RU2386036C2 - Двигатель с кольцевым цилиндром - Google Patents
Двигатель с кольцевым цилиндром Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386036C2 RU2386036C2 RU2008103073/06A RU2008103073A RU2386036C2 RU 2386036 C2 RU2386036 C2 RU 2386036C2 RU 2008103073/06 A RU2008103073/06 A RU 2008103073/06A RU 2008103073 A RU2008103073 A RU 2008103073A RU 2386036 C2 RU2386036 C2 RU 2386036C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- dcc
- levers
- pistons
- motor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению. Двигатель с кольцевым цилиндром состоит из одного цилиндра с боковыми крышками, из 4-х лопастных поршней и из силового механизма. Лопастные поршни установлены в цилиндре и закреплены попарно на 2-х соосных ступицах. Силовой механизм состоит из 2-х рычагов, закрепленных на соосных ступицах, из связанных с рычагами 2-х шатунов и из коленчатого вала, связанного с шатунами. Отношение высоты лопастных поршней к их ширине и к диаметру цилиндра равно 1:1.5:3. Отношение длины рычагов к среднему радиусу кольцевого цилиндра равно 2:1. Рычаги с шатунами расположены с одной стороны двигателя. Шатунные шейки у коленчатого вала развернуты на угол 180°. Техническим результатом является снижение расхода топлива, увеличение максимальной мощности, уменьшение габаритного объема, массы и стоимости изготовления двигателя. 2 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к поршневым двигателям внутреннего сгорания. Аналогами предлагаемого двигателя являются двигатели с кольцевым цилиндром - ДКЦ, рассмотренные в статье с аналогичным наименованием в журнале «Автомобильная промышленность» №12 за 1993 г. Прототипом предлагаемого двигателя является ДКЦ по II схеме в указанной статье. ДКЦ-аналоги состоят из одного цилиндра с боковыми крышками, 4-х или 8-ми лопастных поршней, расположенных в цилиндре на 2-х соосных ступицах, и из кривошипно-шатунного или другого силового механизма. Цилиндр и ступицы образуют кольцевой цилиндр. Его объем разделяется лопастными поршнями на рабочие камеры. ДКЦ-прототип состоит из одного цилиндра с боковыми крышками, 4-х лопастных поршней, расположенных в цилиндре попарно на 2-х соосных ступицах, и из силового механизма. Механизм состоит из 2-х рычагов, 2-х шатунов и коленчатого вала. ДКЦ-прототип по сравнению с предлагаемым ДКЦ имеет следующие недостатки. Он развивает значительно меньшую максимальную мощность. При равной мощности он имеет больший диаметр цилиндра, а следовательно, больший габаритный объем и массу, имеет больший рабочий объем, а следовательно, большую площадь стенок рабочих камер, а поэтому большие потери тепла, а следовательно, больший расход топлива. Кроме того, ДКЦ-прототип имеет большие нагрузки в силовом механизме.
Предлагаемый ДКЦ имеет принципиальную схему, показанную на фиг.1 и на фиг.2. Он состоит из цилиндра 1 с впускными и выпускными клапанами и с топливными форсунками, из боковых крышек 2 цилиндра, ввернутых в цилиндр или привинченных к нему, из 4-х лопастных поршней 3 с 4-мя рядами пластинчатых уплотнителей, размещенных в 2-х канавках на каждом поршне, и из 2-х соосных ступиц 4 поршней. Поршни попарно приварены к ступицам или отлиты за одно целое с ними.
Ступицы установлены на подшипниках в боковых крышках цилиндра. Силовой механизм ДКЦ состоит из 2-х рычагов 5 с противовесами, закрепленных на концах ступиц посредством шлицев, из 2-х шатунов 6, связанных с рычагами, и из коленчатого вала 7 с 2-мя шатунными и 2-мя коренными шейками и противовесами. ДКЦ также имеет (не показанные на фиг.1 и фиг.2) маховик на коленвале, картер для масла и оборудование систем охлаждения, смазки, подачи топлива и других систем. У предлагаемого ДКЦ имеются следующие отличительные от прототипа признаки.
1) Отношение высоты поршней к их ширине и к диаметру цилиндра равно 1:1,5:3 вместо 1:1,5:4 у ДКЦ-прототипа.
2) Отношение длины рычагов к среднему радиусу кольцевого цилиндра равно 2:1 вместо 1:1 у ДКЦ-прототипа.
3) Рычаги с шатунами расположены с одной стороны ДКЦ вместо их расположения с двух сторон у ДКЦ-прототипа.
4) Угол между шатунными шейками у коленчатого вала равен 180° вместо 45° у ДКЦ-прототипа.
Таким образом, предлагаемый двигатель с кольцевым цилиндром, состоящий из одного цилиндра с боковыми крышками, из 4-х лопастных поршней, установленных в цилиндре и закрепленных попарно на 2-х соосных ступицах, и из силового механизма, состоящего из 2-х рычагов, закрепленных на соосных ступицах, из связанных с рычагами 2-х шатунов и из коленчатого вала, связанного с шатунами, отличается тем, что отношение высоты лопастных поршней к их ширине и к диаметру цилиндра равно 1:1.5:3, отношение длины рычагов к среднему радиусу кольцевого цилиндра равно 2:1, рычаги с шатунами расположены с одной стороны двигателя, а шатунные шейки у коленчатого вала развернуты на угол 180°.
Указанные отличительные признаки предлагаемого ДКЦ при его общих с прототипом признаках обеспечивают ему следующие преимущества относительно ДКЦ-прототипа.
Первый отличительный признак обеспечивает предлагаемому ДКЦ значительное увеличение максимальной мощности, а при равной мощности с ДКЦ-прототипом - уменьшение габаритного объема и массы. Так, например, при равных значениях у предлагаемого ДКЦ и ДКЦ-прототипа среднего эффективного давления Ре=7 кгс/см2, средней скорости поршней Сср=10 м/с и частоты вращения коленвала nN=2000 мин-1 максимальная мощность предлагаемого ДКЦ будет Nемакс=751,1 кВт (1022 л.с.), а у ДКЦ-прототипа Neмакс=336 кВт (454 л.с.). Увеличение мощности в 2,25 раза обеспечивается увеличением в 2,25 раза площади лопастных поршней, а следовательно, увеличением рабочего объема ДКЦ в 2,25 раза. Уменьшение габаритного объема и массы предлагаемого ДКЦ относительно ДКЦ-прототипа при одинаковой мощности этих ДКЦ может достигаться при равных значениях Ре, Сер и площади поршней F. Так, например, при Neмакс=336 кВт (454 л.с.) Ре=7 кг/см2, Сср=10 м/с и F=243,4 см будем иметь диаметр цилиндра у предлагаемого ДКЦ Д=38,2 см, а у ДКЦ-прототипа Д=50,8 см. Уменьшение в 1,33 раза диаметра цилиндра у предлагаемого ДКЦ обеспечивает ему существенное уменьшение габаритного объема и массы по сравнению с ДКЦ-прототипом. Уменьшение диаметра цилиндра достигается уменьшением диаметра ступиц поршней и уменьшением среднего диаметра кольцевого цилиндра. При этом ход поршней уменьшается в 1,5 раза, от чего в 1,5 раза уменьшается и рабочий объем ДКЦ. При меньшем ходе поршней в 1,5 раза можно иметь большую в 1,5 раза частоту вращения коленвала ДКЦ nN=3000 мин-1 вместо nN=2000 мин-1 у ДКЦ-прототипа, что обеспечивает указанные выше значения Nемакс и Сер, одинаковые с ДКЦ-прототипом. Дополнительно к уменьшению габаритного объема и массы у предлагаемого ДКЦ за счет уменьшения рабочего объема уменьшается отвод тепла в систему охлаждения, то есть уменьшаются потери тепла, а поэтому будет снижаться расход топлива.
Второй отличительный признак обеспечивает уменьшение в 2 раза нагрузок, передаваемых в шатуны и на шатунные и коренные подшипники коленчатого вала, что позволяет уменьшить массу шатунов и уменьшает механические потери и износ подшипников коленчатого вала.
Третий и четвертый отличительные признаки позволяют рычагам с шатунами иметь противоположное движение, что также при противоположном движении поршней будет почти в 2 раза уменьшать нагрузки на коренных подшипниках коленчатого вала и обеспечивать динамическую уравновешенность ДКЦ. При этом для более полной динамической уравновешенности ДКЦ нужно за счет подбора масс указанных противоположно движущихся деталей и противовесов иметь равные моменты их инерции.
Предлагаемый ДКЦ по сравнению с обычными поршневыми двигателями может иметь еще больше преимуществ.
Предлагаемый ДКЦ обладает значительно более простой конструкцией и меньшим количеством деталей, чем 4-, 8-, 12- и 24-поршневые двигатели, которые он может заменять и при этом иметь значительно меньшие значения габаритного объема и массы. В сравнении с 24-поршневым двигателем эти значения меньше в 5 раз, а в сравнении с 8-поршневым двигателем меньше примерно до 10 раз. Эти преимущества обеспечивают соответственно меньшую трудоемкость и стоимость проектирования, меньшие затраты металла, энергии труда и соответственно меньшую стоимость изготовления предлагаемого ДКЦ. Обычная и простая форма деталей ДКЦ и поэтому обычная и простая технология их изготовления не требуют больших затрат на дооборудование их производства.
Предлагаемый ДКЦ имеет значительно меньшие механические и тепловые потери, а следовательно, меньший расход топлива, чем обычные поршневые двигатели (примерно в 1,5 раза меньше). Это обеспечивается меньшим количеством подшипников, отсутствием силового контакта лопастных поршней с цилиндром и его боковыми крышками, уменьшением отвода тепла в систему охлаждения в связи с большим, чем у поршневых двигателей, снижением рабочего объема ДКЦ при уменьшении мощности, а поэтому в связи с меньшей площадью стенок рабочих камер, чем площадь стенок во многих цилиндрах поршневых двигателей, а также в связи с меньшей внешней теплоизлучающей площадью корпуса ДКЦ. Также важным преимуществом является меньшее от 5-ти до 10-ти раз время разогрева ДКЦ, чем поршневых двигателей, для запуска при низкой температуре воздуха. В условиях северных районов страны это обеспечивает не только более быстрый выезд транспортного или другого средства, но и меньшие затраты топлива.
Claims (1)
- Двигатель с кольцевым цилиндром, состоящий из одного цилиндра с боковыми крышками, из четырех лопастных поршней, установленных в цилиндре и закрепленных попарно на двух соосных ступицах, и из силового механизма, состоящего из двух рычагов, закрепленных на соосных ступицах, из связанных с рычагами двух шатунов и из коленчатого вала, связанного с шатунами, отличающийся тем, что соотношение высоты лопастных поршней, их ширины и диаметра цилиндра равно 1:1.5:3, соотношение длины рычагов и среднего радиуса кольцевого цилиндра равно 2:1, рычаги с шатунами расположены с одной стороны двигателя, а шатунные шейки у коленчатого вала развернуты на угол 180°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103073/06A RU2386036C2 (ru) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | Двигатель с кольцевым цилиндром |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103073/06A RU2386036C2 (ru) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | Двигатель с кольцевым цилиндром |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008103073A RU2008103073A (ru) | 2009-08-10 |
RU2386036C2 true RU2386036C2 (ru) | 2010-04-10 |
Family
ID=41048925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008103073/06A RU2386036C2 (ru) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | Двигатель с кольцевым цилиндром |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386036C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2496998C2 (ru) * | 2011-11-23 | 2013-10-27 | Владимир Николаевич Горохов | Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания |
RU2804175C1 (ru) * | 2023-02-17 | 2023-09-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Роторная машина |
-
2008
- 2008-01-28 RU RU2008103073/06A patent/RU2386036C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Иванов Е.П. Двигатели с кольцевым цилиндром. Автомобильная промышленность. - 1993, №12, стр.5-8. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2496998C2 (ru) * | 2011-11-23 | 2013-10-27 | Владимир Николаевич Горохов | Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания |
RU2804175C1 (ru) * | 2023-02-17 | 2023-09-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Роторная машина |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008103073A (ru) | 2009-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101979853B (zh) | 内双相激波摆杆传动式内燃机 | |
KR101878856B1 (ko) | 내연 기관 및 발전기의 기계 콤비네이션 | |
CN102094710B (zh) | 双相激波摆杆式高速内燃机 | |
US20040255879A1 (en) | Harmonic sliding slotted link mechanism for piston engines | |
US8281763B2 (en) | Internal combustion engine | |
RU138840U1 (ru) | Коленчатый вал двигателя (варианты) | |
GB2470808A (en) | Positive Displacement Machines with balanced hypocycloidal drive | |
CN103032164B (zh) | 外凸内任意齿差凸轮滚移传动内燃机 | |
JP6581736B2 (ja) | ツインクランクシャフトエンジン | |
CN102828824A (zh) | 两相内凸轮式摆动传动内燃机 | |
CN101205812A (zh) | 四活塞缸体旋转发动机 | |
RU2386036C2 (ru) | Двигатель с кольцевым цилиндром | |
CN100540876C (zh) | 一种八缸热气机传动系统 | |
CN101526028B (zh) | 垂直气缸活塞式内燃机 | |
CN103061881A (zh) | 外凸内任意齿差凸轮摆动式传动内燃机 | |
CN103047003A (zh) | 外凸内任意齿差凸轮移动式传动内燃机 | |
RU184024U1 (ru) | Газопоршневой двигатель внутреннего сгорания для отопления и вентиляции зданий | |
WO2006120695A2 (en) | A bearing assembly | |
CN102192008B (zh) | 齿轮传动内燃机 | |
RU2080453C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU218640U1 (ru) | Энергетическая машина | |
CN103498728B (zh) | 对置活塞气缸体联轴的发动机 | |
RU2381373C1 (ru) | Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания | |
CN105971727A (zh) | 同步活塞内燃机 | |
RU2530982C1 (ru) | Оппозитная поршневая машина |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150129 |