RU2380543C2 - Piston machine - Google Patents

Piston machine Download PDF

Info

Publication number
RU2380543C2
RU2380543C2 RU2007149608/06A RU2007149608A RU2380543C2 RU 2380543 C2 RU2380543 C2 RU 2380543C2 RU 2007149608/06 A RU2007149608/06 A RU 2007149608/06A RU 2007149608 A RU2007149608 A RU 2007149608A RU 2380543 C2 RU2380543 C2 RU 2380543C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
cranks
sections
power take
module
Prior art date
Application number
RU2007149608/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007149608A (en
Inventor
Вячеслав Файзрахманович Нурмухаметов (RU)
Вячеслав Файзрахманович Нурмухаметов
Константин Олегович Едренкин (RU)
Константин Олегович Едренкин
Владимир Юрьевич Иванов (RU)
Владимир Юрьевич Иванов
Сергей Петрович Павлинич (RU)
Сергей Петрович Павлинич
Original Assignee
Вячеслав Файзрахманович Нурмухаметов
Константин Олегович Едренкин
Владимир Юрьевич Иванов
Сергей Петрович Павлинич
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 Вячеслав Файзрахманович Нурмухаметов, Константин Олегович Едренкин, Владимир Юрьевич Иванов, Сергей Петрович Павлинич filed Critical Вячеслав Файзрахманович Нурмухаметов
Priority to RU2007149608/06A priority Critical patent/RU2380543C2/en
Priority to PCT/RU2008/000570 priority patent/WO2009078747A1/en
Publication of RU2007149608A publication Critical patent/RU2007149608A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2380543C2 publication Critical patent/RU2380543C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/06—Engines with means for equalising torque
    • F02B75/065—Engines with means for equalising torque with double connecting rods or crankshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B1/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements
    • F01B1/08—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/24—Multi-cylinder engines with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed machine comprises at least one module with two opposed sections incorporating cylinders with combustion chambers accommodating pistons articulated with con rods and cranks. Con rod gear shafts of said sections are mounted in parallel to pto-shaft articulated with synch mechanism with its meshed gear wheels fitted on cranks. To simplify the design, synch mechanism linkage with pro-shaft can represent a gear wheel fitted on pro-shaft to interact with any of the synch mechanism gears.
EFFECT: simplified design and higher reliability.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателе- и компрессоростроению, и может быть использовано при изготовлении двигателей внутреннего сгорания для автомобилей, самолетов малой авиации, малогабаритного водного транспорта, а также энергетических установок.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine and compressor engineering, and can be used in the manufacture of internal combustion engines for automobiles, small aircraft, small-sized water transport, as well as power plants.

Известна поршневая машина, содержащая, по меньшей мере, две секции, каждая из которых содержит поршень, соединенный с кривошипно-шатунным механизмом. Поршни секций попарно расположены в общих цилиндрах с общими камерами сгорания. Кривошипы кривошипно-шатунных механизмов жестко соединены с коническими шестернями, находящимися в зацеплении с двумя центральными зубчатыми колесами, закрепленными на валу отбора мощности (полезная модель РФ №3785, F02B 75/26, опубл. 16.03.97 г.).Known piston machine containing at least two sections, each of which contains a piston connected to a crank mechanism. Pistons of sections are arranged in pairs in common cylinders with common combustion chambers. Cranks of crank mechanisms are rigidly connected to bevel gears meshed with two central gears fixed to the power take-off shaft (Utility Model of the Russian Federation No. 3785, F02B 75/26, published on March 16, 1997).

Недостатком известного устройства является наличие большого количества кинематических пар, усложняющих конструкцию. Наличие конических зубчатых колес обусловливает возникновение в процессе работы осевой составляющей силы, в связи с чем предъявляются более жесткие требования к кинематическим опорам и подшипникам, что также усложняет конструкцию и снижает надежность устройства.A disadvantage of the known device is the presence of a large number of kinematic pairs, complicating the design. The presence of bevel gears causes the appearance of an axial component of the force during operation, and therefore more stringent requirements are imposed on the kinematic bearings and bearings, which also complicates the design and reduces the reliability of the device.

Наиболее близким предлагаемому изобретению является поршневая машина, приводящая во вращение два соосных вала пропеллеров, скомпонованная с механизмом привода винтов. Поршневая машина содержит два оппозитно расположенных модуля, каждый из которых включает две параллельно расположенные секции. Каждая секция модуля имеет цилиндр с поршнем, соединенным с кривошипно-шатунным механизмом, причем кривошипы секций расположены параллельно друг другу и концентрическим валам пропеллеров. Для передачи вращающего момента концентрическим валам пропеллеров в противоположные стороны машина имеет два механизма синхронизации, кинематически связанные с концентрическими валами пропеллеров. Каждый механизм синхронизации выполнен в виде двух взаимодействующих зубчатых колес, установленных на кривошипах секций модуля. Как следует из описания, известное техническое решение позволяет регулировать положение валов пропеллеров, обеспечивая многочисленные вариации передаточного числа между коленвалами и валами пропеллеров (патент GB №544055, опубл. 25.03.1942 г.).The closest to the invention is a piston machine that drives two coaxial propeller shafts arranged with a screw drive mechanism. The piston machine contains two opposed modules located, each of which includes two parallel sections. Each section of the module has a cylinder with a piston connected to the crank mechanism, and the cranks of the sections are parallel to each other and to the concentric shafts of the propellers. To transmit torque to the concentric shafts of the propellers in opposite directions, the machine has two synchronization mechanisms kinematically connected with the concentric shafts of the propellers. Each synchronization mechanism is made in the form of two interacting gears mounted on the crank sections of the module. As follows from the description, the known technical solution allows you to adjust the position of the shafts of the propellers, providing numerous variations in the gear ratio between the crankshafts and the shafts of the propellers (GB patent No. 544055, publ. March 25, 1942).

Недостатком известной поршневой машины является то, что она имеет большое количество взаимодействующих зубчатых пар, что усложняет конструкцию и снижает надежность устройства.A disadvantage of the known piston machine is that it has a large number of interacting gear pairs, which complicates the design and reduces the reliability of the device.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение ее надежности.The objective of the invention is to simplify the design and increase its reliability.

Поставленная задача решается тем, что в поршневой машине, содержащей вал отбора мощности, по меньшей мере, один модуль, включающий две секции, каждая из которых имеет цилиндр с поршнем, соединенным с кривошипно-шатунным механизмом, причем кривошипы секций расположены параллельно друг другу и валу отбора мощности, по меньшей мере, один механизм синхронизации, кинематически связанный с валом отбора мощности и выполненный в виде двух взаимодействующих зубчатых колес, установленных на кривошипах секций модуля, секции модуля расположены оппозитно.The problem is solved in that in a piston machine containing a power take-off shaft, at least one module comprising two sections, each of which has a cylinder with a piston connected to a crank mechanism, the cranks of the sections being parallel to each other and to the shaft power take-off, at least one synchronization mechanism kinematically connected with the power take-off shaft and made in the form of two interacting gears mounted on the cranks of the module sections, module sections are located opposite zitno.

Кроме того, кривошипы каждого последующего модуля установлены соосно кривошипам предыдущего модуля и соединены с ними.In addition, the cranks of each subsequent module are mounted coaxially with the cranks of the previous module and are connected to them.

Кроме того, кинематическая связь механизма синхронизации и вала отбора мощности выполнена в виде зубчатого колеса, установленного на валу отбора мощности с возможностью взаимодействия с любым из зубчатых колес механизма синхронизации.In addition, the kinematic connection of the synchronization mechanism and the power take-off shaft is made in the form of a gear mounted on the power take-off shaft with the possibility of interaction with any of the gears of the synchronization mechanism.

Расположение секций модуля оппозитно позволяет значительно сократить количество зубчатых пар, необходимых для обеспечения вращения вала отбора мощности, и тем самым упростить конструкцию машины и повысить ее надежность. Это обеспечивается тем, что зубчатые колеса механизма синхронизации, установленные на кривошипах оппозитно расположенных секций модуля и взаимодействующие между собой, позволяют синхронизировать работу секций без дополнительных кинематических пар и преобразовать их работу в работу машины. При этом передаточное число зубчатой пары механизма синхронизации является величиной постоянной.The arrangement of the module sections opposite allows significantly reducing the number of gear pairs required to ensure rotation of the power take-off shaft, and thereby simplify the design of the machine and increase its reliability. This is ensured by the fact that the gears of the synchronization mechanism, mounted on the cranks of the opposite sections of the module and interacting with each other, allow synchronizing the operation of the sections without additional kinematic pairs and converting their work into machine operation. In this case, the gear ratio of the gear pair of the synchronization mechanism is a constant value.

Установка кривошипов каждого последующего модуля соосно кривошипам предыдущего модуля и их соединение позволяет обеспечивать связь модулей между собой с минимальным количеством кинематических пар за счет минимального количества механизмов синхронизации, т.е., например, позволяет обеспечить связь двух модулей посредством только одного механизма синхронизации, трех модулей - посредством одного или двух механизмов синхронизации и т.д., что упрощает конструкцию и повышает надежность машины. Кроме того, установка кривошипов последующих модулей соосно с предыдущими позволяет установить механизм синхронизации между модулями и снизить крутильные колебания валов кривошипов секций модулей за счет их минимальной длины, что повышает надежность поршневой машины.The installation of the cranks of each subsequent module coaxially with the cranks of the previous module and their connection allows the modules to communicate with each other with a minimum number of kinematic pairs due to the minimum number of synchronization mechanisms, i.e., for example, allows two modules to be connected through only one synchronization mechanism, three modules - through one or two synchronization mechanisms, etc., which simplifies the design and increases the reliability of the machine. In addition, installing the cranks of the subsequent modules coaxially with the previous ones allows you to set the synchronization mechanism between the modules and reduce torsional vibrations of the crankshaft shaft sections of the modules due to their minimum length, which increases the reliability of the piston machine.

Выполнение кинематической связи механизма синхронизации с валом отбора мощности в виде зубчатого колеса, установленного на валу отбора мощности с возможностью взаимодействия с любым из зубчатых колес механизма синхронизации, позволяет также уменьшить количество кинематических пар и упростить конструкцию машины за счет минимального количества деталей.The implementation of the kinematic connection of the synchronization mechanism with the power take-off shaft in the form of a gear mounted on the power take-off shaft with the possibility of interaction with any of the gears of the synchronization mechanism can also reduce the number of kinematic pairs and simplify the design of the machine due to the minimum number of parts.

На фиг.1 изображен поперечный разрез модуля поршневой машины с двумя оппозитно расположенными секциями; на фиг.2 представлена кинематическая схема движения поршней и вращения кривошипно-шатунных механизмов поршневой машины, изображенной на фиг.1; на фиг.3 - кинематическая схема поршневой машины на фиг.1; на фиг.4 - кинематическая схема поршневой машины с отбором мощности непосредственно от колеса механизма синхронизации; на фиг.5 - кинематическая схема поршневой машины с двумя модулями; на фиг.6 - кинематическая схема поршневой машины с тремя модулями.Figure 1 shows a cross section of a module of a piston machine with two opposed sections; figure 2 presents the kinematic diagram of the movement of the pistons and rotation of the crank mechanisms of the piston machine shown in figure 1; figure 3 is a kinematic diagram of a piston machine in figure 1; figure 4 is a kinematic diagram of a piston machine with power take-off directly from the wheel of the synchronization mechanism; figure 5 is a kinematic diagram of a piston machine with two modules; figure 6 is a kinematic diagram of a piston machine with three modules.

Для пояснения предлагаемого изобретения приведено описание конструкции машины, содержащей один модуль с двумя оппозитно расположенными секциями и представленной на фиг.1, фиг.2 и фиг.3.To explain the invention, a description is given of a machine design comprising one module with two opposed sections and shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3.

Поршневая машина имеет модуль с двумя оппозитно расположенными секциями, содержащими цилиндры 1, в которых расположены поршни 2, кинематически связанные с шатунами 3, и кривошипы 4. Цилиндры 1 имеют камеры сгорания 5 со свечами зажигания 6. Оси кривошипно-шатунных механизмов секций установлены параллельно друг другу и валу отбора мощности 7. На кривошипах 4 закреплены зубчатые колеса 8 и 9 механизма синхронизации, находящиеся в зацеплении друг с другом. Вал отбора мощности 7 кинематически связан с механизмом синхронизации посредством зубчатого колеса 10, закрепленного на валу отбора мощности и взаимодействующего с зубчатым колесом 11, установленным на кривошипе одной из секций.The piston machine has a module with two opposed sections, containing cylinders 1, in which pistons 2 are located, kinematically connected to the connecting rods 3, and cranks 4. The cylinders 1 have combustion chambers 5 with spark plugs 6. The axes of the crank mechanisms of the sections are mounted parallel to each other friend and the power take-off shaft 7. On the cranks 4 are fixed gears 8 and 9 of the synchronization mechanism, which are engaged with each other. The power take-off shaft 7 is kinematically connected with the synchronization mechanism by means of a gear 10 mounted on a power take-off shaft and interacting with a gear 11 mounted on the crank of one of the sections.

Отбор мощности может быть осуществлен также зубчатым колесом 10 от любого зубчатого колеса 8 или 9 механизма синхронизации (см. фиг.4).Power take-off can also be carried out by gear 10 from any gear 8 or 9 of the synchronization mechanism (see figure 4).

Работа поршневой машины осуществляется следующим образом.The operation of the piston machine is as follows.

Оба поршня 2 оппозитно расположенных секций модуля из нижнего крайнего положения двигаются одновременно в цилиндрах 1 в верхнее крайнее положение. Происходит такт сжатия. При этом объем в камерах сгорания 5 становится минимальным. В такте сжатия топливно-воздушная смесь воспламеняется от электрической искры свечей зажигания 6 (или от сжатия - при дизельном цикле). Далее поршни 2 двигаются в такте рабочего хода к своим крайним нижним положениям, преобразуя свое возвратно-поступательное движение во вращательное движение кривошипов 4, передаваемое при помощи шатунов 3. Кривошипы 4 передают вращение зубчатым колесам механизма синхронизации 8 и 9, от которых вращение передается зубчатыми колесами 10 и 11 валу отбора мощности 7 и далее - к потребителю.Both pistons 2 of the opposed module sections from the lower extreme position move simultaneously in the cylinders 1 to the upper extreme position. There is a compression beat. In this case, the volume in the combustion chambers 5 becomes minimal. In the compression stroke, the air-fuel mixture ignites from the electric spark of spark plugs 6 (or from compression during the diesel cycle). Next, the pistons 2 move in the stroke of the stroke to their extreme lower positions, converting their reciprocating motion into the rotational movement of the cranks 4 transmitted by the connecting rods 3. The cranks 4 transmit the rotation to the gear wheels of the synchronization mechanism 8 and 9, from which the rotation is transmitted by the gear wheels 10 and 11 to the power take-off shaft 7 and further to the consumer.

При необходимости увеличения мощности поршневой машины возможна компоновка с любым количеством модулей и механизмов синхронизации (см. фиг.5, 6). Наиболее оптимальным конструктивным решением является использование парного количества модулей.If it is necessary to increase the power of the piston machine, a configuration with any number of modules and synchronization mechanisms is possible (see FIGS. 5, 6). The most optimal design solution is to use a pair of modules.

Claims (3)

1. Поршневая машина, содержащая вал отбора мощности, по меньшей мере, один модуль, включающий две оппозитно расположенные секции, каждая из которых имеет цилиндр с поршнем, соединенным с кривошипно-шатунным механизмом, причем кривошипы секций расположены параллельно друг другу и валу отбора мощности, по меньшей мере, один кинематически связанный с валом отбора мощности механизм синхронизации, содержащий два зубчатых колеса, установленных на кривошипах секций модуля, отличающаяся тем, что зубчатые колеса механизма синхронизации находятся в зацеплении друг с другом.1. A piston machine comprising a power take-off shaft, at least one module including two opposed sections, each of which has a cylinder with a piston connected to a crank mechanism, the crank sections being parallel to each other and the power take-off shaft, at least one kinematically connected to the power take-off shaft synchronization mechanism comprising two gears mounted on the cranks of the module sections, characterized in that the gears of the synchronization mechanism are in engagement with each other. 2. Поршневая машина по п.1, отличающаяся тем, что кривошипы каждого последующего модуля установлены соосно кривошипам предыдущего модуля и соединены с ними.2. The piston machine according to claim 1, characterized in that the cranks of each subsequent module are mounted coaxially with the cranks of the previous module and are connected to them. 3. Поршневая машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что кинематическая связь механизма синхронизации и вала отбора мощности выполнена в виде зубчатого колеса, установленного на валу отбора мощности с возможностью взаимодействия с любым из зубчатых колес механизма синхронизации. 3. The piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the kinematic connection of the synchronization mechanism and the power take-off shaft is made in the form of a gear mounted on the power take-off shaft with the possibility of interaction with any of the gears of the synchronization mechanism.
RU2007149608/06A 2007-12-19 2007-12-19 Piston machine RU2380543C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007149608/06A RU2380543C2 (en) 2007-12-19 2007-12-19 Piston machine
PCT/RU2008/000570 WO2009078747A1 (en) 2007-12-19 2008-08-25 Piston machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007149608/06A RU2380543C2 (en) 2007-12-19 2007-12-19 Piston machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007149608A RU2007149608A (en) 2009-06-27
RU2380543C2 true RU2380543C2 (en) 2010-01-27

Family

ID=40795726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007149608/06A RU2380543C2 (en) 2007-12-19 2007-12-19 Piston machine

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2380543C2 (en)
WO (1) WO2009078747A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2641343C1 (en) * 2016-08-28 2018-01-17 Александр Владимирович Трибшток Crank mechanism with gear wheels
RU2769415C1 (en) * 2018-11-27 2022-03-31 Вацлав Кноб Internal combustion piston engine with generator

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103994042B (en) * 2014-05-14 2017-02-15 苏州农业职业技术学院 Piston type hydraulic pump with crank connecting rod structure
JP2019532217A (en) * 2016-10-24 2019-11-07 アカーテース パワー，インク． Gear train for opposed piston engine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1733652A1 (en) * 1988-11-21 1992-05-15 Харьковское Высшее Военное Авиационное Инженерное Краснознаменное Училище Internal combustion engine
SU1719677A1 (en) * 1989-05-26 1992-03-15 Центральный Научно-Исследовательский Институт Моторостроения Internal combustion engine
SU1758258A1 (en) * 1989-10-13 1992-08-30 А.Г.Баканев Internal combustion engine
RU2096638C1 (en) * 1994-02-25 1997-11-20 Евгений Александрович Стародетко Piston-type machine (options)
RU16014U1 (en) * 2000-09-04 2000-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛИТАР-101" INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU72273U1 (en) * 2007-12-19 2008-04-10 Вячеслав Файзрахманович Нурмухаметов PISTON MACHINE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2641343C1 (en) * 2016-08-28 2018-01-17 Александр Владимирович Трибшток Crank mechanism with gear wheels
RU2769415C1 (en) * 2018-11-27 2022-03-31 Вацлав Кноб Internal combustion piston engine with generator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007149608A (en) 2009-06-27
WO2009078747A1 (en) 2009-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7325794B2 (en) Continuously variable compression ratio mechanism for 2-cycle or 4-cycle reciprocating internal combustion engines
RU2539224C2 (en) Coaxial internal combustion engine without crankshaft
JP2013524094A (en) Reciprocating piston engine with improved mass equalization
AU2007209302A1 (en) Pulling rod engine
RU2380543C2 (en) Piston machine
RU2472017C2 (en) Rotary engine
RU72273U1 (en) PISTON MACHINE
CN102230422A (en) Reciprocating piston type internal combustion engine
RU2742155C1 (en) Internal combustion engine with the variable compression rate
GB2564409A (en) Radial piston machine
RU2239075C2 (en) Free-piston internal combustion engine with shaft torque constant arm of force
RU139346U1 (en) MODULAR AIRCRAFT UNLOADED PISTON ENGINE
US3447515A (en) Engine gearing arrangement
CN201071754Y (en) Energy-saving engine
CN106089422B (en) Thermodynamics single-cylinder engine with multiple balance shafts
CN104747287A (en) Double-power engine
RU2472954C2 (en) Piston machine with pendulum arm
CN202073638U (en) Reciprocating-piston internal combustion 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
RU2677440C2 (en) Internal combustion engine
RU2564725C2 (en) Four-stroke crankless piston heat engine with opposed cylinders
RU2449141C2 (en) Internal combustion engine
RU1790689C (en) Internal combustion engine
RU2524154C2 (en) Opposed crank-planetary piston rodless mechanism and system of opposed crank-planetary piston rodless mechanisms
RU2525342C1 (en) Engine con-rod-free crank mechanism

Legal Events

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

Effective date: 20141220

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161220

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191220