RU2291313C2 - Four-stroke internal combustion engine (versions) - Google Patents
Four-stroke internal combustion engine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291313C2 RU2291313C2 RU2004122165/06A RU2004122165A RU2291313C2 RU 2291313 C2 RU2291313 C2 RU 2291313C2 RU 2004122165/06 A RU2004122165/06 A RU 2004122165/06A RU 2004122165 A RU2004122165 A RU 2004122165A RU 2291313 C2 RU2291313 C2 RU 2291313C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disks
- shaft
- engine
- mechanisms
- cylinders
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению.The present invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building.
Широко известны четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, рабочий цикл которых осуществляется за четыре такта.Four-stroke internal combustion engines are widely known, the duty cycle of which is carried out in four cycles.
Недостатком известных двигателей является низкая удельная мощность.A disadvantage of the known engines is the low power density.
Известен четырехтактный двигатель, выбранный в качестве прототипа, рабочий цикл которого осуществляется за четыре такта или за два оборота коленчатого вала (Двигатели внутреннего сгорания. / Под редакцией А.С.Орлина, М.Г.Круглова. Москва. "Машиностроение", 1980 г., стр.22).Known four-stroke engine, selected as a prototype, the duty cycle of which is carried out for four cycles or two turns of the crankshaft (Internal combustion engines. / Edited by A.S. Orlin, M.G. Kruglova. Moscow. "Engineering", 1980 ., p. 22).
Рабочий цикл в четырехтактном двигателе происходит следующим образом.The duty cycle in a four-stroke engine is as follows.
Первый такт-впуск. Поршень находится в положении, близком к верхней мертвой точке (в.м.т.). При вращении коленчатого вала шатун перемещает поршень к нижней мертвой точке (н.м.т.), а распределительный механизм открывает впускной клапан и цилиндр заполняется горючей смесью. При достижении н.м.т. коленчатый вал поворачивается на 180°. Впускной клапан закрывается.The first stroke inlet. The piston is in a position close to top dead center (bmw). When the crankshaft rotates, the connecting rod moves the piston to the bottom dead center (N.M.T.), and the distribution mechanism opens the intake valve and the cylinder is filled with a combustible mixture. Upon reaching the NM the crankshaft rotates 180 °. The inlet valve closes.
Второй такт - сжатие. Поршень движется к в.м.т., сжимая горючую смесь. Вблизи в.м.т. горючее воспламеняется. При достижении поршнем в.м.т. коленчатый вал совершает полный оборот.The second measure is compression. The piston moves toward hm, compressing the combustible mixture. Near high-altitude combustible fuel. When the piston reaches the BMT the crankshaft makes a full revolution.
Третий такт - сгорание и расширение. В начале такта интенсивно сгорает топливо. Вследствие выделения большого количества теплоты температура и давление в цилиндре резко повышаются. Под давлением газов поршень перемещается к н.м.т. Расширяясь, газы совершают полезную работу. При достижении н.м.т. коленчатый вал поворачивается на полтора оборота. Третий такт называется рабочим ходом.The third measure is combustion and expansion. At the beginning of a cycle, fuel burns intensively. Due to the release of a large amount of heat, the temperature and pressure in the cylinder increase sharply. Under the pressure of the gases, the piston moves to N.M.T. By expanding, gases do useful work. Upon reaching the NM the crankshaft rotates one and a half turns. The third measure is called the stroke.
Четвертый такт - выпуск. Поршень, перемещаясь от н.м.т. к в.м.т., вытесняет продукты сгорания из цилиндра через открытый выпускной клапан. При достижении поршнем в.м.т. выпускной клапан закрывается. Коленчатый вал совершает два оборота.The fourth measure is the release. Piston moving from N.M.T. to bmw, displaces the combustion products from the cylinder through an open exhaust valve. When the piston reaches the BMT exhaust valve closes. The crankshaft makes two turns.
Недостаток известного двигателя заключается в низкой удельной мощности.A disadvantage of the known engine is its low power density.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является двукратное увеличение мощности двигателя при том же объеме цилиндров и практически тех же габаритах и весе за счет выполнения всех четырех тактов за один оборот вала двигателя.The problem solved by the invention is a twofold increase in engine power with the same cylinder volume and almost the same dimensions and weight by performing all four cycles in one revolution of the engine shaft.
По первому варианту это достигается тем, что в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем по крайней мере два цилиндра, поршни, размещенные в цилиндрах, и механизмы преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение вала двигателя, включающие шатуны, механизмы преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное снабжены дисками, а вал двигателя выполнен составным, при этом диски снабжены двумя взаимно перпендикулярными диаметральными пазами, в каждом из которых размещен ползун, шатуны шарнирно соединены с ползунами соответствующих дисков, причем диски жестко установлены на соответствующих частях вала, а противолежащие ползуны механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное попарно связаны стержнями.In the first embodiment, this is achieved by the fact that in a four-stroke internal combustion engine containing at least two cylinders, pistons located in the cylinders, and mechanisms for converting the reciprocating motion of the pistons into rotational motion of the engine shaft, including connecting rods, reciprocating conversion mechanisms the rotary ones are equipped with disks, and the engine shaft is made integral, while the disks are equipped with two mutually perpendicular diametrical grooves, each of which contains the slider, the connecting rods are pivotally connected to the sliders of the respective disks, the disks being rigidly mounted on the corresponding parts of the shaft, and the opposite sliders of the mechanisms for converting the reciprocating motion into rotational motion are pairwise connected by rods.
По-второму варианту решаемая задача достигается тем, что четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий по крайней мере два цилиндра, поршни, размещенные в цилиндрах, и механизмы преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение вала двигателя, включающие шатуны, снабжен по крайней мере одним соединительным валом, а механизмы преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное снабжены дисками, при этом диски попарно жестко закреплены на соединительном валу и снабжены двумя взаимно перпендикулярными и диаметральными пазами, в каждом из которых размещен ползун, шатуны шарнирно соединены с ползунами соответствующих дисков, причем соединительные валы установлены в подшипниках и кинематически связаны с валом двигателя, например, зубчатой передачей.In the second embodiment, the problem to be solved is achieved by the fact that the four-stroke internal combustion engine comprising at least two cylinders, pistons located in the cylinders, and mechanisms for converting the reciprocating motion of the pistons into rotational motion of the engine shaft, including connecting rods, is equipped with at least one the connecting shaft, and the mechanisms for converting the reciprocating motion into rotational are equipped with disks, while the disks are pairwise rigidly mounted on the connecting shaft and are equipped with two mutually perpendicular and diametrical grooves, in each of which a slider is placed, the connecting rods are pivotally connected to the sliders of the respective disks, the connecting shafts being mounted in bearings and kinematically connected to the motor shaft, for example, a gear transmission.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 показана схема работы четырехтактного двигателя, где:Figure 1 shows the operation diagram of a four-stroke engine, where:
а) - первый такт - впуск;a) - the first beat - inlet;
б) - второй такт - сжатие;b) - the second step - compression;
в) - третий такт - сгорание и расширение (рабочий ход);c) - the third step - combustion and expansion (working stroke);
г)- четвертый такт - выпуск.d) - the fourth measure - release.
На фиг.2 показан четырехтактный двигатель - вариант 1.Figure 2 shows a four-stroke engine -
На фиг.3 показан четырехтактный двигатель - вариант 2.Figure 3 shows a four-stroke engine -
Двигатель содержит по крайней мере два цилиндра 1, головку 2 цилиндров, впускной клапан 3, выпускной клапан 4, поршень 5, размещенный в цилиндре 1 и связанный поршневым пальцем 6 с шатуном 7, через который возвратно-поступательное движение поршня передается на вал 8 двигателя. Шатун 7 шарнирно связан с ползунами 9, размещенными с возможностью скольжения в пазах "А" дисков 10. Пазы "А" выполнены перпендикулярными и диаметральными.The engine contains at least two
По первому варианту вал двигателя выполнен составным из отдельных частей 8. Диски 10 жестко закреплены на соответствующих частях 8 вала, шатуны 7 шарнирно соединены с ползунами 9. Противолежащие ползуны 9 дисков 10 попарно жестко соединены стержнями 11.According to the first embodiment, the motor shaft is made up of
По второму варианту двигатель содержит по крайней мере соединительный вал 12, установленный с возможностью вращения в подшипниках 13. Диски 10 попарно жестко закреплены на соединительных валах 12, которые в свою очередь через зубчатые колеса 15 связаны с валом 8 двигателя.According to the second embodiment, the engine includes at least a connecting
Работа четырехтактного двигателя осуществляется следующим образом.The four-stroke engine is as follows.
Рабочий цикл в двигателе, совершаемый за четыре такта, происходит за один оборот вала двигателя.The duty cycle in the engine, performed in four cycles, occurs in one revolution of the motor shaft.
Первый такт - впуск. Поршень 5 находится в положении, близком к верхней мертвой точке (в.м.т.). При вращении вала 8 шатун 7 перемещает поршень 5 к нижней мертвой точке (н.м.т.), при этом ползуны 9, шарнирно связанные с шатуном 7, перемещаются в соответствующих им пазах "А", поворачивая диск 10, а распределительный механизм (не показано) открывает впускной клапан 3, и цилиндр 1 заполняется горючей смесью. При достижении н.м.т. вал 8 двигателя поворачивается на 90°. Впускной клапан закрывается.The first beat is the inlet. The
Второй такт - сжатие. Поршень движется к в.м.т., сжимая горючую смесь. Ползуны 9 перемещаются в пазах "А" дисков 10. Вблизи в.м.т. горючее воспламеняется. При достижении поршнем 5 в.м.т. вал 8 двигателя поворачивается на 180°.The second measure is compression. The piston moves toward hm, compressing the combustible mixture. The
Третий такт - сгорание и расширение. Третий такт происходит при ходе поршня от в.м.т. к н.м.т. В начале такта интенсивно сгорает топливо. Вследствие выделения большого количества теплоты температура и давление в цилиндре резко повышаются. Под действием давления происходит дальнейшее перемещение поршня к н.м.т. и расширение газов. Ползуны 9 скользят в пазах "А", поворачивая диск 10. Во время расширения газы совершают полезную работу. Третий такт является рабочим ходом поршня. Достижению н.м.т. соответствует поворот вала 8 двигателя на 270°.The third measure is combustion and expansion. The third stroke occurs during the piston stroke from VMT to n.m.t. At the beginning of a cycle, fuel burns intensively. Due to the release of a large amount of heat, the temperature and pressure in the cylinder increase sharply. Under the action of pressure, the piston moves further to Nm.t. and gas expansion. The
Четвертый такт - выпуск. Поршень 5, перемещаясь от н.м.т. к в.м.т., вытесняет газы из цилиндра 1 через открытый выпускной клапан 4. При достижении поршнем в.м.т. выпускной клапан закрывается. Ползуны 9 занимают соответствующее положение. Вал 8 двигателя совершает полный оборот. Четвертым тактом заканчивается рабочий цикл. При дальнейшем движении поршня в той же последовательности повторяются все процессы цикла.The fourth measure is the release.
По первому варианту процессы цикла происходят следующим образом. Так как в механизмах преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное ползуны 9 жестко связаны стержнями 11, то в цилиндрах 1 поршни 5, перемещаемые шатунами 7, могут двигаться только в одном направлении. Например, если в цилиндрах первой пары происходят: в одном - впуск, а в другом - рабочий ход, то в соседней паре цилиндров происходят сжатие и выпуск.According to the first option, the cycle processes occur as follows. Since in the mechanisms for converting the reciprocating motion into
По второму варианту поршни 5 могут двигаться в цилиндрах 1 независимо друг от друга.In the second embodiment, the
В предлагаемом двигателе перемещение из одного крайнего положения в другое происходит за четверть оборота вала двигателя. Это становится возможным за счет применения в качестве механизма преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала вместо кривошипно-шатунного механизма кулисно-рычажного ("Механизмы в современной технике" И.И.Артоболевский. Том 2, стр.104. Москва, "Наука" 1979 г.).In the proposed engine, movement from one extreme position to another occurs in a quarter of a revolution of the motor shaft. This becomes possible due to the use of the reciprocating motion of the piston into the rotational movement of the shaft instead of the crank-link mechanism ("Mechanisms in modern technology" by I. I. Artobolevsky.
Таким образом, поскольку в предлагаемом двигателе рабочий ход происходит вдвое чаще, предлагаемый двигатель выделяет вдвое больше энергии в единицу времени, чем обычный двигатель (прототип), при том же объеме цилиндров, весе и габаритах. Следовательно, вдвое увеличивается мощность и удельная мощность двигателя. Конструкция предлагаемого двигателя позволяет применять подшипники качения. Отсутствие коленчатого вала упрощает конструкцию и повышает технологичность.Thus, since the stroke of the proposed engine is twice as frequent, the proposed engine emits twice as much energy per unit time than a conventional engine (prototype), with the same cylinder volume, weight and dimensions. Consequently, the power and specific power of the engine are doubled. The design of the proposed engine allows the use of rolling bearings. The absence of a crankshaft simplifies the design and improves manufacturability.
Двигатель можно изготовить с помощью известных средств и стандартного оборудования.The engine can be manufactured using known means and standard equipment.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004122165/06A RU2291313C2 (en) | 2004-07-19 | 2004-07-19 | Four-stroke internal combustion engine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004122165/06A RU2291313C2 (en) | 2004-07-19 | 2004-07-19 | Four-stroke internal combustion engine (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004122165A RU2004122165A (en) | 2006-01-20 |
RU2291313C2 true RU2291313C2 (en) | 2007-01-10 |
Family
ID=35872937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004122165/06A RU2291313C2 (en) | 2004-07-19 | 2004-07-19 | Four-stroke internal combustion engine (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2291313C2 (en) |
-
2004
- 2004-07-19 RU RU2004122165/06A patent/RU2291313C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004122165A (en) | 2006-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2306444C2 (en) | Internal combustion engine (versions) and method of combustion of gas in such engine | |
CN107237690A (en) | Independent compression expansion ratio engine with variable compression ratio | |
JP7142096B2 (en) | Mechanisms for converting reciprocating motion to rotary motion and vice versa, and applications of this mechanism | |
KR20110088490A (en) | Internal combustion engine | |
KR20040032970A (en) | An improved reciprocating internal combustion engine | |
US20010017122A1 (en) | Internal-combustion engine with improved reciprocating action | |
US6453869B1 (en) | Internal combustion engine with variable ratio crankshaft assembly | |
RU2721963C2 (en) | Ice with lever crank mechanisms and counter-moving pistons | |
CN105840305A (en) | Single-shaft dual expansion internal combustion engine | |
RU2291313C2 (en) | Four-stroke internal combustion engine (versions) | |
US20060162678A1 (en) | Dynamic journal engine | |
RU2482301C1 (en) | Opposed internal combustion engine without piston rod | |
RU2525995C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2737467C1 (en) | Conrod-free rotary engine | |
US2259176A (en) | Internal combustion engine | |
RU122703U1 (en) | "NORMAS-MX-21" INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
JP2011501032A (en) | Piston machine | |
RU221147U1 (en) | Actuator mechanism of internal combustion engine | |
RU221777U1 (en) | Gear actuator of an internal combustion engine | |
US7188598B2 (en) | Rotary mechanical field assembly | |
RU2800634C1 (en) | Turbine piston internal combustion engine | |
RU2480596C2 (en) | Conversion mechanism of piston back-and-forth movement to rotational movement with rack-and-pinion mechanism in internal combustion engine | |
RU2184865C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU200107U1 (en) | Connecting rod rotor motor | |
RU60140U1 (en) | CRANK MECHANISM |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070720 |