RU218640U1 - ENERGY MACHINE - Google Patents

ENERGY MACHINE Download PDF

Info

Publication number
RU218640U1
RU218640U1 RU2023101588U RU2023101588U RU218640U1 RU 218640 U1 RU218640 U1 RU 218640U1 RU 2023101588 U RU2023101588 U RU 2023101588U RU 2023101588 U RU2023101588 U RU 2023101588U RU 218640 U1 RU218640 U1 RU 218640U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
machine
internal combustion
gears
power
shaft
Prior art date
Application number
RU2023101588U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Анатольевич Лущиков
Original Assignee
Анатолий Анатольевич Лущиков
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Анатольевич Лущиков filed Critical Анатолий Анатольевич Лущиков
Application granted granted Critical
Publication of RU218640U1 publication Critical patent/RU218640U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к энергетическим машинам и поршневым двигателям внутреннего сгорания. Технический результат полезной модели - обеспечение возможности создания энергетической машины с регулируемой выходной мощностью вращения ее выходного вала достигается за счет того, что энергетическая машина, содержащая двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах двигателя во вращательное движение его шестерен, центрично смонтированных на сегментах вала двигателя внутреннего сгорания и соединяющих шестерни соседних цилиндров, за счет эксцентричного соединения шатуна поршня к упомянутым шестерням двигателя, и шестерню машины, смонтированную на отдельном валу машины, входящую в зацепление с шестернями двигателя внутреннего сгорания, отличающаяся тем, что шестерни на валу энергетической машины смонтированы неподвижно относительно упомянутого вала, а их количество соответствует количеству ступеней в энергетической машине, каждая из ступеней представляет собой одну шестерню машины и один или несколько двигателей внутреннего сгорания, при этом шестерня машины одной ступени входит в зацепление с шестернями двигателя внутреннего сгорания этой же ступени. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to power machines and reciprocating internal combustion engines. The technical result of the utility model - providing the possibility of creating a power machine with adjustable output power of rotation of its output shaft is achieved due to the fact that the power machine containing an internal combustion engine, configured to convert the reciprocating motion of the pistons in the engine cylinders into the rotational motion of its gears, centrically mounted on segments of the shaft of the internal combustion engine and connecting the gears of adjacent cylinders, due to the eccentric connection of the piston connecting rod to the mentioned engine gears, and the gear of the machine, mounted on a separate shaft of the machine, engaged with the gears of the internal combustion engine, characterized in that the gears on shaft of the power machine are mounted motionless relative to the mentioned shaft, and their number corresponds to the number of stages in the power machine, each of the steps represents one gear of the machine and one or more internal combustion engines, while the gear of the machine of one stage engages with the gears of the internal combustion engine of this same steps. 1 w.p. f-ly, 3 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к энергетическим машинам и поршневым двигателям внутреннего сгорания [F01B 9/00, F01B 9/04, F16H 21/00, F16H 21/10, F16H 21/16, F16H 21/18].The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to power machines and reciprocating internal combustion engines [F01B 9/00, F01B 9/04, F16H 21/00, F16H 21/10, F16H 21/16, F16H 21/18].

Из уровня техники известен ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ [EP 2503129 (A1), опубликовано: 26.09.2012], содержащий двигатель внутреннего сгорания, имеющий один или несколько первых цилиндров, в котором с возможностью скольжения размещен соответствующий поршень, при этом цилиндр и поршень образуют камеру сгорания, поршень шарнирно соединен с шатуном, шестеренчатый двигатель содержит выходной вал, пару ведущих зубчатых колес, расположенных параллельно друг другу, пару ведомых зубчатых колес, расположенных параллельно друг другу на выходном валу, причем первое из указанных ведомых зубчатых колес приводится в движение первым ведущим зубчатым колесом, а другое из указанных ведомых зубчатых колес приводится в движение другим ведущим зубчатым колесом, при этом шатун соединен с обоими ведущими зубчатыми колесами в эксцентричном положении для приведения в движение этих ведущих зубчатых колес, при этом положение эксцентрика является эксцентричным по отношению к оси вращения ведущих зубчатых колес.A GEAR ENGINE [EP 2503129 (A1), published: 09/26/2012] is known from the prior art, containing an internal combustion engine having one or more first cylinders, in which the corresponding piston is slidably placed, while the cylinder and piston form a combustion chamber, the piston is pivotally connected to the connecting rod, the gear motor comprises an output shaft, a pair of driving gears arranged parallel to each other, a pair of driven gears arranged parallel to each other on the output shaft, the first of said driven gears being driven by the first driving gear, and the other of said driven gears is driven by the other drive gear, wherein the connecting rod is connected to both drive gears in an eccentric position to drive these drive gears, the position of the eccentric being eccentric with respect to the axis of rotation of the drive gears .

Также известна ШАТУННО-КРИВОШИПНАЯ СИСТЕМА [IT 201800004523 (A1), опубликовано: 16.10.2019], состоящая из коленчатого вала, смонтированного по крайней мере, на одной паре концевых опор, соединенного по крайней мере с одним потребителем через вращающийся вал и по меньшей мере один поршень с соответствующим шатуном, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одну шестерню, образованную первым зубчатым колесом, находящимся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, указанное первое зубчатое колесо выполнено за одно целое с коленчатым валом и центрировано относительно пары концевых опор, указанное второе зубчатое колесо составляет одно целое с вращающимся валом, первое зубчатое колесо снабжено по меньшей мере одним эксцентриковым гнездом для монтажа пальца шатуна к упомянутому первому зубчатому колесу.Also known is a CONNECTING AND CRANK SYSTEM [IT 201800004523 (A1), published: 10/16/2019], consisting of a crankshaft mounted on at least one pair of end bearings, connected to at least one consumer through a rotating shaft and at least one piston with a corresponding connecting rod, characterized in that it contains at least one gear formed by the first gear meshed with the second gear, said first gear is integral with the crankshaft and centered relative to a pair of end bearings, said second the gear wheel is integral with the rotating shaft, the first gear wheel is provided with at least one eccentric socket for mounting the connecting rod pin to the said first gear wheel.

Наиболее близкой по технической сущности является МАШИНА [DE 102006033200 (A1), опубликовано: 24.01.2008], содержащая корпус, в котором с возможностью вращения установлен коленчатый вал, на котором шарнирно закреплен, по крайней мере, один шатун, несущий поршень, причем поршень выполнен с возможностью перемещения в цилиндре, охваченном головкой блока цилиндров с образованием рабочей камеры, а коленчатый вал соединен с рабочим валом через шестерню, отличающийся тем, что коленчатый вал и рабочий вал установлены в корпусе так, что они неподвижны по отношению друг к другу, коленчатый вал выполнен из сегментов, по крайней мере, на торцах которых смонтированы ведущие шестерни, ведущие шестерни соседних сегментов вала соединены между собой шатунным пальцем, ведущая шестерня смонтирована на сегменте коленчатого вала на подшипник, на рабочем валу смонтирована ведомая шестерня, находящаяся в зацеплении с ведущей шестерней, шатун соединен с ведущей шестерней эксцентрично с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное ведущей шестерни на сегменте коленчатого вала.The closest in technical essence is a MACHINE [DE 102006033200 (A1), published: 24.01.2008], containing a housing in which a crankshaft is rotatably mounted, on which at least one connecting rod bearing a piston is pivotally fixed, and the piston is made with the possibility of movement in the cylinder covered by the cylinder head to form a working chamber, and the crankshaft is connected to the working shaft through a gear, characterized in that the crankshaft and the working shaft are installed in the housing so that they are stationary relative to each other, the crankshaft the shaft is made of segments, at least on the ends of which the drive gears are mounted, the drive gears of adjacent segments of the shaft are interconnected by a connecting rod pin, the drive gear is mounted on the crankshaft segment on the bearing, the driven gear is mounted on the working shaft, which is engaged with the drive gear , the connecting rod is connected to the drive gear eccentrically with the possibility of converting the reciprocating motion of the piston into rotation of the drive gear on the crankshaft segment.

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является невозможность регулировать мощность вращательного движения выходного вала, так как двигатель внутреннего сгорания, применяемый в приведенных решениях, является, по своей сути, одноступенчатым и изменение количества ступеней для регулирования мощности вращения выходного вала без замены двигателя невозможно. Другим недостатком аналогов и прототипа являются большие габаритные размеры энергетических машин, построенных по приведенным схемам. Кроме того, существенным недостатком прототипа является неподвижное взаимное расположение коленчатого вала и рабочего вала и вращательное движение передается непосредственно от ведущей шестерне ведомой за счет их подвижного монтажа на упомянутых валах. Такое решение усложняет конструкцию машину и снижает ее надежность.The main technical problem of the analogs and the prototype is the inability to control the output shaft rotational power, since the internal combustion engine used in the above solutions is, in essence, a single-stage one and changing the number of steps to control the output shaft rotational power without replacing the engine is impossible. Another disadvantage of the analogs and the prototype is the large overall dimensions of the power machines built according to the above schemes. In addition, a significant drawback of the prototype is the fixed relative position of the crankshaft and the working shaft and rotational motion is transmitted directly from the drive gear driven due to their movable mounting on the mentioned shafts. This solution complicates the design of the machine and reduces its reliability.

Задача полезной модели состоит в устранении недостатков прототипа.The objective of the utility model is to eliminate the shortcomings of the prototype.

Технический результат полезной модели заключается в обеспечении возможности создания энергетической машины с регулируемой выходной мощностью вращения ее выходного вала.The technical result of the utility model is to enable the creation of a power machine with adjustable output power of rotation of its output shaft.

Указанный технический результат достигается за счет того, что энергетическая машина, содержащая двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах двигателя во вращательное движение его шестерен, шестерни центрично смонтированы на валу двигателя внутреннего сгорания и входят в зацепление с шестерней машины, смонтированной на отдельном валу, отличающаяся тем, что вал энергетической машины разбит на сегменты, где на каждом сегменте неподвижно, относительно упомянутого вала, смонтирована шестерня, количество сегментов вала соответствует количеству ступеней в энергетической машине, каждая из ступеней представляет собой шестерню машины и двигатель внутреннего сгорания, шестерни которого, передающие возвратно-поступательное движение поршней через шатуны, входят в зацепление с шестерней машины, при этом соседние сегменты главного вала последовательно соединены между собой муфтой сцепления для увеличения мощности вала энергетической машины за счет суммирования мощностей двигателей внутреннего сгорания ступеней энергетической машины.The specified technical result is achieved due to the fact that a power machine containing an internal combustion engine, configured to convert the reciprocating motion of the pistons in the engine cylinders into the rotational movement of its gears, the gears are centrally mounted on the shaft of the internal combustion engine and engage with the gear of the machine mounted on a separate shaft, characterized in that the shaft of the power machine is divided into segments, where a gear is mounted on each segment motionless, relative to the said shaft, the number of shaft segments corresponds to the number of steps in the power machine, each of the steps is a gear of the machine and the engine of the internal combustion, the gears of which, transmitting the reciprocating motion of the pistons through the connecting rods, engage with the gear of the machine, while the adjacent segments of the main shaft are connected in series by a clutch to increase the power of the power machine shaft by summing the power of the internal combustion engines of the power machine stages.

В частности соединение шестерен двигателя внутреннего сгорания с шестерней каждой из ступеней энергетической машины может быть выполнено через дифференциал с возможностью передачи и сложения различных по своим угловым скоростям потоков мощностей ступеней энергетической машины в один исходящий поток мощности главного вала.In particular, the connection of the gears of the internal combustion engine with the gear of each of the stages of the power machine can be made through a differential with the possibility of transferring and adding the power flows of the power machine stages of different angular velocities into one outgoing power flow of the main shaft.

На фиг. 1 показана кинематическая схема двухступенчатой энергетической машины.In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a two-stage power machine.

На фиг.2 показан кинематическая схема двухступенчатой энергетической машины с сегментированным главным валом.Figure 2 shows a kinematic diagram of a two-stage power machine with a segmented main shaft.

На фиг.3 показан кинематическая схема двухцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.Figure 3 shows the kinematic diagram of a two-cylinder internal combustion engine.

На фигурах обозначено: 1 - корпус машины, 2 - главный вал, 3 - шестерни машины, 4 - шестерни ДВС, 5 - корпуса ДВС, 6 - цилиндры, 7 - поршни, 8 - шатуны, 9 - сегменты валов ДВС, 10 - муфта сцепления.The figures indicate: 1 - machine body, 2 - main shaft, 3 - machine gears, 4 - internal combustion engine gears, 5 - internal combustion engine housings, 6 - cylinders, 7 - pistons, 8 - connecting rods, 9 - internal combustion engine shaft segments, 10 - coupling clutch.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Самым большим двигателем внутреннего сгорания в мире является судовой дизельный двухтактный двигатель с крейцкопфным кривошипно-шатунным механизмом, оборудованный турбонаддувом и интеркулером RTA96-C, компании Wartsila - Sulzer, имеющий следующие характеристики:The largest internal combustion engine in the world is a Wartsila-Sulzer crosshead crank, turbocharged two-stroke marine diesel engine equipped with an RTA96-C intercooler, having the following characteristics:

вес - 2300 тонн;weight - 2300 tons;

длина - 27 м;length - 27 m;

высота - 13,4 м;height - 13.4 m;

тип турбонаддува - постоянного давления;type of turbocharging - constant pressure;

количество клапанов - 1 выпускной клапан на цилиндр;number of valves - 1 exhaust valve per cylinder;

диаметр цилиндра - 960 мм;cylinder diameter - 960 mm;

ход поршня - 2500 мм;piston stroke - 2500 mm;

рабочий объём цилиндра - 1820 литров;working volume of the cylinder - 1820 liters;

рабочий объём 14-ти цилиндрового двигателя 25480 литров;the working volume of a 14-cylinder engine is 25480 liters;

средняя скорость поршня - 8,5 м/с;average piston speed - 8.5 m/s;

максимальная мощность - 108 920 л.с. при 102 об/мин;maximum power - 108,920 hp at 102 rpm;

максимальный крутящий момент - 7 907 720 Нм при 102 об/мин;maximum torque - 7,907,720 Nm at 102 rpm;

расход топлива - более 6 283 л/час.fuel consumption - more than 6,283 l / h.

Использованная в двигателе классическая схема двигателя внутреннего сгорания позволила использовать около 50% тепловой энергии, получаемой от сгорания топлива, что является хорошим показателем, при этом габариты приведенного двигателя значительны.The classical scheme of the internal combustion engine used in the engine made it possible to use about 50% of the thermal energy obtained from fuel combustion, which is a good indicator, while the dimensions of the reduced engine are significant.

Мощность двигателя внутреннего сгорания P [кВт] определяется по формуле: The power of the internal combustion engine P [kW] is determined by the formula:

N = МКР ⋅ n/ 9550, N = MKR ⋅ n/ 9550,

где МКР - крутящий момент двигателя, n - обороты коленчатого вала. where MKR is the engine torque, n is the crankshaft speed.

Крутящий момент МКР зависит от величины хода поршня, чем больше ход, тем больше плечо, а чем больше плечо, тем большая работа совершается, но при этом количество оборотов уменьшается. The MKR torque depends on the piston stroke, the larger the stroke, the larger the arm, and the larger the arm, the more work is done, but the number of revolutions decreases.

Полезная модель представляет собой энергетическую машину в корпусе 1 (см. фиг.1) которой, по крайней мере, на одной паре концевых опор с возможностью вращения, смонтирован главный вал 2 с жестко установленной на нем шестерней машины 3. Энергетическая машина может включать в себя несколько ступеней, где одна ступень энергетической машины представляет собой одну шестерню машины 3 и один или несколько двигателей внутреннего сгорания, шестерня машины 3 входит в зацепление с шестернями ДВС 4 (ДВС - двигатель внутреннего сгорания) одной ступени. Таким образом, при выполнении энергетической машины многоступенчатой, количество шестерней машины 3, смонтированных на главном валу 2 должно соответствовать количеству ступеней в энергетической машине. В одном из вариантов реализации, выходной вал 2 может состоять из сегментов главного вала 10 (см. фиг.2), каждый из которых в корпусе 1 смонтирован на своей паре концевых опор, при этом упомянутые соседние сегменты главного вала 2 соединены между собой муфтой сцепления 10. Муфта сцепления 10 выполнены фрикционными, кулачковыми и т.д.The utility model is a power machine in the housing 1 (see figure 1) which, at least on one pair of end bearings with the possibility of rotation, mounted the main shaft 2 rigidly mounted on it the gear of the machine 3. The power machine may include several stages, where one stage of the power machine is one gear of the machine 3 and one or more internal combustion engines, the gear of the machine 3 engages with the gears of the internal combustion engine 4 (ICE - internal combustion engine) of one stage. Thus, when performing a multi-stage power machine, the number of machine gears 3 mounted on the main shaft 2 must correspond to the number of steps in the power machine. In one embodiment, the output shaft 2 may consist of segments of the main shaft 10 (see figure 2), each of which in the housing 1 is mounted on its pair of end supports, while the mentioned adjacent segments of the main shaft 2 are interconnected by a clutch 10. Clutch 10 is made of friction, cam, etc.

Двигатель внутреннего сгорания энергетической машины содержит корпус ДВС 5, в котором смонтированы один или несколько цилиндров 6. В цилиндре 6 с возможностью возвратно-поступательного движения размещен поршень 7, при этом в цилиндре 6 над поршнем 7 образована камера сгорания. Поршень 7 шарнирно соединен с шатуном 8, который в свою очередь эксцентрично соединен с парой шестерней ДВС 4 между ними, при этом плоскости вращения шестерен ДВС 4 расположены параллельно. Шестерни ДВС 4 неподвижно и центрично смонтированы на сегментах вала ДВС 9, смонтированных вдоль одной оси на подшипниках, смонтированных в корпусе ДВС 5 с возможностью вращения, при этом шестерни ДВС 4 двух соседних цилиндров 6 смонтированы на одном сегменте вала ДВС 9 (см. фиг.3). Шатун 8 смонтирован по центру между шестернями ДВС 4 с возможностью равномерного распределения нагрузки на ось шатуна 4, шестерни ДВС 4 и сегменты вала ДВС 9 и повышения надежности такого соединения.The internal combustion engine of a power machine contains an internal combustion engine housing 5, in which one or more cylinders 6 are mounted. A piston 7 is placed in the cylinder 6 with the possibility of reciprocating motion, while a combustion chamber is formed in the cylinder 6 above the piston 7. The piston 7 is pivotally connected to the connecting rod 8, which in turn is eccentrically connected to a pair of ICE gears 4 between them, while the planes of rotation of the ICE 4 gears are parallel. The gears of the internal combustion engine 4 are fixedly and centrally mounted on the segments of the shaft of the internal combustion engine 9, mounted along one axis on bearings mounted in the housing of the internal combustion engine 5 with the possibility of rotation, while the gears of the internal combustion engine 4 of two adjacent cylinders 6 are mounted on one segment of the shaft of the internal combustion engine 9 (see Fig. 3). The connecting rod 8 is mounted in the center between the gears of the internal combustion engine 4 with the possibility of evenly distributing the load on the axis of the connecting rod 4, the gears of the internal combustion engine 4 and the segments of the shaft of the internal combustion engine 9 and increasing the reliability of such a connection.

При наличии в двигателе внутреннего сгорания нескольких цилиндров 6, шатуны 8 соседних поршней 7 к шестерням ДВС 4 смонтированы диаметрально противоположно.If there are several cylinders 6 in the internal combustion engine, the connecting rods 8 of neighboring pistons 7 are mounted diametrically opposite to the gears of the internal combustion engine 4.

В одном из вариантов реализации шестерня машины 4 выполнена в виде двух спаренных или отдельных шестерен, смонтированных на главном валу 2, каждая из которых входит в зацепление с шестернями ДВС 4, к которым смонтирован шатун 8 одного поршня 7.In one embodiment, the gear of the machine 4 is made in the form of two paired or separate gears mounted on the main shaft 2, each of which engages with the gears of the internal combustion engine 4, to which the connecting rod 8 of one piston 7 is mounted.

Для равномерного распределения нагрузки и устойчивости в энергетической машине, количество ступеней должно быть не менее двух, мощность двигателей внутреннего сгорания выбирается в зависимости от требуемой мощности при выходе на трансмиссию. Количество оборотов главного вала 2 можно подобрать передаточным числом шестерен ДВС 4 и шестерен машины 3 энергетической машины. Предлагаемая конструкция энергетическая машины, за счёт нескольких ступеней, позволяет устанавливать требуемую мощность энергетической машины по мере необходимости.For even load distribution and stability in the power machine, the number of steps must be at least two, the power of internal combustion engines is selected depending on the required power when entering the transmission. The number of revolutions of the main shaft 2 can be selected by the gear ratio of the gears of the internal combustion engine 4 and the gears of the machine 3 of the power machine. The proposed design of the power machine, due to several stages, allows you to set the required power of the power machine as needed.

В одном из вариантов реализации соединение шестерен ДВС 4 ступени энергетической машины с шестерней машины 3 реализуется через дифференциал (на фигурах не показан) с возможностью передачи и сложения различных по своим угловым скоростям потоков мощностей ступеней энергетической машины без пробуксовок и потерь КПД в один исходящий поток мощности главного вала 2.In one of the embodiments, the connection of the gears of the internal combustion engine 4 stages of the power machine with the gear of machine 3 is implemented through a differential (not shown in the figures) with the possibility of transferring and adding power flows of different angular velocities of the stages of the power machine without slipping and loss of efficiency into one outgoing power stream main shaft 2.

Работа энергетической машины основано на преобразовании возвратно-поступательного движения поршня 7 с шатуном 8 двигателя внутреннего сгорания во вращательное движение шестерен ДВС 4 и передаче упомянутого вращательного движения шестерне машины 3 со сложением мощностей ступеней энергетической машины, каждая из которых передает вращательное движение шестерен ДВС 4 на отдельную шестерню машины 3.The operation of the power machine is based on converting the reciprocating motion of the piston 7 with the connecting rod 8 of the internal combustion engine into the rotational motion of the gears of the internal combustion engine 4 and transferring the said rotational motion to the gear of the machine 3 with the addition of the power of the stages of the power machine, each of which transmits the rotational motion of the gears of the internal combustion engine 4 to a separate machine gear 3.

При запуске двигателя внутреннего сгорания первой ступени энергетической машины, цикл работы двигателя внутреннего сгорания начинается с такта сжатия, когда поршень 7 двигателя за счет силы инерции шестерен ДВС 4 движется от нижней к верхней мертвым точкам. При достижении поршня 7 верхней мертвой точки происходит воспламенение в цилиндре 6 топливно-воздушной смеси. Энергия, образовавшаяся при воспламенении топливно-воздушной смеси, воздействует на поршень 7 и толкает его к нижней мертвой точке. Поршень 7 передает возвратно-поступательное движение через шатун 8 на шестерни ДВС 4 и те за счет эксцентричного соединения с шатуном 8 преобразуют возвратно-поступательное движение поршня 7 во вращательное движение. Вращательное движение шестерен ДВС 4 передают шестерне машины 3, находящейся в зацеплении с шестернями ДВС 4, а шестерни машины 3 соответственно за счет жесткого соединения с главным валом 2 передают полученное вращательное движение на главный вал 2. При этом используется только установленная мощность первой ступени. When starting the internal combustion engine of the first stage of the power machine, the cycle of the internal combustion engine begins with the compression stroke, when the piston 7 of the engine due to the inertia of the gears of the internal combustion engine 4 moves from the bottom to the top dead center. When the piston 7 reaches the top dead center, ignition occurs in the cylinder 6 of the fuel-air mixture. The energy generated during the ignition of the fuel-air mixture acts on the piston 7 and pushes it to the bottom dead center. The piston 7 transmits the reciprocating motion through the connecting rod 8 to the gears of the internal combustion engine 4 and those due to the eccentric connection with the connecting rod 8 convert the reciprocating motion of the piston 7 into rotational motion. The rotational movement of the gears of the internal combustion engine 4 is transmitted to the gear of the machine 3, which is engaged with the gears of the internal combustion engine 4, and the gears of the machine 3, respectively, due to the rigid connection with the main shaft 2, transmit the resulting rotational movement to the main shaft 2. In this case, only the installed power of the first stage is used.

По мере возникновения потребности в увеличении мощности главного вала 2 в варианте реализации главного вала 2 в виде сегментов, посредством муфт сцепления 10 соединяют один сегмент главного вала 2 с соседним сегментов главного вала 2, при этом первая ступень машины производит запуск двигателя внутреннего сгорания второй ступени, а мощность на выходе из главного вала 2 машины увеличивается вдвое. Таким же образом подключают третью и последующие ступени, что позволяет регулировать мощность вращения главного вала 2 подключением или отключением ступеней машины.As the need arises to increase the power of the main shaft 2 in the embodiment of the main shaft 2 in the form of segments, one segment of the main shaft 2 is connected by means of clutches 10 to the neighboring segments of the main shaft 2, while the first stage of the machine starts the internal combustion engine of the second stage, and the power output from the main shaft 2 of the machine is doubled. The third and subsequent stages are connected in the same way, which allows you to adjust the rotation power of the main shaft 2 by connecting or disconnecting the machine steps.

В 2022 году автором полезной модели произведены макетные испытания и расчёты, которые позволили сделать выводы, что установка в энергетической машине с атмосферными ДВС главного вала 2 с шестернями машины 3 позволяет убрать жесткую зависимость между ходом поршня 7 и количеством оборотов шестерен ДВС 4. Главный вал 2 с шестернями машины 3 позволяет получить требуемый крутящий момент при заданном количестве оборотов. In 2022, the author of the utility model made mock-up tests and calculations, which led to the conclusion that the installation of the main shaft 2 with the gears of the machine 3 in a power machine with atmospheric internal combustion engines allows you to remove the rigid relationship between the piston stroke 7 and the number of revolutions of the gears of the internal combustion engine 4. Main shaft 2 with the gears of the machine 3 allows you to get the required torque at a given number of revolutions.

Например, уменьшив габаритные размеры двигателя внутреннего сгорания RTA96-C (цилиндра, поршня, шатуна) в четыре раза, диаметр поршня будет составлять 240 мм, ход поршня 625 мм, при этом для сохранения мощности уменьшенной в габаритах энергетической машины, количество оборотов должно составлять 408 об/мин. При изменении классической схемы энергетической машины на предлагаемый автором полезной модели, диаметр шестерни машины 3 на главном валу 2 должен составлять 2500 мм. For example, by reducing the overall dimensions of the RTA96-C internal combustion engine (cylinder, piston, connecting rod) by four times, the piston diameter will be 240 mm, the piston stroke will be 625 mm, while in order to maintain the power of the power machine reduced in size, the number of revolutions should be 408 rpm When changing the classical scheme of the power machine to the one proposed by the author of the utility model, the diameter of the machine gear 3 on the main shaft 2 should be 2500 mm.

В этом случае на выходе из двигателя внутреннего сгорания за счёт увеличения числа оборотов до 408, получается требуемая мощность, за счёт передачи этой мощности на шестерню 3, имеющую плечо для создания крутящего момента в 1250 мм, на выходе главного вала мы имеем 102 об/мин, при этом энергетическая машина по предложенной схеме, будет иметь габариты и вес на порядок меньше, чем у энергетической машины, построенной по классической схеме, при неизменной мощности и оборотах главного вала 2.In this case, at the output of the internal combustion engine, by increasing the number of revolutions to 408, the required power is obtained, by transferring this power to gear 3, which has a shoulder to create a torque of 1250 mm, at the output of the main shaft we have 102 rpm , while the power machine according to the proposed scheme will have dimensions and weight an order of magnitude smaller than that of the power machine built according to the classical scheme, with the power and speed of the main shaft 2 unchanged.

Реализуя техническое решение в виде многоступенчатой энергетической машины, где на каждую шестерню машины 3 приходится свой двигатель внутреннего сгорания и, сегментируя главный вал, соединяя сегменты между собой муфтами сцепления 10, получаем возможность регулировать мощность вращения главного вала 2.Implementing a technical solution in the form of a multi-stage power machine, where each gear of the machine 3 has its own internal combustion engine, and by segmenting the main shaft, connecting the segments to each other with clutches 10, we get the opportunity to adjust the rotation power of the main shaft 2.

Claims (2)

1. Энергетическая машина, содержащая двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах двигателя во вращательное движение его шестерен, шестерни центрично смонтированы на валу двигателя внутреннего сгорания и входят в зацепление с шестерней машины, смонтированной на отдельном валу, отличающаяся тем, что вал энергетической машины разбит на сегменты, где на каждом сегменте неподвижно, относительно упомянутого вала, смонтирована шестерня, количество сегментов вала соответствует количеству ступеней в энергетической машине, каждая из ступеней представляет собой шестерню машины и двигатель внутреннего сгорания, шестерни которого, передающие возвратно-поступательное движение поршней через шатуны, входят в зацепление с шестерней машины, при этом соседние сегменты главного вала последовательно соединены между собой муфтой сцепления для увеличения мощности вала энергетической машины за счет суммирования мощностей двигателей внутреннего сгорания ступеней энергетической машины.1. A power machine containing an internal combustion engine configured to convert the reciprocating motion of the pistons in the engine cylinders into the rotational motion of its gears, the gears are centrally mounted on the shaft of the internal combustion engine and engage with the gear of the machine mounted on a separate shaft, different the fact that the shaft of the power machine is divided into segments, where a gear is mounted on each segment motionlessly, relative to the said shaft, the number of shaft segments corresponds to the number of steps in the power machine, each of the steps is a gear of the machine and an internal combustion engine, the gears of which, transmitting back - the translational movement of the pistons through the connecting rods, engage with the gear of the machine, while the adjacent segments of the main shaft are connected in series with each other by a clutch to increase the power of the power machine shaft by summing the power of the internal combustion engines of the power machine stages. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что соединение шестерен двигателя внутреннего сгорания с шестерней каждой из ступеней энергетической машины может быть выполнено через дифференциал с возможностью передачи и сложения различных по своим угловым скоростям потоков мощностей ступеней энергетической машины в один исходящий поток мощности главного вала.2. The machine according to claim 1, characterized in that the connection of the gears of the internal combustion engine with the gear of each of the stages of the power machine can be performed through a differential with the possibility of transferring and adding different in their angular speed power flows of the power machine stages into one outgoing power flow of the main shaft.
RU2023101588U 2023-01-25 ENERGY MACHINE RU218640U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU218640U1 true RU218640U1 (en) 2023-06-02

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1195029A1 (en) * 1984-07-13 1985-11-30 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Internal combustion engine with device for optional shutting of part of cylinders
SU1416725A1 (en) * 1986-12-17 1988-08-15 Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт Method and apparatus for controlling vehicle power plant
US6935115B2 (en) * 2003-12-03 2005-08-30 Daimlerchrysler Corporation Controlling airflow to multiple engine modules with a single throttle body
EA201001672A1 (en) * 2009-12-01 2011-08-30 Дир Энд Компани DRIVE DEVICE AND METHOD OF OPERATION OF THE DRIVE DEVICE FOR THE WORKING MACHINE WITH TWO INTERNAL COMBUSTION ENGINES
WO2018176041A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Sturman Digital Systems, Llc Multiple engine block and multiple engine internal combustion power plants for both stationary and mobile applications

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1195029A1 (en) * 1984-07-13 1985-11-30 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Internal combustion engine with device for optional shutting of part of cylinders
SU1416725A1 (en) * 1986-12-17 1988-08-15 Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт Method and apparatus for controlling vehicle power plant
US6935115B2 (en) * 2003-12-03 2005-08-30 Daimlerchrysler Corporation Controlling airflow to multiple engine modules with a single throttle body
EA201001672A1 (en) * 2009-12-01 2011-08-30 Дир Энд Компани DRIVE DEVICE AND METHOD OF OPERATION OF THE DRIVE DEVICE FOR THE WORKING MACHINE WITH TWO INTERNAL COMBUSTION ENGINES
WO2018176041A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Sturman Digital Systems, Llc Multiple engine block and multiple engine internal combustion power plants for both stationary and mobile applications

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007209302A1 (en) Pulling rod engine
US8739759B2 (en) Power transmission system of crank structure
WO2003087556A1 (en) Internal-combustion engine
CN101205812A (en) Four-piston cylinder engine
RU218640U1 (en) ENERGY MACHINE
US20090272209A1 (en) Transmission arrangement
WO2020168644A1 (en) Reciprocating engine lever-type variable plunder pump power output mechanism
CN1164860C (en) High-efficient engine
CN1959081A (en) Two cylinders or multicylinders four-stroke internal-combustion engine of single or multiple cascaded swing pistons
CN213175834U (en) Fixed connecting rod assembly and crank connecting rod mechanism
RU2742155C1 (en) Internal combustion engine with the variable compression rate
CN109958533B (en) Hydraulic engine
RU2287071C1 (en) Internal combustion engine
RU2688601C2 (en) Piston internal combustion engine operation efficiency increasing method
CN1280530C (en) Single-crankshaft opposite vertex piston internal combustion engine with double-barrel working simultaneously
RU2411382C2 (en) Internal combustion engine
JPH03149319A (en) Crankless engine
RU203414U1 (en) PLANETARY CRANKSHAFT MECHANISM WITH INTERNAL GEAR WHEELS
RU221147U1 (en) Actuator mechanism of internal combustion engine
RU221777U1 (en) Gear actuator of an internal combustion engine
RU2267017C2 (en) Internal combustion engine
CN2747367Y (en) Reciprocating inertia engine
RU2483216C1 (en) Semigear-and-rack piston machine
RU2080453C1 (en) Internal combustion engine
CN213953746U (en) Countershaft output type variable compression ratio engine