RU2256800C2 - Asynchronous rodless mechanism - Google Patents

Asynchronous rodless mechanism Download PDF

Info

Publication number
RU2256800C2
RU2256800C2 RU2003114199/06A RU2003114199A RU2256800C2 RU 2256800 C2 RU2256800 C2 RU 2256800C2 RU 2003114199/06 A RU2003114199/06 A RU 2003114199/06A RU 2003114199 A RU2003114199 A RU 2003114199A RU 2256800 C2 RU2256800 C2 RU 2256800C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gears
stroke
piston
eccentric sleeve
holes
Prior art date
Application number
RU2003114199/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003114199A (en
Inventor
В.И. Клоков (RU)
В.И. Клоков
И.Б. Клоков (RU)
И.Б. Клоков
С.В. Смирнов (RU)
С.В. Смирнов
Original Assignee
Клоков Василий Иванович
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 Клоков Василий Иванович filed Critical Клоков Василий Иванович
Priority to RU2003114199/06A priority Critical patent/RU2256800C2/en
Publication of RU2003114199A publication Critical patent/RU2003114199A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256800C2 publication Critical patent/RU2256800C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: proposed mechanism can be used for converting reciprocation into rotation and vice versa. Mechanism contains two intermediate shafts, each being hinge-connected with supports crank and with common eccentric bushing. Rotating gears are installed on shafts with pitch circle radius equal to one fourth of piston being in engagement with fixed internal gears with pitch circle radius equal to half of piston stroke. Gears can be installed both from side of eccentric bushing and from side of support cranks. Eccentric bushing has two holes which can be either blind or through, and can be arranged diametrically or at some angle depending on stroke, number of cylinders and arrangement of cylinders.
EFFECT: improved reliability, reduced overall dimensions.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, а также во всех механизмах преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the construction of internal combustion engines, compressors, as well as in all mechanisms for converting reciprocating motion into rotational and vice versa.

Известен бесшатунный механизм, содержащий корпус, два кривошипа, между которыми установлен коленчатый вал, соединенный со штоками посредством штоковых шеек, механизм синхронизации вращения, выполненный в виде шестерен, которые закреплены на опорных шейках коленчатого вала и находятся в зацеплении с неподвижными, выполненными с внутренним зацеплением (С.С.Баландин. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1972 г., стр. 14, рис. 11(б)).A known rod-free mechanism comprising a housing, two cranks, between which a crankshaft is mounted, connected to the rods by rod necks, a rotation synchronization mechanism made in the form of gears, which are mounted on the supporting necks of the crankshaft and are engaged with stationary, made with internal gearing (S. S. Balandin. Rodless internal combustion engines. - M.: Mechanical Engineering, 1972, p. 14, Fig. 11 (b)).

Известен также синхронный бесшатунный механизм, содержащий два кривошипа, две вращающиеся шестерни с радиусом начальной окружности, равным одной четвертой части хода поршней, установленные с возможностью взаимодействия с неподвижными шестернями внутреннего зацепления, имеющими радиус начальной окружности, равный половине хода поршней, промежуточный коленчатый вал с шестернями, которые жестко на нем установлены, при этом вал может быть выполнен с одним коленом, связанным с двумя поршневыми штоками, или с тремя коленами, расположенными в одной плоскости, при этом два крайних колена направлены в одну сторону и связаны с поршневыми штоками, а среднее колено снабжено дополнительной опорой в виде эксцентриковой втулки (п.м. № 25536, МКП 7 F 01 В 9/02, бюл. № 28, 2002 г.).Also known is a synchronous rodless mechanism containing two cranks, two rotating gears with a radius of the initial circle equal to one fourth of the piston stroke, installed to interact with stationary internal gears having a radius of the initial circle equal to half the stroke of the pistons, an intermediate crankshaft with gears which are rigidly mounted on it, while the shaft can be made with one elbow connected to two piston rods, or with three elbows located in one plane, while the two extreme knees are directed in the same direction and connected with the piston rods, and the middle knee is equipped with an additional support in the form of an eccentric sleeve (metro number 25536, MKP 7 F 01 B 9/02, bull. No. 28 , 2002).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является бесшатунный механизм, содержащий два кривошипа, на которые жестко насажены вращающиеся шестерни с радиусом начальной окружности, равным одной четверти хода поршней, и взаимодействующие с неподвижными шестернями внутреннего зацепления с радиусом начальной окружности, равным половине хода поршней, а также опору с установленным в ней промежуточным валом, шарнирно связывающим вращающиеся шестерни между собой, с возможностью их перемещения в противофазе. При этом шестерни располагаются на коленах кривошипов со стороны промежуточной опоры (а.с. СССР № 1525283, Мкл.4 F 01 В 9/02, бюл. №44, 1989 г.).The closest set of essential features to the claimed technical solution is a rod-free mechanism containing two cranks on which gears with a radius of the initial circle equal to one quarter of the stroke of the pistons are rigidly mounted and interacting with stationary gears of the internal gear with a radius of the initial circle equal to half the stroke pistons, as well as a support with an intermediate shaft installed in it, pivotally connecting the rotating gears to each other, with the possibility of their movement Iya in antiphase. In this case, the gears are located on the knees of the cranks from the side of the intermediate support (AS USSR No. 1525283, Mkl. 4 F 01 B 9/02, bull. No. 44, 1989).

Недостатком известного технического решения является сложность многозвенной структуры механизма в виде трех шарнирно взаимосвязанных кривошипов, что снижает надежность устройства и увеличивает его габариты.A disadvantage of the known technical solution is the complexity of the multi-link structure of the mechanism in the form of three articulated interconnected cranks, which reduces the reliability of the device and increases its dimensions.

Была поставлена задача создать надежный бесшатунный механизм с разными фазами перемещения штоков и поршней и, в частности, с перемещением их в противофазе, уменьшить его габариты и расширить его применяемость.The task was to create a reliable rodless mechanism with different phases of the movement of the rods and pistons and, in particular, with moving them in antiphase, to reduce its dimensions and expand its applicability.

Поставленная задача решается за счет того, что механизм содержит два промежуточных вала, причем каждый из них шарнирно связан с одним из опорных кривошипов, а с другой стороны шарнирно соединен с общей для двух валов эксцентриковой втулкой. На боковых шейках промежуточных валов жестко установлены вращающиеся шестерни с радиусом начальной окружности, равным одной четвертой части хода поршней, находящиеся в зацеплении с неподвижными шестернями внутреннего зацепления с радиусом начальной окружности, равным половине хода поршней. При этом шестерни могут быть установлены как со стороны эксцентриковой втулки, так и со стороны опорных кривошипов. Эксцентриковая втулка, шарнирно взаимосвязанная с промежуточными валами, имеет два отверстия, расположение которых может быть диаметральным или под некоторым углом, зависимом от такта, числа цилиндров и рядности их расположения. Эксцентриситет отверстий равен плечу кривошипа, т.е. одной четвертой части хода поршня. Вращающиеся шестерни, находящиеся в зацеплении с неподвижными шестернями, обеспечивают возможность движения смещенных по фазе штоковых колен промежуточных валов и взаимосвязанных с ними штоков, в частности, и в противофазе.The problem is solved due to the fact that the mechanism contains two intermediate shafts, each of which is pivotally connected to one of the supporting cranks, and, on the other hand, is pivotally connected to an eccentric sleeve common to the two shafts. Rotating gears with a radius of the initial circle equal to one fourth of the piston stroke, meshed with stationary gears of the internal gear with a radius of the initial circle equal to half the stroke of the pistons, are rigidly mounted on the side necks of the intermediate shafts. In this case, the gears can be installed both from the side of the eccentric sleeve and from the side of the supporting cranks. The eccentric sleeve, pivotally interconnected with the intermediate shafts, has two holes, the location of which can be diametrical or at some angle, depending on the stroke, the number of cylinders and the rows of their location. The eccentricity of the holes is equal to the crank arm, i.e. one fourth of the stroke of the piston. Rotating gears meshed with stationary gears provide the possibility of movement of the phase-shifted rod elbows of the intermediate shafts and the rods interconnected with them, in particular in antiphase.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 изображена схема асинхронного бесшатунного механизма, вариант 1;figure 1 shows a diagram of an asynchronous rodless mechanism, option 1;

на фиг.2 - схема асинхронного бесшатунного механизма, вариант 2;figure 2 is a diagram of an asynchronous rodless mechanism, option 2;

на фиг.3 - схема асинхронного бесшатунного механизма, вариант 3;figure 3 is a diagram of an asynchronous rodless mechanism, option 3;

на фиг.4 - разрез А-А;figure 4 is a section aa;

на фиг.5 - разрез Б-Б.figure 5 is a section bB.

Асинхронный бесшатунный механизм (фиг.1, 2, 3) содержит два промежуточных коленчатых вала 1 и 2, шарнирно связанных с опорными кривошипами и общей эксцентриковой втулкой 8, имеющей возможность вращения в опорах 7. На боковых шейках промежуточных валов жестко установлены вращающиеся шестерни 3 и 4 с радиусом начальной окружности, равным одной четвертой части хода поршней (на схемах не показано), находящиеся в зацеплении с неподвижными шестернями внутреннего зацепления 5 и 6 с радиусом начальной окружности, равным половине хода поршней. При этом шестерни 3 и 4 могут быть установлены как со стороны эксцентриковой втулки (фиг.1), так и со стороны опорных кривошипов (вариант 2, фиг.2). Эксцентриковая втулка 8 имеет два сквозных или глухих (на схеме не показано) отверстия (фиг.4 и 5), расположение которых может быть диаметральным или под углом φ, соответствующим такту, числу цилиндров и рядности их расположения. Эксцентриситет отверстий r равен плечу кривошипа (фиг.4 и 5), т.е. одной четвертой части хода поршня.The asynchronous rodless mechanism (Figs. 1, 2, 3) contains two intermediate crankshafts 1 and 2, pivotally connected to the supporting cranks and a common eccentric sleeve 8, which can be rotated in the bearings 7. On the lateral necks of the intermediate shafts, the rotating gears 3 and 4 with a radius of the initial circle equal to one fourth of the piston stroke (not shown in the diagrams), meshed with stationary gears of internal gear 5 and 6 with a radius of the initial circle equal to half the stroke of the pistons. In this case, gears 3 and 4 can be installed both from the side of the eccentric sleeve (figure 1), and from the side of the supporting cranks (option 2, figure 2). The eccentric sleeve 8 has two through or blind holes (not shown in the diagram) (Figs. 4 and 5), the arrangement of which can be diametrical or at an angle φ corresponding to the beat, the number of cylinders and the rows of their arrangement. The eccentricity of the holes r is equal to the crank arm (Figs. 4 and 5), i.e. one fourth of the stroke of the piston.

Вращающиеся шестерни 3 и 4, находящиеся в зацеплении с неподвижными шестернями 5 и 6, обеспечивают возможность перемещения в противофазе штоковых колен промежуточных валов 1 и 2 и взаимосвязанные с ними штоки 9, 10 (фиг.1 и 2) или со смещенными фазами (вариант 3, фиг.3).Rotating gears 3 and 4, meshed with stationary gears 5 and 6, provide the ability to move in antiphase of the rod elbows of the intermediate shafts 1 and 2 and the rods 9, 10 interconnected with them (FIGS. 1 and 2) or with shifted phases (option 3 , Fig. 3).

Эксцентриковая втулка 8 позволяет повысить жесткость и уменьшить габариты механизма и расширяет его применяемость.The eccentric sleeve 8 allows to increase rigidity and reduce the dimensions of the mechanism and expands its applicability.

Асинхронный бесшатунный механизм с разнофазным перемещением поршней работает следующим образом.Asynchronous rodless mechanism with different phase movement of the pistons works as follows.

По неподвижным венцам шестерен 5 и 6, вращаясь против часовой стрелки относительно своей оси, обкатываются шестерни 3 4 вместе с промежуточными коленчатыми валами 1, 2. При этом опорные кривошипы и эксцентриковая втулка 8 вращаются в своих неподвижных опорах по часовой стрелке. Установленные на промежуточных коленчатых валах, как со стороны втулки (фиг.1) или со стороны опорных кривошипов (фиг.2) шестерни 3, 4, при своем вращении обеспечивают, как противофазное возвратно-поступательное перемещение колен промежуточных валов совместно со штоками 9, 10 и поршней (на схеме не показано), так и со смещенными фазами (фиг.3).On the fixed crowns of gears 5 and 6, rotating counterclockwise about their axis, gears 3 4 are run-in together with intermediate crankshafts 1, 2. In this case, the supporting cranks and the eccentric sleeve 8 rotate clockwise in their fixed bearings. The gears 3, 4 installed on the intermediate crankshafts, both from the sleeve side (Fig. 1) or from the side of the supporting cranks (Fig. 2), during their rotation provide, as antiphase reciprocating movement of the knees of the intermediate shafts together with rods 9, 10 and pistons (not shown in the diagram), as well as with displaced phases (Fig. 3).

Заявляемое техническое решение обеспечивает асинхронное разнофазное перемещение штоков и поршней с использованием второй опоры для промежуточных валов одной эксцентриковой втулки, что позволяет повысить надежность конструкции и уменьшить габаритные размеры механизма.The claimed technical solution provides asynchronous multi-phase movement of the rods and pistons using a second support for the intermediate shafts of one eccentric sleeve, which allows to increase the reliability of the structure and reduce the overall dimensions of the mechanism.

Асинхронный бесшатунный механизм с разнофазным перемещением поршней найдет широкое применение в конструкциях двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, в устройствах преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот.Asynchronous rodless mechanism with multi-phase movement of the pistons will be widely used in the construction of internal combustion engines, compressors, in devices for converting reciprocating motion into rotational and vice versa.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий.The claimed technical solution meets the requirement of industrial applicability and is possible for implementation on standard technological equipment using modern technologies.

Claims (4)

1. Асинхронный бесшатунный механизм, содержащий два промежуточных вала, на которых жестко насажены вращающиеся шестерни с радиусом начальной окружности, равным одной четверти хода поршней, находящиеся во взаимодействии с парой неподвижных шестерен внутреннего зацепления, имеющих радиус начальной окружности, равный половине хода поршней, отличающийся тем, что механизм снабжен общей опорой для двух промежуточных валов, выполненной в виде эксцентриковой втулки с двумя отверстиями, эксцентриситет которой равен одной четвертой части хода поршня, при этом колена промежуточных валов связаны с поршневыми штоками и установлены в соответствии с заданными фазами движения и, в частности, с возможностью перемещения их в противофазе.1. An asynchronous rodless mechanism containing two intermediate shafts on which rotating gears are rigidly mounted with an initial circle radius equal to one quarter of the piston stroke, interacting with a pair of stationary internal gears having an initial circle radius equal to half the piston stroke, characterized in that the mechanism is equipped with a common support for two intermediate shafts, made in the form of an eccentric sleeve with two holes, the eccentricity of which is equal to one fourth of the stroke the piston, while the elbow of the intermediate shafts are connected to the piston rods and installed in accordance with the specified phases of movement and, in particular, with the possibility of moving them in antiphase. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что вращающиеся шестерни могут быть установлены на промежуточных валах как со стороны эксцентриковой втулки, так и со стороны опорных кривошипов.2. The mechanism according to claim 1, characterized in that the rotating gears can be mounted on the intermediate shafts both from the side of the eccentric sleeve and from the side of the cranks. 3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что эксцентриковая втулка может иметь два отверстия, расположенных на радиусе, равном одной четвертой части хода поршня под различным углом в соответствии с тактом, числом цилиндров и их рядностью, в частности, отверстия могут располагаться диаметрально.3. The mechanism according to claim 1, characterized in that the eccentric sleeve may have two holes located at a radius equal to one fourth of the piston stroke at different angles in accordance with the stroke, the number of cylinders and their row, in particular, the holes can be diametrically . 4. Механизм по п.1, отличающийся тем, что отверстия в эксцентриковой втулке могут быть как глухими, так и сквозными.4. The mechanism according to claim 1, characterized in that the holes in the eccentric sleeve can be both blind and through.
RU2003114199/06A 2003-05-16 2003-05-16 Asynchronous rodless mechanism RU2256800C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003114199/06A RU2256800C2 (en) 2003-05-16 2003-05-16 Asynchronous rodless mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003114199/06A RU2256800C2 (en) 2003-05-16 2003-05-16 Asynchronous rodless mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003114199A RU2003114199A (en) 2004-11-20
RU2256800C2 true RU2256800C2 (en) 2005-07-20

Family

ID=35842750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003114199/06A RU2256800C2 (en) 2003-05-16 2003-05-16 Asynchronous rodless mechanism

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256800C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАЛАНДИН С.С. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение. 1972, с.14-16. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009100759A1 (en) A reciprocating piston mechanism and a method of increasing internal egr in an internal combustion engine
KR101980427B1 (en) Energy-saving equilibrium mechanism, rotating machine and method of implementation
JP2009036030A (en) Crankshaft structure of high expansion ratio engine
US3277743A (en) Crankshaft with floating crank throws
RU2256800C2 (en) Asynchronous rodless mechanism
RU2530670C1 (en) Variable compression ratio ice
JP2010169045A (en) Balance device in multicylinder internal combustion engine
RU2658209C1 (en) Mechanism of motion convertion for piston machine
JP2004239182A (en) Engine piston drive mechanism
WO2001021947A1 (en) Conversion of rectilinear reciprocating motion into rotational motion
JP4041173B2 (en) Low vibration positive displacement machine
RU25536U1 (en) SYNCHRONOUS FREQUENCY MECHANISM (TWO OPTIONS)
JP2010144857A (en) Balance device in internal combustion engine
JP2011102602A (en) Balance device in internal combustion engine
JP2009121540A (en) Crank device
RU2420680C1 (en) Conrod-free mechanism of motion conversion
US1761429A (en) Conversion of reciprocatory motion to rotary motion, or the converse
RU2798047C1 (en) Oval-rhombic mechanism, device for converting reciprocal motion into rotary motion and rotary motion into reciprocating motion
US2486238A (en) Connecting rod mechanism for engines and pumps
US3853014A (en) Improvement in the transmission mechanism of an oscillating engine
JP2016520750A (en) Small non-vibration endothermic engine
RU2256798C2 (en) Rodless mechanism
RU2525342C1 (en) Engine con-rod-free crank mechanism
JP5552198B1 (en) Internal combustion engine
RU2044129C1 (en) Piston machine

Legal Events

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

Effective date: 20070517