RU2375595C1 - Asynchronous toothed converter of reciprocation into rotation and vice versa, front and rear crank pairs, idle gear and its anvil gear wheel - Google Patents
Asynchronous toothed converter of reciprocation into rotation and vice versa, front and rear crank pairs, idle gear and its anvil gear wheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375595C1 RU2375595C1 RU2008128339/06A RU2008128339A RU2375595C1 RU 2375595 C1 RU2375595 C1 RU 2375595C1 RU 2008128339/06 A RU2008128339/06 A RU 2008128339/06A RU 2008128339 A RU2008128339 A RU 2008128339A RU 2375595 C1 RU2375595 C1 RU 2375595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- gear wheel
- shaft
- power take
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к поршневым машинам, может применяться в поршневых двигателях внутреннего сгорания, в компрессорах и насосах.The present invention relates to the field of transport engineering, in particular to reciprocating machines, can be used in reciprocating internal combustion engines, in compressors and pumps.
Из уровня техники известен поршневой 4-цилиндровый, 4-тактный двигатель внутреннего сгорания, модель 412 (см. А.Ф.Андронов. Автомобиль «Москвич-412». Издание 2-е, переработка и дополнение. М: Машиностроение, 1973, стр.23-28, рис.11), выбранный в качестве прототипа, состоящий из картера, цилиндров, поршней, соединенных с верхними головками шатунов при помощи пальцев. В качестве преобразователя движения в данном двигателе применяется коленчатый вал, шейки которого соединены с нижними головками шатунов при помощи разъемных скользящих опор.From the prior art known piston 4-cylinder, 4-stroke internal combustion engine, model 412 (see AF Andronov. Car "Moskvich-412.
Недостатком известной конструкции двигателя является сложность изготовления коленчатого вала, который испытывает большие нагрузки от всех 4-х поршней, связанных с ним шатунами. Поэтому коленчатые валы изготавливают с большим запасом прочности, что влечет повышение металлоемкости и веса.A disadvantage of the known engine design is the complexity of manufacturing a crankshaft, which experiences heavy loads from all 4 pistons connected with it by connecting rods. Therefore, crankshafts are made with a large margin of safety, which entails an increase in metal consumption and weight.
При работе данного двигателя коленчатый вал совершает 2 оборота за 4 такта (рабочий ход, выпуск, впуск, сжатие), поэтому для развития больших оборотов вала поршни совершают очень быстрые возвратно-поступательные движения, что приводит к повышенному износу и перегреву, а также к перерасходу топлива за счет неполного сгорания и т.д. Высокооборотные двигатели не позволяют изготавливать их с большим ходом поршней, что уменьшает мощность и КПД.When this engine is running, the crankshaft makes 2 revolutions in 4 cycles (working stroke, exhaust, intake, compression), therefore, for the development of large revolutions of the shaft, the pistons make very fast reciprocating movements, which leads to increased wear and overheating, as well as to cost overruns fuel due to incomplete combustion, etc. High-speed engines do not allow them to be manufactured with a large stroke of the pistons, which reduces power and efficiency.
Цель изобретения заключается в том, что при замене коленчатого вала в двигателе, выбранном в качестве прототипа, на асинхронный зубчатый преобразователь получаются следующие преимущества:The purpose of the invention is that when replacing a crankshaft in an engine selected as a prototype with an asynchronous gear converter, the following advantages are obtained:
1. Только 2 поршня связанны с одной коленчатой парой, одна из которых непосредственно не контактирует с корпусом двигателя, а другая связанна с ним только одной скользящей опорой, что уменьшает вибрацию.1. Only 2 pistons are connected to one cranked pair, one of which does not directly contact the engine housing, and the other is connected with it by only one sliding support, which reduces vibration.
2. За 4 такта двигателя передний вал отбора мощности будет совершать 2 оборота, что достаточно для привода клапанной группы, помпы и генератора, а задний вал отбора мощности за 4 такта будет совершать 6 оборотов, при условии, если зубчатые колеса на коленчатой паре, заднем вале отбора мощности и промежуточное зубчатое колесо будут одинакового диаметра. Это позволит развивать большие обороты маховику, аккумулировать большое количество энергии, а большой момент инерции обеспечит двигателю уравновешенную работу. Поршни при этом будут сравнительно тихоходны, что улучшит смесеобразование и сгорание топлива. Уменьшится износ и перегрев поршневой и клапанной группы.2. For 4 engine cycles, the front power take-off shaft will make 2 turns, which is enough to drive the valve group, pump and generator, and the rear power take-off shaft will make 6 turns for 4 cycles, provided that the gears are on the crankshaft, rear the power take-off shaft and the intermediate gear will be the same diameter. This will allow the flywheel to develop large revolutions, accumulate a large amount of energy, and a large moment of inertia will provide the engine with balanced work. The pistons will be relatively slow at the same time, which will improve mixture formation and fuel combustion. The wear and overheating of the piston and valve groups will be reduced.
3. Возможность создания двигателя с большим ходом поршня, который всегда будет равен 2/3 диаметра зубчатого неподвижного венца с внутренним зацеплением. Это повысит мощность и КПД двигателя, что компенсирует потерю мощности вала от зубчатых передач.3. The possibility of creating an engine with a large piston stroke, which will always be equal to 2/3 of the diameter of the fixed gear ring with internal gearing. This will increase the power and efficiency of the engine, which compensates for the loss of shaft power from gears.
4. Простота изготовления, монтажа, ремонта. Возможность замены любого узла и детали без разборки клапанно-поршневой группы. Все детали малогабаритны и не дороги.4. Ease of manufacturing, installation, repair. The ability to replace any unit and part without disassembling the valve-piston group. All parts are small and not expensive.
5. Постройка двигателя не требует переоснастки производства.5. The construction of the engine does not require re-equipment of production.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено:The invention is illustrated by drawings, which show:
Фигуры 1-3 - передняя коленчатая пара (в 3-х проекциях);Figures 1-3 - front cranked pair (in 3 projections);
Фигуры 4-6 - задняя коленчатая пара (в 3-х проекциях);Figures 4-6 - rear cranked pair (in 3 projections);
Фигура 7 - продольный разрез преобразователя;Figure 7 is a longitudinal section of the Converter;
Фигура 8 - поперечный разрез преобразователя.Figure 8 is a transverse section of the Converter.
Заявленный асинхронный зубчатый преобразователь возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот представляет из себя зубчатый механизм, состоящий из передней коленчатой пары (Фигуры 1-3), составляющей с передним валом отбора мощности одно целое, задней коленчатой пары (Фигуры 4-6), зубчатых неподвижных венцов с внутренним зацеплением, установленных в корпусе преобразователя, заднего вала отбора мощности, промежуточного зубчатого колеса и опорного зубчатого колеса (Фигуры 7, 8).The claimed asynchronous gear converter of reciprocating motion into rotational and vice versa is a gear mechanism consisting of a front crankshaft (Figures 1-3), a component with the front power take-off shaft, a rear crankshaft (Figures 4-6), gears fixed crowns with internal gearing installed in the housing of the converter, the rear power take-off shaft, the intermediate gear and the support gear (Figures 7, 8).
Передняя коленчатая пара (Фигуры 1-3) представляет из себя деталь, все элементы которой выполнены как одно целое, и состоит из 2-х щек, одна из которых 1 выполнена в форме прямоугольного, равнобедренного треугольника, из 2-х противоположно направленных шеек 2, расположенных по обе стороны плоскости щеки, выходящих из 2-х равных углов треугольника. Продолжением одной из шеек является цапфа 3, расположенная с ней на одной оси, на которой с помощью скользящей опоры 4 установлено зубчатое колесо 5 с возможностью вращения. Между шейкой и цапфой расположен разделительный бурт 6. Вторая шейка 2 расположена между 2-х щек. Вторая щека 7 выполнена в форме прямоугольника и направлена к центру вращения коленчатой пары, где на ее конце расположен передний вал отбора мощности, состоящий из коренной шейки 8 и цапфы 9, для установки привода клапанной группы. Ось вала перпендикулярна плоскости щеки. Каждая щека имеет противовесы 10, выполненные в виде пластин, находящиеся с ними в одной плоскости. Оси шеек параллельны, перпендикулярны плоскостям щек и под углом 90° расположены друг к другу относительно центра вращения щек. Коленчатая пара имеет масляные каналы 11, соединенные радиальным отверстием 12, на коренной шейке 8, с масляной полостью 13 коренной скользящей опоры 14. Каналы служат для подвода масла к скользящим опорам коленчатой пары.The front cranked pair (Figures 1-3) is a part, all the elements of which are made as a whole, and consists of 2 cheeks, one of which 1 is made in the form of a rectangular, isosceles triangle, from 2 oppositely directed
Задняя коленчатая пара (Фигуры 4-6) представляет из себя деталь, все элементы которой выполнены как одно целое, и состоит из щеки 15, выполненной в форме прямоугольного, равнобедренного треугольника, из 2-х противоположно направленных шеек 16, расположенных по обе стороны плоскости щеки, выходящих из 2-х равных углов треугольника. Оси шеек параллельны, перпендикулярны плоскости щеки и под углом 90° расположены друг к другу относительно центра вращения щеки. Продолжением шеек являются цапфы 17, расположенные с ними на одной оси, на которых с помощью скользящих опор 18 установлены зубчатые колеса 19 с возможностью вращения (Фигура 7). Между шейками и цапфами расположены противовесы 20 в виде пластин, они направлены к центру вращения щеки, и плоскости их параллельны плоскости щеки 15. Противовес 20, расположенный ближе к заднему валу 21 отбора мощности, имеет в центре вращения штуцер 22, который связан с масляными каналами 23 коленчатой пары и служит для подвода масла к скользящим опорам. Противовес, расположенный ближе к промежуточному зубчатому колесу 34, в центре вращения имеет монтажное отверстие 24.The back cranked pair (Figures 4-6) is a part, all the elements of which are made as a whole, and consists of a
Зубчатые неподвижные венцы 25 с внутренним зацеплением устанавливаются в корпусе 26, их плоскости перпендикулярны осям шеек и цапф и параллельны плоскостям щек и противовесов.Gear fixed
В корпусе преобразователя на скользящей опоре 27 расположен задний вал 21 отбора мощности с маховиком (маховик на чертеже не представлен) на внешней стороне и с зубчатым колесом 28 на внутренней стороне, установленным с помощью шлицевого соединения 29. Зубчатое колесо 28 имеет реборду, расположенную на ближней к корпусу преобразователя плоскости, которая удерживает в заданной плоскости зубчатое колесо 28, вала 21 отбора мощности и находящееся с ним в зацеплении зубчатое колесо 19 коленчатой пары. На коренной шейке заднего вала 21 отбора мощности имеется радиальное отверстие 30, соединяющее масляную полость 31 скользящей опоры 27 с осевым отверстием 32, где расположен сальник 33, уплотняющий штуцер 22.In the converter housing on the sliding support 27, there is a rear power take-off shaft 21 with a flywheel (the flywheel is not shown in the drawing) on the outside and with a gear 28 on the inside installed with a spline connection 29. The gear 28 has a flange located on the near to the housing of the transducer of the plane, which holds the gear wheel 28, the power take-off shaft 21 and the
Между передней и задней коленчатыми парами расположено промежуточное зубчатое колесо 34, оно не связано с корпусом преобразователя и находится на одной оси с передним и задним валами отбора мощности. К обеим плоскостям промежуточного зубчатого колеса 34 прилегают реборды 35, зафиксированные в центре зубчатого колеса 34 при помощи крепежных деталей 36. Реборды 35 предотвращают смещение по оси промежуточного зубчатого колеса и всех зубчатых колес, которые находятся с ним во взаимодействии.An
Опорное зубчатое колесо 37 расположено в плоскости промежуточного зубчатого колеса 34 и находится в зацеплении с ним и зубчатым неподвижным венцом 25 с внутренним зацеплением. Его роль - обеспечить положение промежуточного зубчатого колеса 34 на оси переднего и заднего валов отбора мощности.The
Принцип работыPrinciple of operation
Заявленный асинхронный преобразователь возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот работает следующим образом.The claimed asynchronous Converter reciprocating to rotational and rotational and vice versa works as follows.
Два рядом расположенных под углом 90 друг к другу поршня соединены с верхними головками шатунов при помощи пальцев. Нижние разъемные головки шатунов (на чертеже не представлены) присоединяются к шейкам передней коленчатой пары. При этом поршни в цилиндрах занимают положение верхней и нижней мертвой точки. На цапфе 3 передней коленчатой пары, на скользящей опоре 4, устанавливается зубчатое колесо 5, которое находится в зацеплении с зубчатым неподвижным венцом 25 с внутренним зацеплением и с промежуточным зубчатым колесом 34. Во время рабочего хода одного из поршней шатун оказывает давление на шейку коленчатой пары, которая начинает вращаться вместе с передним валом отбора мощности. Зубчатое колесо 5 коленчатой пары обкатывается по зубьям зубчатого неподвижного венца 25 с внутренним зацеплением и передает вращающий момент промежуточному зубчатому колесу 34. Поршень, совершающий рабочий ход, дойдя до нижней мертвой точки, повернет коленчатую пару на 180°, другой поршень займет положение верхней мертвой точки.Two adjacent pistons located at an angle of 90 to each other are connected to the upper connecting rod heads by means of fingers. The lower detachable connecting rod heads (not shown in the drawing) are attached to the necks of the front crankshaft. In this case, the pistons in the cylinders occupy the position of upper and lower dead center. A gear 5 is mounted on the
Задняя коленчатая пара устанавливается с другой стороны промежуточного зубчатого колеса 34, ее шейки соединены с шатунами 2-х других поршней, и одно ее зубчатое колесо 19 будет находиться в зацеплении с зубчатым неподвижным венцом 25 с внутренним зацеплением, с которым также взаимодействует зубчатое колесо 5 передней коленчатой пары, и промежуточным зубчатым колесом 34. Второе зубчатое колесо 19 задней коленчатой пары будет находиться в зацеплении с другим зубчатым неподвижным венцом 25 с внутренним зацеплением и с зубчатым колесом 28 заднего вала 21 отбора мощности.The rear crankshaft is mounted on the other side of the
Коленчатые пары размещаются таким образом, что углы между осями четырех шеек 2-х коленчатых пар составляют 90°. Это позволяет равномерно распределить рабочий ход всех 4-х поршней.Cranked pairs are placed in such a way that the angles between the axes of the four necks of 2 cranked pairs are 90 °. This allows you to evenly distribute the working stroke of all 4 pistons.
Промежуточное зубчатое колесо 34 служит для связи 2-х коленчатых пар и передачи вращающего момента от одной к другой.The
Зубчатые колеса 19 задней коленчатой пары размещены между зубчатыми неподвижными венцами 25 с внутренним зацеплением, промежуточным зубчатым колесом 34 и зубчатым колесом 28 заднего вала 21 отбора мощности. Передний вал 8 отбора мощности передней коленчатой пары установлен в корпусе 26 преобразователя на скользящей опоре 14, а зубчатое колесо 5 размещено между зубчатым неподвижным венцом 25 с внутренним зацеплением и промежуточным зубчатым колесом 34. Поэтому при работе исключен перекос и заклинивание.The
Для того чтобы промежуточное зубчатое колесо 34 находилось на оси переднего и заднего валов отбора мощности, оно установлено на опорное зубчатое колесо 37, которое находится в зацеплении с зубчатым неподвижным венцом 25 с внутренним зацеплением, а углы между осями опорного зубчатого колеса 37 и 2-х зубчатых колес, находящихся во взаимодействии с промежуточным зубчатым колесом 34, составляют по 135° относительно оси промежуточного зубчатого колеса. Промежуточное зубчатое колесо 34 передает вращающий момент опорному зубчатому колесу 37, которое будет обкатываться по зубчатому неподвижному венцу 25 с внутренним зацеплением.In order for the
Для простоты изготовления и монтажа зубчатые колеса на цапфах 2-х коленчатых пар не зафиксированы от сдвига по оси, поэтому во избежание такого сдвига на промежуточном зубчатом колесе 34 установлены реборды 35, расположенные по обе плоскости колеса. Они выполнены в виде тарелок и зафиксированы в центре вращения промежуточного зубчатого колеса 34 при помощи крепежных деталей 36.For ease of manufacture and installation, the gears on the trunnions of 2 crankshaft are not fixed from axial displacement, therefore, to avoid such a shift,
Коленчатые пары совершают вращательные движения вокруг собственного центра вращения, а противовесы делают эти движения сбалансированными. Процесс сжатия рабочей смеси в цилиндрах будет облегчен, потому что передаточное отношение зубьев зубчатых колес и зубчатых неподвижных венцов с внутренним зацеплением будет составлять 1:3, а три такта двигателя (выпуск, впуск, сжатие) будут производиться за счет энергии вала отбора мощности и маховика. Имея большую частоту вращения, маховик аккумулирует большое количество энергии. Большой момент инерции маховика обеспечит равномерное движение вала отбора мощности и всей системы двигателя.Cranked pairs make rotational movements around their own center of rotation, and counterweights make these movements balanced. The process of compressing the working mixture in the cylinders will be facilitated, because the gear ratio of the gear teeth and fixed gears with internal gearing will be 1: 3, and three engine strokes (exhaust, intake, compression) will be made due to the energy of the power take-off shaft and flywheel . Having a high speed, the flywheel accumulates a large amount of energy. A large moment of inertia of the flywheel will ensure uniform movement of the power take-off shaft and the entire engine system.
Смазка и охлаждение скользящих опор передней коленчатой пары осуществляется маслом, которое по трубопроводу подается от масляного насоса в скользящую опору 14 коренной шейки 8. Из масляной полости 13, через радиальное отверстие 12, оно поступает в масляные каналы 11 коленчатой пары.Lubricating and cooling the sliding bearings of the front crankshaft is carried out by oil, which is piped from the oil pump to the sliding bearing 14 of the
Смазка и охлаждение скользящих опор задней коленчатой пары осуществляется маслом, которое от масляного насоса по трубопроводу подается в скользящую опору 27, заднего вала 21 отбора мощности. Из масляной полости 31, через радиальное отверстие 30, оно подается в осевое отверстие 32 вала отбора мощности, где через штуцер 22, расположенный на противовесе 20 и уплотненный сальником 33, поступает в масляные каналы 23 задней коленчатой пары.The lubrication and cooling of the sliding bearings of the rear crankshaft is carried out by oil, which is piped from the oil pump to the sliding bearing 27, of the rear power take-off shaft 21. From the oil cavity 31, through the radial hole 30, it is fed into the axial hole 32 of the power take-off shaft, where through the fitting 22 located on the
Смазка и охлаждение зубьев зубчатых колес преобразователя осуществляется разбрызгиванием масла, выходящего из скользящих опор.The teeth of the gears of the converter are lubricated and cooled by spraying the oil coming out of the sliding bearings.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008128339/06A RU2375595C1 (en) | 2008-07-11 | 2008-07-11 | Asynchronous toothed converter of reciprocation into rotation and vice versa, front and rear crank pairs, idle gear and its anvil gear wheel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008128339/06A RU2375595C1 (en) | 2008-07-11 | 2008-07-11 | Asynchronous toothed converter of reciprocation into rotation and vice versa, front and rear crank pairs, idle gear and its anvil gear wheel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2375595C1 true RU2375595C1 (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41489657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008128339/06A RU2375595C1 (en) | 2008-07-11 | 2008-07-11 | Asynchronous toothed converter of reciprocation into rotation and vice versa, front and rear crank pairs, idle gear and its anvil gear wheel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2375595C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167717U1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-01-10 | Александр Петрович Федоренков | PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
-
2008
- 2008-07-11 RU RU2008128339/06A patent/RU2375595C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167717U1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-01-10 | Александр Петрович Федоренков | PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20170080606A (en) | Power unit | |
US8281763B2 (en) | Internal combustion engine | |
CN101205812A (en) | Four-piston cylinder engine | |
CN102230423B (en) | Gear transmission internal combustion engine | |
RU2472017C2 (en) | Rotary engine | |
RU2375595C1 (en) | Asynchronous toothed converter of reciprocation into rotation and vice versa, front and rear crank pairs, idle gear and its anvil gear wheel | |
RU122703U1 (en) | "NORMAS-MX-21" INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
CN101509423A (en) | Hypocycloid single cylinder diesel | |
CN109488388B (en) | Transmission mechanism of connecting-rod-free thermomotor and transmission system of connecting-rod-free thermomotor | |
RU184024U1 (en) | Gas piston internal combustion engine for heating and ventilation of buildings | |
RU2341709C2 (en) | Toothed converter of reciprocation into rotation and visa versam gear pair, idler shaft and linkage assembly for idler shaft and its counterweight | |
RU2381372C1 (en) | Internal combustion engine | |
WO2015159083A1 (en) | Opposed piston machine with rectilinear drive mechanisms | |
RU2484255C1 (en) | Rack-and-pinion piston machine | |
RU2539609C2 (en) | Opposed-piston internal combustion engine | |
RU2483216C1 (en) | Semigear-and-rack piston machine | |
RU2539698C1 (en) | Opposite eight-cylinder engine | |
RU2449141C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU141438U1 (en) | "NORMAS - MX-50" INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
JP2013104422A (en) | Reciprocating engine using assembling type center planetarium gear double eccentric disk two cylinder one crank pin type hypocycloid planetarium gear mechanism | |
RU2411382C2 (en) | Internal combustion engine | |
NL2029667B1 (en) | Novel engine | |
RU2221927C2 (en) | Two-stroke piston machine | |
RU2530982C1 (en) | Opposite piston machine | |
CN105971727A (en) | Synchronous piston internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130712 |