RU2188956C2 - Piston machine - Google Patents

Piston machine Download PDF

Info

Publication number
RU2188956C2
RU2188956C2 RU2000108399/06A RU2000108399A RU2188956C2 RU 2188956 C2 RU2188956 C2 RU 2188956C2 RU 2000108399/06 A RU2000108399/06 A RU 2000108399/06A RU 2000108399 A RU2000108399 A RU 2000108399A RU 2188956 C2 RU2188956 C2 RU 2188956C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
connecting rod
sector
piston
racks
gear
Prior art date
Application number
RU2000108399/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000108399A (en
Inventor
Р.Г. Ахунов
Original Assignee
Ахунов Рашид Габдулназипович
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 Ахунов Рашид Габдулназипович filed Critical Ахунов Рашид Габдулназипович
Priority to RU2000108399/06A priority Critical patent/RU2188956C2/en
Publication of RU2000108399A publication Critical patent/RU2000108399A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2188956C2 publication Critical patent/RU2188956C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: proposed machine is designed for use as piston internal combustion engine, compressor or pump. Machine has piston with connecting rod made in form of two tooth racks, working shaft and gear section installed on shaft for alternate engagement by gear section with racks. Surfaces of connecting rod pointed to sector and connecting the racks in upper and lower parts are described by straight-line or oval sections, and sector from side diametrically opposite to its toothed section is described by straight-line or oval sections for alternate engagement with like sections of connecting rod. EFFECT: increased efficiency owing to reduction of impact loads in zones of top dead center and bottom dead center. 3 dwg

Description

Изобретение может быть применено в машиностроении, а более конкретно в производстве поршневых двигателей, компрессорной техники. The invention can be applied in mechanical engineering, and more specifically in the production of piston engines, compressor technology.

В настоящее время известны конструкции поршневых машин, где в качестве рабочих валов используются валы с зубчатыми секторами, которые попеременно входят в зацепление с симметрично расположенными зубчатыми рейками шатунной рамки (шатуна, ползуна). Однако они не обеспечивают исключение или снижение ударных нагрузок шатуна и сектора при преодолении "мертвых" точек (ВМТ - верхняя "мертвая" точка, НМТ - нижняя "мертвая" точка), которые возникают в результате изменения направления движения шатуна. Currently known designs of piston machines, where shafts with gear sectors are used as working shafts, which alternately engage with symmetrically arranged gear racks of the connecting rod frame (connecting rod, slider). However, they do not ensure the exclusion or reduction of the shock loads of the connecting rod and the sector when overcoming the "dead" points (TDC - top dead center, BDC - bottom dead center), which arise as a result of changing the direction of movement of the connecting rod.

Наиболее близкой по технической сущности является поршневая машина (патент 2076925 автор Коцюба С.В., дата публикации 10.04.1997 года, бюлл. 10). Недостатком прототипа являются вышеописанные большие ударные нагрузки, которые приводят к быстрому износу и выходу из строя двигателя. The closest in technical essence is a piston machine (patent 2076925 author Kotsyuba S.V., publication date 04/10/1997, bull. 10). The disadvantage of the prototype are the above large shock loads, which lead to rapid wear and damage to the engine.

Данное изобретение направлено на создание конструкции двигателя, в которой ударные нагрузки снижены за счет преобразования энергии инерционного движения шатуна при приближении к "мертвым" точкам после выхода из зацепления с сектором в энергию вращательного движения вала и безударного плавного придания движения шатуну сектором в обратном направлении после преодоления "мертвых" точек. Предлагаемая конструкция будет иметь большой КПД за счет вышеописанного преобразования энергии инерционного движения шатуна. The present invention is directed to the creation of an engine design in which shock loads are reduced by converting the energy of the inertial motion of the connecting rod when approaching the “dead” points after disengaging from the sector into the energy of the shaft rotational movement and shockless smoothly giving the connecting rod movement in the opposite direction after overcoming dead spots. The proposed design will have a large efficiency due to the above-described energy conversion of the inertial motion of the connecting rod.

Действие предлагаемой конструкции основано на неравномерности линейных скоростей точек окружности, осуществляющей вращательное движение, разноудаленных от ее центра при их одинаковой угловой скорости. The action of the proposed design is based on the non-uniformity of linear velocities of the points of the circle performing rotational motion, different from its center at their identical angular velocity.

На фиг.1 и фиг.3 изображена поршневая машина в ВМТ и НМТ соответственно. Поршневая машина представляет собой рабочий вал 1 с зубчатым сектором 2, зубчатая нарезка которого переходит в рабочие поверхности 3, 4, разделенные "мертвой" точкой, и поршня с шатунной рамкой 5 (шатуном), имеющим зубчатые рейки 6, 7, которые в верхней части переходят в рабочие поверхности 8, 9, разделенные нижней "мертвой" точкой, а в нижней части рабочие поверхности 10, 11, разделенные "верхней" мертвой точкой. Поверхности 3, 4, 8, 9, 10, 11 имеют профиль, представляющий собой участок овала. In Fig.1 and Fig.3 shows a piston machine at TDC and BDC, respectively. The piston machine is a working shaft 1 with a gear sector 2, the gear cutting of which passes into the working surfaces 3, 4, separated by a dead point, and a piston with a connecting rod frame 5 (connecting rod) having gear racks 6, 7, which are in the upper part go to the working surface 8, 9, separated by a bottom dead center, and in the lower part of the working surface 10, 11, separated by a top dead center. Surfaces 3, 4, 8, 9, 10, 11 have a profile representing a portion of the oval.

Рабочие поверхности 8, 10 шатунной рамки 5 (шатуна) в процессе работы двигателя взаимодействуют с рабочей поверхностью 4 сектора 2, преобразуя энергию прямолинейного инерционного движения шатуна 5 с поршнем после выхода из зубчатого зацепления с сектором 2 во вращательное движение вала 1 с сектором 2. А рабочая поверхность 3 сектора 2 осуществляет плавное безударное приведение в движение шатуна 5 с поршнем в обратном направлении, преобразуя вращательное движение вала 1 сектора 2 в прямолинейное движение шатунной рамки 5 (шатуна) с поршнем после преодоления "мертвой" точки. При этом рабочая поверхность 3 сектора 2 приводит в движение шатунную рамку 5 (шатун), взаимодействуя с поверхностью 11 шатунной рамки (шатуна) 5 при движении шатунной рамки 5 (шатуна) вниз и взаимодействуя с поверхностью 9 при движении шатунной рамки 5 (шатуна) вверх. Working surfaces 8, 10 of the connecting rod frame 5 (connecting rod) in the process of engine operation interact with the working surface 4 of sector 2, converting the energy of the rectilinear inertial movement of the connecting rod 5 with the piston after coming out of gearing with sector 2 into the rotational movement of the shaft 1 with sector 2. A the working surface 3 of sector 2 carries out smooth, shockless movement of the connecting rod 5 with the piston in the opposite direction, converting the rotational movement of the shaft 1 of the sector 2 into the linear motion of the connecting rod frame 5 (connecting rod) with the piston after overcoming the "dead" point. In this case, the working surface 3 of sector 2 drives the connecting rod frame 5 (connecting rod), interacting with the surface 11 of the connecting rod frame (connecting rod) 5 when moving the connecting rod frame 5 (connecting rod) down and interacting with the surface 9 when moving the connecting rod frame 5 (connecting rod) up .

Для лучшего понимания устройства поршневой машины на фиг.2 представлен поперечный разрез А-А шатунной рамки 5 (шатуна) и вала 1 с сектором 2. For a better understanding of the piston machine device, FIG. 2 shows a transverse section AA of the connecting rod frame 5 (connecting rod) and shaft 1 with sector 2.

В результате вращения вала 1 с сектором 2 поверхность 3 сектора, вращаясь вокруг оси, взаимодействует с поверхностью 11 шатунной рамки 5 (шатуна), плавно увеличивая скорость его движения вниз. Далее, в результате взаимодействия сектора 2 и шатунной рамки 5 (шатуна), входят в зацепление их зубчатые нарезки. Под действием поршня шатунная рамка 5 (шатун) двигается вниз, а зубчатая рейка 6 шатунной рамки 5 (шатуна), вращает сектор 2 и вал 1. При приближении к нижней "мертвой" точке зубчатый сектор 2 выходит из зацепления с зубчатой рейкой 6, а энергия прямолинейного инерционного движения шатунной рамки 5 (шатуна) с поршнем поверхностью 8 через поверхность 4 сектора 2 преобразуется в энергию вращательного движения вала 1 с сектором 2. На фиг.3 изображена работа поршневой машины в данной фазе. В дальнейшем работа поршневой машины при движении шатунной рамки 5 (шатуна) от НМТ аналогична работе машины при движении шатунной рамки (шатуна) от ВМТ к НМТ
Описанная конструкция поршневой машины обеспечивает снижение ударных нагрузок шатуна и вала при преодолении "мертвых" точек и позволяет увеличить КПД машины за счет преобразования энергии инерционного движения шатуна при приближении к "мертвым" точкам в энергию вращательного движения вала.As a result of the rotation of the shaft 1 with sector 2, the surface 3 of the sector, rotating around an axis, interacts with the surface 11 of the connecting rod frame 5 (connecting rod), smoothly increasing its downward speed. Further, as a result of the interaction of sector 2 and the connecting rod frame 5 (connecting rod), their gear cuts engage. Under the action of the piston, the connecting rod frame 5 (connecting rod) moves down, and the gear rack 6 of the connecting rod frame 5 (connecting rod) rotates sector 2 and shaft 1. When approaching the bottom dead center, the gear sector 2 disengages from the gear rack 6, and the energy of the rectilinear inertial motion of the connecting rod frame 5 (connecting rod) with the piston surface 8 through the surface 4 of sector 2 is converted into the energy of the rotational movement of the shaft 1 with sector 2. Figure 3 shows the operation of the piston machine in this phase. In the future, the operation of the piston machine when moving the connecting rod frame 5 (connecting rod) from BDC is similar to the operation of the machine when moving the connecting rod frame (connecting rod) from TDC to BDC
The described design of the piston machine reduces the shock loads of the connecting rod and shaft when overcoming the "dead" points and allows you to increase the efficiency of the machine by converting the energy of the inertial motion of the connecting rod when approaching the "dead" points in the energy of the rotational movement of the shaft.

Claims (1)

Поршневая машина, содержащая поршень с шатуном, выполненным в виде двух зубчатых реек, соединенных в верхней и нижней частях, рабочий вал и зубчатый сектор, имеющий участок с зубчатой нарезкой и установленный на валу с возможностью поочередного зацепления своим зубчатым участком с зубчатыми рейками, отличающаяся тем, что обращенные к зубчатому сектору поверхности шатуна, соединяющие в верхней и нижней частях зубчатые рейки, очерчены прямолинейными или овальными участками, а зубчатый сектор со стороны, диаметрально противоположной его зубчатому участку, очерчен прямолинейными или овальными участками с возможностью поочередного взаимодействия с одноименными участками шатуна. A piston machine comprising a piston with a connecting rod made in the form of two gear racks connected in the upper and lower parts, a working shaft and a gear sector having a gear section and mounted on the shaft with the possibility of alternating engagement of their gear section with gear racks, characterized in that the connecting rod surfaces facing the toothed sector connecting the toothed racks in the upper and lower parts are outlined in straight or oval sections, and the toothed sector is on the side diametrically opposite to its bchatomu portion, rectilinear or oval outlined portions to be alternatively interact with similar portions of the connecting rod.
RU2000108399/06A 2000-04-04 2000-04-04 Piston machine RU2188956C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000108399/06A RU2188956C2 (en) 2000-04-04 2000-04-04 Piston machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000108399/06A RU2188956C2 (en) 2000-04-04 2000-04-04 Piston machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000108399A RU2000108399A (en) 2002-01-27
RU2188956C2 true RU2188956C2 (en) 2002-09-10

Family

ID=20232846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000108399/06A RU2188956C2 (en) 2000-04-04 2000-04-04 Piston machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2188956C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126909A1 (en) * 2005-05-25 2006-11-30 Yuriy Aleksandrovich Gorshkov Piston engine
RU2479734C2 (en) * 2011-06-29 2013-04-20 Николай Иванович Дирин Mechanism for conversion of piston reciprocation into rotation by two ice con-rod racks
RU2480596C2 (en) * 2011-06-29 2013-04-27 Николай Иванович Дирин Conversion mechanism of piston back-and-forth movement to rotational movement with rack-and-pinion mechanism in internal combustion engine
RU2530982C1 (en) * 2013-09-16 2014-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Opposite piston machine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126909A1 (en) * 2005-05-25 2006-11-30 Yuriy Aleksandrovich Gorshkov Piston engine
RU2479734C2 (en) * 2011-06-29 2013-04-20 Николай Иванович Дирин Mechanism for conversion of piston reciprocation into rotation by two ice con-rod racks
RU2480596C2 (en) * 2011-06-29 2013-04-27 Николай Иванович Дирин Conversion mechanism of piston back-and-forth movement to rotational movement with rack-and-pinion mechanism in internal combustion engine
RU2530982C1 (en) * 2013-09-16 2014-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Opposite piston machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20050139187A1 (en) Motor with rotary connecting rod bolt
RU2188956C2 (en) Piston machine
CN201581990U (en) Four-cylinder offset gear rack engine
RU2189472C2 (en) Device to convert rotation into reciprocation
CN102808914B (en) Push rod and gear drive
CN1055226A (en) Geared power-converting device
RU2155269C1 (en) Piston machine
CN106195180B (en) A kind of straight line reciprocating piston power machine
RU2131528C1 (en) Internal combustion engine
CN110307320A (en) A kind of static pressure engine device
CN105065601B (en) Half-crankshaft peach-round wheel combining device
JPS59231255A (en) Crank shaft rotating mechanism through piston with slider
RU2088780C1 (en) Rotary drive of pistons of four-cylinder double-acting stirling engine
RU2122662C1 (en) Crankshaft of two-stroke internal combustion engine
RU2180062C2 (en) Device for transforming rotary motion into reciprocal motion provided with device for fixing extreme positions of toothed frame
RU2286473C1 (en) Internal combustion engine
SU1423752A1 (en) Piston-type machine
RU2178825C1 (en) Internal combustion engine
RU2000108399A (en) PISTON MACHINE
JPS62225723A (en) Reciprocating engine
RU2339828C2 (en) Mechanism to convert ice piston reciprocation into crankshaft rotation
CN1346015A (en) Gear and rack power output structure for internal combustion engine
RU2109152C1 (en) Internal combustion engine
KR200198318Y1 (en) Side crank rod
RU2018009C1 (en) Piston internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060405