RU2211344C1

RU2211344C1 - Axial engine

Info

Publication number: RU2211344C1
Application number: RU2001133693A
Authority: RU
Inventors: С.Д. Мозоров
Original assignee: Мозоров Сергей Дмитриевич
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-08-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to internal combustion piston engines belonging to heat engine type in which heat energy liberated at combustion of fuel is converted into mechanical work. Prismatic guides with angle-like 90^o slots are installed on housing of multiple-period spatial power mechanism and slider is installed in guides for reciprocating relative to housing. Valve-actuating mechanism setting valves into operation is furnished with planetary reduction gear whose disk with shaped holders is made in combination with carrier. Invention improves efficiency owing to reduction of mechanical losses and increasing piston stroke in radial direction. EFFECT: simplified design, improved reliability, increased efficiency, reduced fuel consumption for power unit, increased service life as a whole. 9 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к поршневым двигателям внутреннего сгорания, которые принадлежат к распространенному и многочисленному классу тепловых двигателей, в которых тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую полезную работу. В этих двигателях процессы сгорания топлива, выделение теплоты и преобразования ее в механическую работу происходят непосредственно внутри двигателя. The invention relates to the field of mechanical engineering, and more particularly to reciprocating internal combustion engines, which belong to the widespread and numerous class of heat engines, in which the thermal energy generated by the combustion of fuel is converted into mechanical useful work. In these engines, the processes of fuel combustion, heat generation and its conversion into mechanical work occur directly inside the engine.

Известен двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом /СССР, авторское свидетельство 118471, кл. F 01 B 9/02, 1958 г./ /1/. Famous internal combustion engine with a rodless mechanism / USSR, copyright certificate 118471, class. F 01 B 9/02, 1958 / / 1 /.

Бесшатунный двигатель имеет звездообразное расположение цилиндров, а поршни попарно жестко связаны между собой штоками, сочлененными через подшипники со средними шейками коленчатого вала, имеющего вращение шеек, с перемещением поршневых систем и связанных их штоков по оси противоположных цилиндров. Рабочий вал у этого двигателя выполнен из двух частей с кривошипами, несущими подшипники для закрепления в них на радиусе одной четвертой хода поршня, крайних шеек, коленчатого вала, и снабжен соединительным валом, фиксирующим с помощью шестерни положение кривошипов обеих частей рабочего вала друг относительно друга. The rodless engine has a star-shaped arrangement of cylinders, and the pistons are pairwise rigidly interconnected by rods, articulated through bearings with the middle necks of the crankshaft, having a rotation of the necks, with the movement of the piston systems and their associated rods along the axis of the opposite cylinders. The working shaft of this engine is made of two parts with crankshaft bearing for fixing in them on the radius of one fourth stroke of the piston, extreme necks, crankshaft, and is equipped with a connecting shaft that fixes the position of the cranks of both parts of the working shaft relative to each other with a gear.

Недостатком этого двигателя является усложненная конструкция кривошипного бесшатунного механизма, который имеет дополнительный соединительный вал с шестернями для фиксации положения частей кривошипов относительно друг друга, а также и наличие коленчатого вала. The disadvantage of this engine is the complicated construction of the crank mechanism, which has an additional connecting shaft with gears for fixing the position of the parts of the cranks relative to each other, as well as the presence of the crankshaft.

Из патентной литературы известен двигатель внутреннего сгорания /патент США 4553503, кл. F 02 В 75/26, 1985 г./ /2/. An internal combustion engine is known from the patent literature / US Pat. No. 4,553,503, cl. F 02 B 75/26, 1985 / / 2 /.

Двигатель содержит блок цилиндров с аксиально расположенными цилиндрами, в которых установлены с возможностью возвратно-поступательного движения поршни, головку блока цилиндров, впускной и выпускной клапаны, механизм, преобразующий возвратно-поступательные движения поршней во вращательное движение вала двигателя, на торцевых поверхностях обода маховика этого механизма выполнены передний и задний профили, рабочие и вспомогательные ролики охватывают этих профили. The engine contains a cylinder block with axially arranged cylinders in which pistons are reciprocally mounted, a cylinder head, intake and exhaust valves, a mechanism that converts reciprocating pistons into rotational motion of the engine shaft, on the end surfaces of the flywheel rim of this mechanism front and rear profiles are made, working and auxiliary rollers cover these profiles.

Основными недостатками этих двигателей являются геометрическое и упругое скольжения с упругими деформациями в зонах контактов цилиндрических роликов с профилями. Окружная скорость на рабочей поверхности роликов постоянна по всей его ширине, так как ролик имеет цилиндрическую форму. Скорость различных точек у витков профиля изменяется пропорционально расстоянию этих точек от центра оси двигателя. На наружной поверхности кромки витков профиля скорость больше, чем на внутренней, при одинаковой угловой скорости, т.к. окружная скорость определяется выражением
v=ωR_i,
где ω - угловая скорость вала двигателя;
R_i - радиус-вектор в данном сечении профиля.The main disadvantages of these engines are geometric and elastic sliding with elastic deformations in the contact zones of cylindrical rollers with profiles. The peripheral speed on the working surface of the rollers is constant over its entire width, since the roller has a cylindrical shape. The speed of various points at the profile turns varies in proportion to the distance of these points from the center of the engine axis. On the outer surface of the edge of the coil of the profile, the speed is greater than on the inside, at the same angular velocity, because peripheral speed is determined by the expression
v = ωR _i ,
where ω is the angular velocity of the motor shaft;
R _i is the radius vector in a given section of the profile.

Эти скольжения роликов по виткам профиля являются причиной быстрого износа контактных поверхностей и снижения надежности, т.к. создают повышенные потери мощности на трение, а это влияет на уменьшение кпд двигателя. These sliding of the rollers along the turns of the profile cause rapid wear of the contact surfaces and reduce reliability, because create increased power losses due to friction, and this affects the reduction of engine efficiency.

Консольное закрепление роликов относительно оси штока поршня. Cantilever fastening of the rollers relative to the axis of the piston rod.

При консольном закреплении роликов максимальный изгибающий момент от действия сил в процессе расширения газов в цилиндре возникает в заделке и осуществляется прогиб конца оси ролика. От этого прогиба оси ролика поворачивается и ролик относительно профиля. Ввиду этого происходит непрерывный контакт ролика с профилем. В результате возникают упругие деформации, которые резко снижают надежность. Кроме того, прогиб увеличивает величину камеру сжатия в цилиндре, а вследствие этого изменяется и степень сжатия, а в результате существенно снижается мощность двигателя. During cantilever fastening of the rollers, the maximum bending moment from the action of forces in the process of gas expansion in the cylinder occurs in the seal and the end of the roller axis is deflected. From this deflection of the axis of the roller, the roller rotates relative to the profile. In view of this, the roller continuously contacts the profile. As a result, elastic deformations arise, which sharply reduce reliability. In addition, the deflection increases the size of the compression chamber in the cylinder, and as a result, the compression ratio changes, and as a result, the engine power is significantly reduced.

У каждого ролика вращается наружное кольцо. При вращении наружного кольца происходит преждевременный износ и усталость материала, что ведет к снижению прочности и долговечности подшипника на 15-25%. Each roller rotates the outer ring. When the outer ring rotates, premature wear and fatigue of the material occurs, which leads to a decrease in bearing strength and durability by 15-25%.

Более опасным является случай, когда неподвижно внутреннее кольцо, при этом подшипник выходит из строя из-за местного износа внутреннего кольца вследствие высоких напряжений между внутренним кольцом и шариками в наружной части подшипника. More dangerous is the case when the inner ring is stationary, while the bearing fails due to local wear of the inner ring due to high stresses between the inner ring and balls in the outer part of the bearing.

Межцентровое расстояние у роликов не изменяется по величине. Однако у преобразующего вращения механизма профильные секции по величине различны, т. е. одна секция в два раза длиннее другой. При наличии различных длин изменяются и углы наклона этих секций, ввиду этого изменяются и расстояния при контакте роликов с профилем, т.е. образуется зазор между роликами и профилем, что недопустимо в подобных механизмах. The center distance between the rollers does not change in magnitude. However, in the transforming rotation of the mechanism, the profile sections are different in magnitude, i.e., one section is twice as long as the other. In the presence of different lengths, the tilt angles of these sections also change; in view of this, the distances change when the rollers come in contact with the profile, i.e. a gap is formed between the rollers and the profile, which is unacceptable in such mechanisms.

Сила, действующая на поршень от расширения газов в цилиндре двигателя, раскладывается при контакте роликов с профилями, а полезная, создающая крутящий момент на валу двигателя, определяется произведением этих сил на тангенс угла наклона профильной секции. The force acting on the piston from the expansion of gases in the engine cylinder is decomposed when the rollers come in contact with the profiles, and the useful, creating torque on the engine shaft, is determined by the product of these forces by the slope of the profile section.

У этого двигателя угол наклона профильной секции равен 25^o. Тангенс этого угла равен 0,4663. Следовательно, для создания полезного крутящего момента используется только 0,4663 силы от расширения газов в цилиндре двигателя, т.е. 46,63%.This engine has a tilt angle of the profile section is 25 ^o . The tangent of this angle is 0.4663. Therefore, to create a useful torque, only 0.4663 forces from the expansion of gases in the engine cylinder are used, i.e. 46.63%.

Известен бескривошипный двигатель внутреннего сгорания /патент Российской Федерации 2128774, кл. F 01 B 9/02, F 02 B 75/26, 1997 г./, который принят за прототип. Known crankless internal combustion engine / patent of the Russian Federation 2128774, class. F 01 B 9/02, F 02 B 75/26, 1997 /, which is adopted as a prototype.

Двигатель содержит блок цилиндров с аксиально расположенными цилиндрами, в которых установлены с возможностью возвратно-поступательного движения поршни, многопериодный пространственный силовой механизм, преобразующий возвратно-поступательные движения поршней во вращательное движение вала, на передней и задней торцевых поверхностях обода маховика многопериодного пространственного силового механизма выполнены правого и левого направлений тородуговинтовые профили с четным количеством полупериодов движения t, каждый полупериод правого направления последовательно сопряжен с полупериодом левого направления, полупериоды разделены эллиптическими и гиперболическими точками перегиба, каждая эллиптическая точка перегиба является верхней мертвой точкой хода поршня, а гиперболическая точка перегиба является нижней мертвой точкой хода поршня, передний тородуговинтовой профиль в радиальной плоскости образован дугой окружности радиусом R₃ - передней радиальной кривизны, профиль выполнен наклонным на угол β относительно радиальной плоскости, при этом, центр этого радиуса R₃ расположен на наклонной линии, перпендикулярной к касательной переднего профиля, проходящей через точку, лежащую на линии образующей делительной окружности переднего профиля, а по развернутой делительной окружности цилиндра обода на плоскость образованы выпуклыми дугами окружностей радиусом R₁ и вогнутыми дугами окружностей радиусом R₂, которые плавно и касательно сопряжены с винтовыми линиями правого и левого направлений, задний тородуговинтовой профиль в радиальной плоскости образован дугой окружности радиусом R₄ - задней радиальной кривизны, профиль выполнен наклонным на угол β₁ относительно радиальной плоскости, при этом центр этого радиуса R₄ расположен на наклонной линии, перпендикулярной к касательной заднего профиля, проходящей через точку, лежащую на линии образующей делительной окружности заднего профиля, а по развернутой делительной окружности цилиндра обода на плоскость образованы выпуклыми дугами окружностей радиусом R_1в и вогнутыми дугами окружностей R_2в, которые плавно и касательно сопряжены с винтовыми линиями правого и левого направлений, на наружных поверхностях у переднего рабочего и у заднего вспомогательного роликов выполнены желоба, рабочий и вспомогательный ролики установлены с возможностью взаимодействия их желобов с передним и задним тородуговинтовыми профилями обода маховика пространственного силового механизма, каждый ролик выполнен в виде двухрядного концентричного радиально-упорного шарикоподшипника с вращающимся внутренним кольцом, выполненным за одно целое с роликом.The engine contains a cylinder block with axially arranged cylinders in which the pistons are reciprocated, a multi-period spatial power mechanism that converts the reciprocating movements of the pistons into rotational shaft movement, on the front and rear end surfaces of the flywheel rim of the multi-period spatial power mechanism, are made right and left directions toro-screw profiles with an even number of half-periods of motion t, each half-period of a new field sequentially paired with half-left direction, half cycles are divided elliptical and hyperbolic inflection points, each elliptical inflection point is the top dead center of the piston stroke, and hyperbolic point of inflection is the bottom dead center of the piston stroke, the front torodugovintovoy profile in a radial plane is formed by a circular arc of radius R ₃ - front radial curvature profile is inclined by an angle β relative to a radial plane, the center for the sake of sa R ₃ located on the inclined line perpendicular to the tangent of the front profile, passing through a point lying on a line forming pitch circle of the front profile, and on the expanded pitch circle of the rim of the cylinder on a plane formed by bulging circular arcs of radius R ₁ and concave circular arcs of radius R ₂ which smoothly and regarding conjugate with screw lines of the right and left directions, rear torodugovintovoy profile in a radial plane is formed by a circular arc of radius R ₄ - rear pa ialnoy curvature profile is inclined by an angle β ₁ relative to a radial plane, with the center of radius R ₄ is disposed on the inclined line perpendicular to the tangent of the rear profile, passing through a point lying on a line forming pitch circle of adjustable profile, and in the expanded pitch circle the cylinder of the rim on a plane formed by convex arcs of circles of radius R _1B and concave arcs of circles R _2B , which are smoothly and tangentially conjugated with helical lines of the right and left directions, grooves are made on the outer surfaces of the front working and rear auxiliary rollers, the working and auxiliary rollers are mounted so that their grooves can interact with the front and rear toro-screw profiles of the flywheel of the spatial power mechanism, each roller is made in the form of a double-row concentric angular contact ball bearing with a rotating inner a ring made in one piece with the roller.

Недостатком этого двигателя является то, что подобно не раскрыто конструктивное исполнение газораспределительного механизма управления движения клапанов, а также и соединение поршня со штоком. The disadvantage of this engine is that the design of the gas-distributing mechanism for controlling the movement of the valves, as well as the connection of the piston to the rod, is similarly not disclosed.

Задача, решаемая изобретением, не порочит новизну технического решения изобретения патент 2128774, а дополняются новые технические решения, которые могут быть использованы предприятиями-изготовителями данных двигателей. The problem solved by the invention does not discredit the novelty of the technical solution of the invention, patent 2128774, but new technical solutions are added that can be used by manufacturers of these engines.

Техническая задача, решаемая изобретением. The technical problem solved by the invention.

Техническая задача, решаемая изобретением, - упрощение конструкции и повышение надежности двигателя, увеличение эффективной мощности путем снижения механических потерь, а также путем удлинения хода поршня в радиальном направлении, снижения расхода топлива на единицу мощности, увеличения срока службы двигателя в целом и повышения кпд двигателя. The technical problem solved by the invention is to simplify the design and increase the reliability of the engine, increase the effective power by reducing mechanical losses, as well as by lengthening the piston stroke in the radial direction, reduce fuel consumption per unit power, increase the life of the engine as a whole and increase engine efficiency.

Техническая задача решена. The technical problem is solved.

На корпусе многопериодного пространственного силового механизма установлены призмовидные с угловидными в угол 90^o пазами направляющие, на поверхностях угловидных пазов выполнены дорожки качения, ответные угловидные в угол 90^o пазы с дорожками качения выполнены и на боковых поверхностях ползуна, между дорожками качения направляющих и ползуна размещены ряды шариков, установленных в сепараторах, шарики выполнены взаимодействующими с дорожками качения ползуна и направляющих, ползуны установлены с возможностью возвратно-поступательных движений относительно корпуса многопериодного пространственного силового механизма, каждый ползун соединен с вилковидной головкой штока, а на втором конце ползуна выполнен прилив, образующий собой проушину, в этой проушине установлен вспомогательный ролик, который выполнен по конструкции аналогичным рабочему ролику, рабочие ролики, установленные в проушинах вилковидных головок штоков, и вспомогательные ролики выполнены взаимодействующими их желобов с передним и задним тородуговинтовыми профилями многопериодного пространственного силового механизма, газораспределительный механизм, приводимый в действие, впускные и выпускные клапаны, размещенные в блоке цилиндров, снабжен планетарным редуктором, у которого диск выполнен совмещенным за одно целое с водилом редуктора, на этом диске концентрично установлены две - внешняя и внутренняя - кольцевые обоймы, на торцевых поверхностях которых выполнены торовидные кулачки, которые плавно и касательно сопряжены с общим торовидным профилем обойм, ролики клапанов установлены с возможностью взаимодействия их желобов с профилями обойм, кулачковый диск установлен соосно с центральным валом двигателя.Prismatic guides with angular 90 ^° grooves are installed on the housing of the multi-period spatial power mechanism, raceways are made on the surfaces of the angular grooves, raceways are made angular in the angle 90 ^{o, and} grooves are made on the side surfaces of the slide, rows are placed between the raceways of the guides and the slider balls installed in the separators, balls made interacting with the raceways of the slide and the guides, the sliders are installed with the possibility of reciprocating of slides relative to the housing of the multi-period spatial power mechanism, each slider is connected to the fork-shaped rod head, and a tide is formed at the second end of the slide, which forms an eye, an auxiliary roller is installed in this eye, which is made in a design similar to the working roller, working rollers installed in the eyes of the fork rod heads, and auxiliary rollers are made interacting with their grooves with front and rear torodo-screw profiles of multi-period spatial a power mechanism, a gas-distributing mechanism, actuated, intake and exhaust valves located in the cylinder block, is equipped with a planetary gearbox, in which the disk is made integral with the gearbox carrier, two disk cages are concentrically mounted on the disk - outer and inner - ring rings, on the end surfaces of which toroidal cams are made, which are smoothly and tangentially interfaced with the common toroidal profile of the cages, valve rollers are installed with the possibility of interaction of their grooves with the profile mi clips, the cam disk is mounted coaxially with the central shaft of the engine.

При шаровом соединении поршня со штоком, в процессе работы двигателя, обеспечивается возможность осевого поворота поршня относительно цилиндра, ввиду этого обеспечивается равномерный износ зеркала цилиндра. А поэтому срок службы цилиндра больше по сравнению с поршнями, которые соединены при помощи пальца. When the piston with the rod is connected in a ball during the operation of the engine, the possibility of axial rotation of the piston relative to the cylinder is ensured, which ensures uniform wear of the cylinder mirror. Therefore, the life of the cylinder is longer compared to pistons that are connected with a finger.

Изобретение поясняется чертежами
на фиг. 1 изображен бескривошипный двигатель, продольный разрез в двух взаимно перпендикулярных плоскостях;
на фиг. 2 - то же, разрез по Е-Е на фиг.1;
на фиг.3 - осевой разрез поршня;
на фиг. 4 - частичный разрез вспомогательного ролика и ползуна в осевом направлении;
на фиг.5 - разрез по И-И на фиг.4;
на фиг.6 - сечение по Ж-Ж на фиг.2;
на фиг.7 - осевой разрез подшипника привода клапана;
на фиг.8 - один период тородуговинтового профиля, развертка по делительной окружности.The invention is illustrated by drawings.
in FIG. 1 shows a crankless engine, a longitudinal section in two mutually perpendicular planes;
in FIG. 2 is the same, a cross-section along EE in FIG. 1;
figure 3 is an axial section of a piston;
in FIG. 4 is a partial sectional view of the auxiliary roller and slider in the axial direction;
figure 5 is a section along the II in figure 4;
in Fig.6 is a section along FJ in Fig.2;
7 is an axial section of a valve actuator bearing;
on Fig - one period of the toroid profile, a scan along the pitch circle.

на фиг.9 - сечение тородуговинтового профиля по точкам перегиба. figure 9 is a cross section of the torus-screw profile at the inflection points.

Бескривошипный двигатель содержит блок цилиндров 1, к торцам которого соосно присоединены слева корпус 2 многопериодного пространственного силового механизма, а справа головка блока цилиндров 3. В аксиальных и диаметрально противоположных одно другому отверстиях блока 1 установлены цилиндры 4, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного движения поршни 5. Поршни 5 соосно соединены со штоком 6 шаровыми соединениями. Каждый шток 6 снабжен шаровой головкой 7, которая установлена на конце и выполнена в виде шарового пояса и установлена соосно со штоком и зафиксирована от осевого перемещения коническим резьбовым вкладышем 8, а вкладыш застопорен стопором 9. Шаровую головку 7 охватывают своими сферическими отверстиями вкладыши 10 и 11, установленные в осевом ступенчатом отверстии поршня 5, одна ступень отверстия коническая, а вторая цилиндрическая. Вкладыши закреплены от осевого перемещения двумя гайками 12, шайбой 13 и стопорным кольцом 14. На втором конце у каждого штока 6 выполнена совмещенная за одно целое со штоком вилковидная головка 15. В проушине этой головки установлен рабочий ролик 16. На наружных поверхностях этих роликов выполнены желоба 17, при этом профиль желобов выполнен с наклоном на угол β относительно оси вращения ролика, а центр радиуса R₄ расположен на наклонной линии, перпендикулярной к касательной желоба. На торцевых поверхностях роликов 16 выполнены концентричные кольцевые углубления. На внутренних переходных поверхностях этих углублений выполнены дорожки качения 18 и 19, а в целом представляют собой внутренние кольца двухрядных концентричных радиально-упорных шарикоподшипников. В этих углублениях размещены ряды шариков 20 и 21, которые установлены в гнездах сепараторов 22 и 23. Верхние ряды шариков охвачены верхней обоймой 24, а нижние ряды шариков охвачены нижней обоймой 25. На внутренних поверхностях обойм 24 и 25 выполнены ответные дорожки качения 26 и 27. Шарики 20 и 21 установлены с возможностью взаимодействия с дорожками качения 18, 19 и 26, 27. При такой компоновке каждый ролик 16 представляет собой двухрядный концентричный радиально-упорный шарикоподшипник с вращением внутреннего кольца, выполненного совмещенным за одно целое с роликом. Верхняя 24 и нижняя 25 обоймы сцентрированы в отверстиях полок вилковидной головки 15 штока. Верхняя 24 и нижняя 25 обоймы закреплены от осевого перемещения двумя - верхней 28 и нижней 29 - гильзами, которые соединены между собой резьбовым соединением. Верхняя 28 и нижняя 29 гильзы зафиксированы от осевого перемещения центральным проходящим через их отверстия стержнем 30. Головка центрального стержня 30 установлена в пазу нижней гильзы 29, а верхняя гильза 28 соединена со стержнем шлицевым соединением, выполненным в отверстии верхней гильзы 28 и на стержне 30. Центральный стержень 30 закреплен от осевого перемещения гайкой 31 со стопорной шайбой 32.The crankless engine contains a cylinder block 1, to the ends of which the housing 2 of a multi-period spatial power mechanism is coaxially connected to the left, and the cylinder block head 3 to the right. Cylinders 4 are installed in axial and diametrically opposite to each other openings of the block 1, in which they are arranged for reciprocating motion pistons 5. Pistons 5 are coaxially connected to the stem 6 by ball joints. Each rod 6 is equipped with a ball head 7, which is mounted on the end and made in the form of a spherical belt and is mounted coaxially with the rod and fixed from axial movement by a conical threaded insert 8, and the insert is locked by a stop 9. The ball head 7 is covered with its spherical openings of the inserts 10 and 11 installed in the axial stepped bore of the piston 5, one step of the bore is conical and the second cylindrical. The liners are secured against axial movement by two nuts 12, a washer 13 and a locking ring 14. At the second end, each rod 6 has a fork-shaped head 15 combined with the rod 15. The working roller 16 is installed in the eye of this head 16. The grooves are made on the outer surfaces of these rollers 17, wherein the profile of the troughs is inclined at an angle β relative to the axis of rotation of the roller, and the center of radius R ₄ is located on an inclined line perpendicular to the tangent of the trough. On the end surfaces of the rollers 16 are made concentric annular recesses. The raceways 18 and 19 are made on the inner transition surfaces of these recesses, and as a whole they are the inner rings of two-row concentric angular contact ball bearings. In these recesses, rows of balls 20 and 21 are placed, which are installed in the nests of the separators 22 and 23. The upper rows of balls are surrounded by the upper cage 24, and the lower rows of balls are covered by the lower cage 25. The reciprocal raceways 26 and 27 are made on the inner surfaces of the cages 24 and 25 Balls 20 and 21 are installed with the possibility of interaction with raceways 18, 19 and 26, 27. With this arrangement, each roller 16 is a double-row concentric angular contact ball bearing with rotation of the inner ring made in one loe with a roller. The upper 24 and lower 25 clips are centered in the holes of the shelves of the fork head 15 of the rod. The upper 24 and lower 25 clips are fixed from axial movement by two - upper 28 and lower 29 - sleeves that are interconnected by a threaded connection. The upper 28 and lower 29 sleeves are fixed from axial movement by the central rod 30 passing through their holes. The head of the central rod 30 is installed in the groove of the lower sleeve 29, and the upper sleeve 28 is connected to the rod by a spline connection made in the hole of the upper sleeve 28 and on the rod 30. The Central rod 30 is fixed from axial movement by a nut 31 with a lock washer 32.

Каждая вилковидная головка 15 соединена с соответствующим ползуном 33 на расстояние Н между осями рабочего 16 и вспомогательного 34 роликов. На ползуне 33 выполнен прилив 35, образующий собой проушину. В этой проушине установлен вспомогательный ролик 34, который по конструктивному исполнению аналогичен рабочему ролику 16. На наружной поверхности у вспомогательного ролика выполнен желоб, а профиль желоба выполнен с наклоном на угол β относительно оси вращения ролика, а центр радиуса R₄ расположен на наклонной линии, перпендикулярной к касательной желоба.Each fork-shaped head 15 is connected to a corresponding slider 33 by a distance H between the axes of the working 16 and auxiliary 34 rollers. On the slider 33, a tide 35 is made, forming an eye. An auxiliary roller 34 is installed in this eye, which is similar in design to the working roller 16. A groove is made on the outer surface of the auxiliary roller, and the profile of the groove is inclined at an angle β relative to the axis of rotation of the roller, and the center of radius R ₄ is located on an inclined line, perpendicular to the tangent of the gutter.

На торцевых поверхностях ролика 34 выполнены концентричные кольцевые проточки, а их внутренние поверхности являются дорожками качения 36 и 37. В проточках размещены ряды шариков 38 и 39, установленные в сепараторах 40 и 41. Ряды шариков 38 охвачены верхней обоймой 42, на внутренней поверхности которой выполнены ответные дорожки качения 43. Ряды шариков 39 охвачены нижней обоймой 44, на внутренней поверхности которой выполнены ответные дорожки качения 45. Ряды шариков 38 взаимодействуют с дорожками качения 36 и 43, а ряды шариков 39 взаимодействуют с дорожками качения 37 и 45. Верхняя обойма 42 сцентрирована в отверстие ползуна 33, а нижняя обойма 44 сцентрирована в отверстие прилива 35. Верхняя 42 и нижняя 44 обоймы закреплены от осевого перемещения верхней 46 и нижней 47 гильзами, которые соединены между собой резьбовым соединением. Верхняя 46 и нижняя 47 гильзы закреплены от осевого перемещения центральным проходящим через их отверстия стержнем 48. Головка стержня установлена в пазу нижней гильзы 47, а верхняя гильза 46 соединена со стержнем 48 шлицевым соединением, выполненным в отверстие верхней гильзы и на стержне. Центральный стержень 48 в свою очередь закреплен от осевого перемещения гайкой 49 с шайбой 50. По образующим центральных стержней 30 и 48, а также и по образующим гильз 28, 29 и 46, 47, выполнены маслоструйные отверстия 51. Concentric annular grooves are made on the end surfaces of the roller 34, and their inner surfaces are raceways 36 and 37. Rows of balls 38 and 39 are installed in the grooves, installed in the separators 40 and 41. The rows of balls 38 are surrounded by an upper cage 42, on the inner surface of which reciprocal raceways 43. The rows of balls 39 are surrounded by a lower cage 44, on the inner surface of which reciprocal raceways 45 are made. The rows of balls 38 interact with raceways 36 and 43, and the rows of balls 39 interact with tracks rolling elements 37 and 45. The upper cage 42 is centered in the hole of the slider 33, and the lower cage 44 is centered in the tide hole 35. The upper 42 and lower 44 cages are secured from axial movement of the upper 46 and lower 47 by sleeves that are interconnected by a threaded connection. The upper 46 and lower 47 sleeves are fixed from axial movement by the central rod 48 passing through their holes. The head of the rod is installed in the groove of the lower sleeve 47, and the upper sleeve 46 is connected to the rod 48 by a spline connection made in the hole of the upper sleeve and on the rod. The Central rod 48, in turn, is fixed from axial movement by a nut 49 with a washer 50. Oil-forming holes 51 are made along the generatrices of the central rods 30 and 48, as well as along the generatrices of the sleeves 28, 29 and 46, 47.

Рабочие 16 и вспомогательные 34 ролики установлены с возможностью взаимодействия их желобов с передним и задним тородуговинтовыми профилями обода маховика многопериодного пространственного силового механизма. Working 16 and auxiliary 34 rollers are installed with the possibility of interaction of their grooves with the front and rear toro-screw profiles of the flywheel rim of the multi-period spatial power mechanism.

По правой и левой сторонам ползуна 33 выполнены угловидные в угол 90^o осевого направления пазы, а на поверхностях этих пазов выполнены дорожки качения 52. По правой и левой сторонам ползуна 33 установлены на корпусе механизма 2 призмовидные с угловидными в угол 90^o пазами направляющие 53, а поверхности этих пазов являются ответными дорожками качения 54. Между дорожками качения 52 и 54 размещены ряды шариков 55, установленные в гнездах сепараторов 56. Шарики 55 установлены с возможностью взаимодействия с дорожками качения 52 и 54. Таким образом, ползуны установлены с возможностью возвратно-поступательных движений в направляющих качения относительно корпуса 2.On the right and left sides of the slider 33, grooves angular in the angle of 90 ^{° are} made, and raceways 52 are made on the surfaces of these grooves. On the right and left sides of the slider 33, guide rails 53 with angularly angled 90 ^° grooves are mounted on the mechanism body. and the surfaces of these grooves are reciprocal raceways 54. Between the raceways 52 and 54 there are rows of balls 55 installed in the slots of the separators 56. The balls 55 are mounted to interact with the raceways 52 and 54. Thus, the sliders tanovleny with the possibility of reciprocating movement in guide rolling body 2 relatively.

Основной рабочей деталью в многопериодном пространственном силовом механизме, преобразующем возвратно-поступательные движения поршней во вращательное движение центрального вала 57 двигателя является маховик 58. Маховик с ободом 59 установлен на валу 57 и соединен при помощи зубчатого соединения /конструктивное исполнение этого соединения изложено в описании изобретения, авторское свидетельство 1209955, F 16 D 1/06, 1982 г./. Вал 57 двигателя установлен на трех подшипниковых опорах, передней 60, промежуточной 61 и задней 62. Передняя 60 установлена во фланце 63, а промежуточная и задняя - в корпусе 2 механизма. The main working part in a multi-period spatial power mechanism that converts the reciprocating movements of the pistons into the rotational movement of the central shaft 57 of the engine is the flywheel 58. The flywheel with the rim 59 is mounted on the shaft 57 and connected using a gear connection / the design of this connection is described in the description of the invention, copyright certificate 1209955, F 16 D 1/06, 1982 /. The motor shaft 57 is mounted on three bearings, front 60, intermediate 61 and rear 62. Front 60 is installed in the flange 63, and the intermediate and rear in the housing 2 of the mechanism.

Соосно передней подшипниковой опоре 60 установлен планетарный понижающий обороты редуктор 64. Кулачковый газораспределительный механизм управления движениями впускных 65 и выпускных 66 клапанов кинематически связан с планетарным редуктором 64. Кулачковый диск 67, совмещенный за одно целое с водилом планетарного редуктора, установлен соосно с центральным валом 57 на подшипнике качения 68, выполненным с промежуточным вращающимся кольцом 69. На кулачковом диске 67 концентрично установлены две - внешняя 70 и внутренняя 71 - обоймы. На торцевых поверхностях этих обойм выполнены торовидные кулачки, которые плавно и касательно сопряжены с общим торовидным профилем. Профиль у каждой обоймы выполнен наклонным на угол β_к относительно оси клапана, а центр радиуса радиальной кривизны расположен на наклонной линии, перпендикулярной к касательной профиля /на чертеже не показаны/. Кулачки внешней обоймы 70 приводят в действие выпускные клапаны 66 при взаимодействии роликов 72. Кулачки внутренней обоймы 71 приводят в действие клапаны 65 при взаимодействии роликов 73.Coaxial to the front bearing support 60, a planetary reduction gearbox 64 is installed. The cam timing mechanism for controlling the movements of the intake 65 and exhaust 66 valves is kinematically connected to the planetary gear 64. The cam disc 67, which is integral with the planet carrier of the planetary gearbox, is mounted coaxially with the central shaft 57 on a rolling bearing 68 made with an intermediate rotating ring 69. Two cam racks are concentrically mounted on the cam disc 67 — the outer 70 and the inner 71 — cages. Toroidal cams are made on the end surfaces of these cages, which are smoothly and tangentially interfaced with a common toroidal profile. The profile of each casing is made inclined at an angle β _to the valve axis, and the center of the radius of radial curvature is located on an inclined line perpendicular to the tangent profile / not shown /. The cams of the outer casing 70 actuate the exhaust valves 66 when the rollers 72 interact. The cams of the inner casing 71 actuate the valves 65 when the rollers 73 interact.

Блок цилиндров 1 и корпус механизма 2 закреплены анкерными связями 74. The cylinder block 1 and the housing of the mechanism 2 are fixed by anchor ties 74.

На передней торцевой поверхности обода маховика тородуговинтовые профили в радиальной плоскости образованы дугами окружностей радиусом R₃, а по задней торцевой поверхности образованы дугами окружностей радиусом R₄. По развернутой делительной окружности цилиндра обода на плоскость передний профиль имеет выпуклую кривизну радиуса R₁ и вогнутую кривизну радиуса R₂, которые плавно и касательно сопряжены с наклонной на угол α винтовой линии, а задний профиль имеет выпуклую кривизну радиуса R_1в и вогнутую кривизну R_2в, которые плавно и касательно сопряжены с наклонной на угол α винтовой линии.On the front end surface of the flywheel rim, the toro-screw profiles in the radial plane are formed by arcs of circles of radius R ₃ , and on the rear end surface are formed by arcs of circles of radius R ₄ . Along the unfolded pitch circle of the rim cylinder to the plane, the front profile has a convex curvature of radius R ₁ and a concave curvature of radius R ₂ , which are smoothly and tangentially conjugated with a helical line inclined by an angle α, and the rear profile has a convex curvature of radius R _1c and concave curvature R _2c which are smoothly and tangentially conjugated with a helix inclined at an angle α.

Теоретический профиль по развернутой делительной окружности /или эквидистантный профиль/ образованы в виде выпуклых и вогнутых дуг окружностей радиуса R, а эти окружности плавно сопряжены с винтовыми линиями правого и левого направлений. The theoretical profile along the expanded dividing circle / or the equidistant profile / is formed in the form of convex and concave arcs of circles of radius R, and these circles are smoothly conjugated with helical lines of the right and left directions.

На фиг.8 обозначения
dp - диаметр рабочего ролика,
dpв - диаметр вспомогательного ролика.On Fig designations
dp is the diameter of the working roller,
dpv is the diameter of the auxiliary roller.

Обоснование параметров и работа бескривошипного двигателя. Justification of the parameters and operation of the crankless motor.

Двигатель характеризуется рядом основных параметров, которые могут быть объединены в три основных группы: конструктивные, термодинамические, эксплуатационные. The engine is characterized by a number of basic parameters that can be combined into three main groups: structural, thermodynamic, operational.

Конструктивные параметры характеризуют использование рабочего объема, тепловую и динамическую нагрузку деталей двигателя. Design parameters characterize the use of the working volume, thermal and dynamic load of engine parts.

К эксплуатационным параметрам относятся экономичность, надежность и технологичность обслуживания. Performance options include cost-effectiveness, reliability, and serviceability.

Под экономичностью двигателя понимают расход топлива на единицу мощности или удельный расход топлива показывает, сколько расходуется топлива на создание мощности в одну лошадиную силу в час. Under the efficiency of the engine understand fuel consumption per unit of power or specific fuel consumption shows how much fuel is consumed to create power in one horsepower per hour.

Основным конструктивным параметром данного двигателя является то, что он выполнен с многопериодным пространственным силовым механизмом, преобразующим возвратно-поступательные движения поршней во вращательное движение центрального вала двигателя и передающего усилия от поршней к валу, создавая полезный крутящий момент. The main structural parameter of this engine is that it is made with a multi-period spatial power mechanism that converts the reciprocating movements of the pistons into rotational motion of the central shaft of the engine and transmitting forces from the pistons to the shaft, creating useful torque.

Рабочий цикл в бескривошипном двигателе осуществляется в прямой зависимости от количества полупериодов, а количество полупериодов равно количеству цилиндров. В осевом направлении каждый полупериод по величине равен осевому ходу поршня S. Средняя скорость поршня Сm, которая характеризует быстроходность двигателя, определена по отношению

где S - ход поршня в осевом направлении;
n - частота вращения вала двигателя;
Z - количество полупериодов.The duty cycle in a crankless motor is directly dependent on the number of half-cycles, and the number of half-cycles is equal to the number of cylinders. In the axial direction, each half-period is equal in magnitude to the axial stroke of the piston S. The average piston speed Cm, which characterizes the engine speed, is determined by the ratio

where S is the piston stroke in the axial direction;
n is the rotational speed of the motor shaft;
Z is the number of half periods.

Основной характеристикой каждого двигателя является мощность, приходящаяся на один литр рабочего объема цилиндра. Мощность бескривошипного двигателя определена по аналогичной методике, как и у двигателей внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным механизмом. Однако соотношение определения мощности имеет отличие, в которое введен коэффициент мощности К, который учитывает действия сил от расширения газов в цилиндре по удлиненному пути. The main characteristic of each engine is the power per one liter of cylinder displacement. The power of the crankless engine is determined by a similar methodology as that of internal combustion engines with a crank mechanism. However, the power determination ratio has a difference in which a power factor K is introduced, which takes into account the action of forces from the expansion of gases in the cylinder along an elongated path.

Ход поршня в осевом направлении равен расчетной величине S, а в радиальном направлении эта расчетная величина осевого хода поршня в преобразующем механизме увеличивается, а ее величина определена по соотношению

где D_g - диаметр по делительной окружности профиля;
Z - количество полупериодов профиля.The piston stroke in the axial direction is equal to the calculated value of S, and in the radial direction, this calculated value of the axial stroke of the piston in the conversion mechanism increases, and its value is determined by the ratio

where D _g is the diameter along the pitch circle of the profile;
Z is the number of half-periods of the profile.

Тангенциальная сила, создающая крутящий момент на валу двигателя, действует по удлиненному пути, а величина этого пути равна S_p.The tangential force that creates the torque on the motor shaft acts along an elongated path, and the magnitude of this path is S _p .

Коэффициент мощности К определен отношением
К=S_p/S,
где S - ход поршня в осевом направлении;
Sp - величина хода поршня в радиальном направлении.The power factor K is determined by the ratio
K = S _p / S,
where S is the piston stroke in the axial direction;
Sp is the magnitude of the piston stroke in the radial direction.

Величина коэффициента К, в зависимости от количества полупериодов у многопериодного пространственного силового механизма, изменяется в пределах от 1,50 до 1,85. Чем больше количество полупериодов, тем больше и величина коэффициента К. The value of the coefficient K, depending on the number of half-periods in a multi-period spatial power mechanism, varies from 1.50 to 1.85. The larger the number of half-periods, the greater the value of the coefficient K.

На основании произведенного химико-термодинамического расчета рабочего процесса бескривошипного двигателя внутреннего сгорания определены характеристические параметры, которые необходимы для оценки двигателя и приведены в таблице. Based on the performed chemical-thermodynamic calculation of the working process of a crankless internal combustion engine, the characteristic parameters that are necessary for evaluating the engine are determined and are given in the table.

Из приведенных расчетных данных видно, что бескривошипный двигатель по мощности в 1,57 раза мощнее совершенно нового двигателя модели УМЗ-249-10 завода Волжские моторы, г. Ульяновск, а расход топлива 118 грамм на лошадиную силу в час. It can be seen from the calculated data that the crankless engine is 1.57 times more powerful than the brand new engine of the UMZ-249-10 model of the Volzhsky Motors plant in Ulyanovsk, and the fuel consumption is 118 grams per horsepower per hour.

Наибольшей потерей мощности в двигателях с кривошипно-шатунным механизмом являются потери на преодоление сопротивления трения, особенно поршневых колец и поршней о стенки цилиндров, ввиду наличия боковых /нормальных"/ сил, передающих поршням и на стенки цилиндров. The greatest loss of power in engines with a crank mechanism is the loss of overcoming the frictional resistance, especially of the piston rings and pistons against the cylinder walls, due to the lateral / normal "/ forces transmitting to the pistons and to the cylinder walls.

У бескривошипных двигателей эта боковая/нормальная/ сила равна нулю. Следовательно, потери на трение поршней о стенки цилиндров значительно снижены. Общие механические потери мощности на трение у бескривошипных двигателей также снижены при наличии всех кинематических пар работающих на подшипниках качения. For crankless motors, this lateral / normal / force is zero. Therefore, the friction losses of the pistons against the cylinder walls are significantly reduced. General mechanical friction power losses in crankless motors are also reduced in the presence of all kinematic pairs operating on rolling bearings.

Мощность бескривошипного четырехтактного двигателя с четырехполупериодным тородуговинтоым профилем определена по соотношению

где Ре - среднее эффективное давление, кгс/см²;
F - площадь поршня, см²;
n - частота вращения вала двигателя, об/мин;
i - число цилиндров;
S - осевой ход поршня, м;
К - коэффициент мощности.The power of a crankless four-stroke engine with a four-half-torque toroid profile is determined by the ratio

where Re is the average effective pressure, kgf / cm ² ;
F is the piston area, cm ² ;
n is the frequency of rotation of the motor shaft, rpm;
i is the number of cylinders;
S - axial piston stroke, m;
K is the power factor.

Газораспределительный механизм содержит впускные и выпускные клапаны, гидравлические штоки /толкатели/, при наличии которых автоматически устраняются зазоры между клапанами и их седлами, что снижает шум при работе двигателя. У каждого штока на нижнем конце выполнена вилка, в проушине которой установлен ролик 72 или 73 в зависимости от приводимого в действие впускного или выпускного клапана. Ролики 72 и 73 установлены с возможностью взаимодействия их желобов с торовидными профилями и кулачками внешней 70 и внутренней 71 обойм. Одноступенчатый планетарный редуктор 64 установлен соосно с валом двигателя 57 и приводится в действие при взаимодействии шестерни, выполненной на валу 57. The gas distribution mechanism contains inlet and outlet valves, hydraulic rods / pushers /, in the presence of which the gaps between the valves and their seats are automatically eliminated, which reduces noise during engine operation. Each rod has a plug at the lower end, in the eye of which a roller 72 or 73 is installed, depending on the actuated intake or exhaust valve. The rollers 72 and 73 are mounted with the possibility of interaction of their troughs with toroidal profiles and cams of the outer 70 and inner 71 clips. A single-stage planetary gear 64 is mounted coaxially with the motor shaft 57 and is driven by the interaction of the gear made on the shaft 57.

Одноступенчатый планетарный редуктор выполнен понижающим обороты относительно оборотов вала 57, а передаточное число равно четырем. Количество кулачков на внешней и внутренней обоймах одинаково и определено в зависимости от количества полупериодов у тородуговинтового профиля. Например, при четырехполупериодном профиле по одному кулачку на обойме, а при восьмиполупериодном профиле - по два кулачка на обойме, расположенных диаметрально противоположно. A single-stage planetary gearbox is made reducing the speed relative to the speed of the shaft 57, and the gear ratio is four. The number of cams on the outer and inner cages is the same and is determined depending on the number of half-cycles in the toroid profile. For example, with a four-half-profile, one cam on the cage, and with an eight-half-profile, two cams on the cage, diametrically opposed.

Одноступенчатые планетарные редукторы имеют высокий кпд до 99%, а главное, имеют меньшие габариты /см. В. А. Дмитриев, "Детали машин", изд. "Судостроение", Л., 1970 г., с.459, рис.179а/. Single-stage planetary gearboxes have high efficiency up to 99%, and most importantly, have smaller dimensions / cm. V. A. Dmitriev, “Machine Parts,” ed. "Shipbuilding", L., 1970, p. 459, fig. 179a /.

Для улучшения экономичности бескривошипного двигателя рабочий цикл может осуществляться с еще большим продолжительным расширением, т.е. с применением цикла удлиненного расширения, суть которого заключается в следующем. Номинальную степень сжатия увеличиваем на 1...3 единицы, а чтобы двигатель не детонировал, увеличиваем угол запаздывания закрытия впускного клапана 65. При этом часть заряда выталкивается из цилиндра в начале такта сжатия, в результате чего начало процесса сжатия задерживается, т.е. уменьшается фактическая степень сжатия. Степень же расширения, от которой главным образом зависит экономичность, остается равной номинальной степени сжатия, т.е. большей по сравнению с фактической степенью сжатия. To improve the efficiency of a crankless motor, the duty cycle can be carried out with even greater continuous expansion, i.e. using an extended extension cycle, the essence of which is as follows. We increase the nominal compression ratio by 1 ... 3 units, and so that the engine does not detonate, we increase the angle of the closing delay of the intake valve 65. In this case, part of the charge is ejected from the cylinder at the beginning of the compression stroke, as a result of which the beginning of the compression process is delayed, i.e. The actual compression ratio is reduced. The degree of expansion, on which profitability mainly depends, remains equal to the nominal degree of compression, i.e. greater than the actual compression ratio.

Чтобы компенсировать уменьшение заряда цилиндра, приходится соответственно увеличивать осевой ход поршня. В бескривошипных двигателях увеличение хода поршня незначительно влияет на габариты. To compensate for the decrease in cylinder charge, it is necessary to increase the axial stroke of the piston accordingly. In crankless engines, an increase in the stroke of the piston slightly affects the dimensions.

Применение цикла удлиненного расширения как средство повышения экономичности у бескривошипных двигателей является целесообразным, т.к. снижается удельный расход топлива на 10-12% по сравнению с работой по обычному циклу. The use of extended extension cycle as a means of increasing efficiency in crankless motors is advisable, because specific fuel consumption is reduced by 10-12% compared with the usual cycle.

При наличии многопериодного пространственного силового механизма осуществляется прямолинейное движение поршней, а также создается возможность приблизить цилиндры к корпусу механизма. Благодаря чему создается простота и компактность конструкции и уменьшаются габариты двигателя, а трудоемкость изготовления на 20-25% ниже по отношению к современным двигателям. In the presence of a multi-period spatial power mechanism, a linear movement of the pistons is carried out, and it is also possible to bring the cylinders closer to the mechanism body. Due to this, simplicity and compactness of the design are created and the dimensions of the engine are reduced, and the complexity of manufacturing is 20-25% lower in relation to modern engines.

Многопериодный пространственный силовой механизм является одним из основных и перспективных способов получения малогабаритных легких бескривошипных двигателей с высокой степенью форсирования по быстроходности. The multi-period spatial power mechanism is one of the main and promising methods for producing small-sized lightweight crankless engines with a high degree of forcing in terms of speed.

Бескривошипная схема двигателя позволяет получить значительно большие мощности при неизменной частоте вращения центрального вала, а также и при неизменном диаметре цилиндра нижеследующими способами: повышением степени сжатия путем увеличения осевого хода поршня, увеличения количества полупериодов, а также и цилиндров. The crankless engine design allows you to get significantly greater power at a constant rotational speed of the central shaft, as well as at a constant cylinder diameter in the following ways: by increasing the compression ratio by increasing the axial stroke of the piston, increasing the number of half-cycles, as well as cylinders.

Все вышеизложенные достоинства открывают широкие перспективы применения бескривошипных двигателей внутреннего сгорания на автомобилях, тракторах, судах в качестве привода генераторов, а также в других транспортных средствах и областях техники, т.е. там, где первостепенное значение имеют малая масса двигателя и минимальная вибрация, а также и сравнительно небольшая стоимость, а при уменьшенном расходе топлива на единицу мощности уменьшается токсичность выхлопа. All the above advantages open up broad prospects for the use of crankless internal combustion engines on cars, tractors, ships as a drive for generators, as well as in other vehicles and technical fields, i.e. where low engine mass and minimal vibration, as well as a relatively low cost, are of paramount importance, and with reduced fuel consumption per unit power, the toxicity of the exhaust is reduced.

Claims

A crankless engine containing a cylinder block with axially arranged cylinders in which the pistons are reciprocated, a gas distribution mechanism with a cam disk that actuates the valves, a multi-period spatial power mechanism that converts the reciprocating movements of the pistons into rotational shaft movement, the front and rear end surfaces of the flywheel rim of the multi-period spatial power mechanism are made right and left on Of the toroidal screw profiles with an even number of half-periods t, each half-period of the right direction is sequentially paired with a half-period of the left direction, half-periods are separated by elliptical and hyperbolic inflection points, each elliptical inflection point is the top dead center point of the axial stroke of the piston, and the hyperbolic inflection point is the bottom dead center point of the axial stroke piston torodugovintovye front and rear profiles in a radial plane formed by a circular arc of radius R _3, the profiles in Full inclined at an angle β relative to a radial plane, with the center of radius R ₃ is on a sloping line perpendicular to the tangent passing through a point lying on a line forming a pitch circle profile and in the expanded pitch circle of the rim of the cylinder on a plane formed by bulging circular arcs of radius R ₁ and concave circular arcs of radius R _2, which are smoothly and conjugate on screw lines of the right and left directions, the distance from the inflection point to elliptical Gypea the bolic inflection point in the axial direction is equal to the axial stroke of the piston S, grooves are made on the outer surfaces of the rollers, the rollers are mounted so that their grooves can interact with the front and rear toro-screw profiles of the flywheel rim of the multi-period spatial power mechanism, each roller is made in the form of a double-row concentric angular contact ball bearing with a rotating inner ring made in one piece with the roller, characterized in that on the housing of the multi-period spatial yl mechanism installed prismatic with angularly at an angle of 90 ^o slotted guides on surfaces angularly grooves formed raceway response angularly at an angle of 90 ^o grooves with raceways formed on the side of the slide surfaces between the raceways of the guide and the slider are arranged rows of balls set in cages, balls made interacting with the raceways of the slider and the guides, the sliders are installed with the possibility of reciprocating movements relative to the multi-period housing of a spatial power mechanism, each slider is connected at one end to a fork-shaped rod head, and a tide is formed at the second end of the slide, which forms an eye, an auxiliary roller is installed in this eye, which is designed similar to the working roller, working rollers installed in the eyes of the rod-shaped rod heads , and auxiliary rollers are made interacting with their grooves with front and rear torodo-screw profiles of a multi-period spatial power mechanism, gas distribution The actuating mechanism that drives the inlet and outlet valves located in the cylinder block is equipped with a planetary gearbox, in which the disk is made integral with the gear carrier, two external and internal annular rings are concentrically mounted on the end surfaces of which toroidal ones are made cams that are smoothly and tangentially interfaced with the common toroidal profile of the cages, valve rollers are installed with the possibility of interaction of their grooves with the profiles of the cages, the cam disk is installed coaxially with the central shaft of the engine.