вращение вала с регулируемым ходом поршня. Она содержит корпус 1, размещенные в корпусе наклонный диск 2 с подшипником 3 и расположенный внутри наклонного диска шток 4 с зубчатым колесом 5, отстоящим под прямым углом к оси штока "О-О" пальцем 6 и поршнями 7, образующими с цилиндрами 8 рабочие объемы двигателя, направляющие штока 9, шарнир 10 с вкладышем 11, соединенный с наклонным диском 2 посредством подшипников. Зубчатое колесо 5 штока 4 входит в зацепление с зубчатым колесом 12 вала.
Подшипник 3 наклонного диска 2 сопряжен с корпусом механизма 1 таким образом, например, с помощью двух опор, оси которых лежат на продолжении диаметра наклонного диска, перпендикулярного оси штока, что может изменять угол наклона относительно оси штока с помощью червячного, гидравлического или другого исполнительного механизма, связывающего подшипник наклонного диска с корпусом механизма.
Максимальный ход штока определяется расстоянием от центра наклонного диска до оси шарнира и минимально возможным углом между плоскостью вращения наклонного диска и осью штока, который зависит от условий нагружения поршневой машины, прочностных характеристик используемых материалов, конструктивных особенностей поршневой машины.
Работает механизм следующим образом: при перемещении штока 4 в направляющих 9 от давления поршня 7 палец 6 штока 4 через шарнир 10 воздействует на наклонный диск 2. При нахождении штока между крайними положениями и угле между наклонным диском 2 и осью штока "О-О", отличном от прямого, возникает крутящий момент, вращающий шток 4 вместе с наклонным диском 2. От зубчатого колеса 5 штока 4 крутящий момент передается на зубчатое колесо 12 вала и далее к потребителю. Крайние положения шток проходит под действием сил инерции вращающихся масс. Ход штока 4 регулируется путем изменения угла между подшипником 3 наклонного диска 2 и осью штока "О-О" с помощью исполнительного механизма.
Предложенное техническое решение отличается простотой, надежностью в работе и является высокоэффективным средством регулирования ДВС с целью повышения экономичности и экологической чистоты эксплуатации поршневой машины, дает возможность использовать бензин с различными октановыми числами. Вращение поршня при перемещении в цилиндре окажет положительное влияние на протекание рабочего процесса. При зазоре между штоком и направляющей штока, меньшем, чем между поршнем и цилиндром, поршень не соприкасается с цилиндром. В этом случае при использовании вместо поршневых колец лабиринтного уплотнения значительно снижаются механические потери, появляется возможность отказаться от смазки цилиндра, уменьшить токсичность отработавших газов за счет исключения сгорания масла на стенках цилиндра, применять для цилиндров и поршней материалы со специальными свойствами, например керамику. Срок службы смазочного масла значительно увеличивается, так как масло не подвергается воздействию высоких температур продуктов сгорания.
Механизм обладает свойством обратимости и может использоваться в компрессорах и насосах для регулирования давления и подачи без изменения частоты вращения вала.
На основе механизма преобразования возвратно-поступательного движения поршня с вращением в цилиндре во вращение вала поршневой машины с регулируемым ходом поршня могут быть реализованы различные схемы двигателей внутреннего сгорания.
Claims (1)
- Механизм преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины с регулируемым ходом поршня, содержащий корпус, в котором размещен наклонный диск с подшипником, шток с по крайней мере одним поршнем, перемещающийся в направляющих и связанный с наклонным диском посредством шарнира и пальца, расположенного под прямым углом к оси штока, при этом ось шарнира наклонного диска лежит на хорде окружности с центром, совпадающим с центром вращения наклонного диска, ось штока проходит в общем случае через центр вращения наклонного диска, которым является точка, относительно которой вращается наклонный диск при различных положениях подшипника наклонного диска, отличающийся тем, что для передачи крутящего момента на штоке выполнено зубчатое колесо таким образом, что обеспечивается постоянное зацепление с зубчатым колесом вала при перемещении штока, а направляющие штока неподвижно закреплены в корпусе механизма.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99108275/28A RU2178537C2 (ru) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | Механизм преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99108275/28A RU2178537C2 (ru) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | Механизм преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99108275A RU99108275A (ru) | 2001-01-27 |
RU2178537C2 true RU2178537C2 (ru) | 2002-01-20 |
Family
ID=20218841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99108275/28A RU2178537C2 (ru) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | Механизм преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2178537C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106704297A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-24 | 无锡缔友自动化设备有限公司 | 气动执行器 |
-
1999
- 1999-04-19 RU RU99108275/28A patent/RU2178537C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106704297A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-24 | 无锡缔友自动化设备有限公司 | 气动执行器 |
CN106704297B (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-13 | 无锡缔友自动化设备有限公司 | 气动执行器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0090814B1 (en) | Piston machine with cylindrical working chamber or chambers | |
JP3943078B2 (ja) | 回転式シリンダを備えたピストン往復機関 | |
US4011842A (en) | Piston machine | |
RU2161712C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями | |
US4174684A (en) | Variable stroke internal combustion engine | |
RU2112889C1 (ru) | Машина объемного вытеснения текучей среды, оборудованная поршнями без шатунов | |
US4803964A (en) | Internal combustion engine | |
US4463710A (en) | Engine connecting rod and piston assembly | |
US5406859A (en) | Device for transferring power between linear and rotary motion | |
US5007385A (en) | Crankless engine | |
US4301695A (en) | Reciprocating piston machine | |
US4066049A (en) | Internal combustion engine having a variable engine displacement | |
US4173151A (en) | Motion translating mechanism | |
US2166975A (en) | Mechanical movement | |
RU2296234C1 (ru) | Кривошипно-шатунный механизм уколова | |
WO1995013491A1 (en) | Internal combustion engine with improved cycle dynamics | |
US4932373A (en) | Motion converting mechanism | |
RU2161741C2 (ru) | Трансмиссия | |
US6435145B1 (en) | Internal combustion engine with drive shaft propelled by sliding motion | |
US4466388A (en) | Compression ignition internal combustion engine | |
RU2178537C2 (ru) | Механизм преобразования движения поршня во вращение вала поршневой машины | |
US20040149122A1 (en) | Crankless internal combustion engine | |
US10370970B1 (en) | Engine crank and connecting rod mechanism | |
US6289857B1 (en) | Variable capacity reciprocating engine | |
US1978762A (en) | Engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050420 |