RU2438024C2

RU2438024C2 - Volume expansion machine with external piston

Info

Publication number: RU2438024C2
Application number: RU2009123128/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Моисеевич Арутюнов (UA); Валерий Моисеевич Арутюнов
Original assignee: Валерий Моисеевич Арутюнов
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2011-12-27
Also published as: RU2009123128A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: volume expansion machine with external piston includes fixed inner cylindrical housing 1 divided into sectors with external partitions, external cylindrical piston 2 coaxially located in it and having internal partitions, which form combustion chambers and have common centre, crankshaft 5, support slide 4 having one freedom degree, pendulum power lever 3, through turning bushes 6 located on axis of crankshaft 5, on slide 4 and external piston 2. Pendulum power lever 3 passes through turning through bushes 6 so that it can change its geometry along the axis. Power drive is external piston 2.

EFFECT: obtaining compact, economic, ecofriendly and high-power engine with variable compression degree.

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено во всех транспортных средствах, а также в энергопроизводстве (тепловых и атомных электростанций).The invention relates to mechanical engineering and can be used in all vehicles, as well as in energy production (thermal and nuclear power plants).

Известен двигатель внутреннего сгорания с качающимся поршнем (см. SI 22458 А, 31.08.2008, F01C 1/00), содержащий подвижный корпус с упорами и кольцевой рабочей камерой, лопастной рабочий орган, связанный с валом периодического изменения угловой скорости через ряд эксцентриков и кинематически связанный через коленвал с маховиком. Данный двигатель принят за ближайший аналог (прототип).Known internal combustion engine with a swinging piston (see SI 22458 A, 08/31/2008, F01C 1/00), containing a movable housing with stops and an annular working chamber, a blade working element connected with a shaft of periodic variation of angular velocity through a number of eccentrics and kinematically connected through the crankshaft to the flywheel. This engine is taken as the closest analogue (prototype).

Данный двигатель внутреннего сгорания, так же как и предлагаемая машина, имеет цилиндрический подвижный корпус и качающийся поршень, причем поршень связан через эксцентрики с осью вращения через сложные ограничители с раздвижными упорами. Известный двигатель имеет сложную конструкцию и кинематику.This internal combustion engine, like the proposed machine, has a cylindrical movable housing and a swinging piston, the piston being connected through eccentrics to the axis of rotation through complex stops with sliding stops. The known engine has a complex structure and kinematics.

Задачей изобретения является создание нового двигателя для увеличения мощности, частоты вращения, уменьшения габаритов, избавление от маховика. Изобретение направлено на получение компактного, экономичного, экологичного, мощного двигателя с изменяемой степенью сжатия.The objective of the invention is to create a new engine to increase power, speed, reduce size, get rid of the flywheel. The invention is directed to a compact, economical, environmentally friendly, powerful engine with a variable compression ratio.

Данная задача достигается тем, что машина объемного расширения с внешним поршнем содержит неподвижный внутренний цилиндрический корпус, разделенный на сектора внешними перегородками, соосно расположенный в нем внешний цилиндрический поршень с внутренними перегородками, образующие камеры сгорания и имеющие общий центр, коленвал, опорный ползун, имеющий одну степень свободы, маятниковый силовой рычаг, сквозные поворотные втулки, расположенные на оси коленвала, на ползуне и на внешнем поршне, при этом маятниковый силовой рычаг выполнен проходящим через сквозные поворотные втулки с возможностью изменения своей геометрии вдоль оси, а силовым приводом является внешний поршень.This task is achieved in that the volume expansion machine with an external piston comprises a stationary inner cylindrical body divided into sectors by external partitions, an external cylindrical piston coaxially located in it with internal partitions, forming combustion chambers and having a common center, crankshaft, supporting slider having one degree of freedom, pendulum power lever, through rotary sleeves located on the crankshaft axis, on the slider and on the external piston, while the pendulum power lever is made rohodyaschim through the through rotary sleeve with the possibility of changing its geometry along the axis, and a power drive is an external piston.

Кроме того, маятниковый силовой рычаг между поворотными втулками на ползуне, коленвале и поршне состоит из соосных частей с возможностью изменения своей геометрии вдоль оси путем взаимопроникновения.In addition, the pendulum power lever between the rotary bushings on the slider, crankshaft and piston consists of coaxial parts with the possibility of changing their geometry along the axis by interpenetration.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена машина объемного расширения с цельным маятниковым силовым рычагом 3. Внутри корпуса 1, на опорном ползуне 4, на поворотной оси коленвала 5 и цилиндрическом поршне 2 имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит цельный маятниковый силовой рычаг 3.Figure 1 shows a volume expansion machine with an integral pendulum power lever 3. Inside the housing 1, on the support slide 4, on the rotary axis of the crankshaft 5 and the cylindrical piston 2 there are through rotary sleeves 6 through which the integral pendulum power lever 3 passes.

На фиг.2 изображена машина объемного расширения с маятниковым силовым рычагом 3, жестко соединенным с поворотной втулкой 7 на поршне 2, а в любом промежутке (между втулкой 6 на опорной оси ползуна 4 и коленвалом 5 либо между коленвалом 5 и втулкой 7 на цилиндрическом поршне 2) разорван с возможностью перемещения соосно вдоль оси.Figure 2 shows a volume expansion machine with a pendulum lever 3 rigidly connected to the rotary sleeve 7 on the piston 2, and in any gap (between the sleeve 6 on the support axis of the slider 4 and the crankshaft 5 or between the crankshaft 5 and the sleeve 7 on the cylindrical piston 2) torn to move coaxially along the axis.

На фиг.3 изображена машина объемного расширения с маятниковым силовым рычагом 3, жестко соединенным с поворотными втулками 7 на поршне 2, коленвале 5 и на опорной оси ползуна 4. Маятниковый силовой рычаг 3 меняет свою линейную геометрию в промежутке между осями вращения поворотных втулок 7, входя соосно, по осевой, один в один по скользящей посадке.Figure 3 shows a volume expansion machine with a pendulum power lever 3, rigidly connected to the rotary bushings 7 on the piston 2, crankshaft 5 and on the supporting axis of the slider 4. The pendulum power lever 3 changes its linear geometry in the gap between the rotation axes of the rotary bushings 7, entering coaxially, axially, one to one on a sliding landing.

На фиг.4 изображена машина объемного расширения с маятниковым силовым рычагом 3. На опорном ползуне 4 с сервоприводом и поворотной оси коленвала 5, которые находятся внутри корпуса 1 и цилиндрического поршня 2, имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит цельный вилкообразный маятниковый силовой рычаг 3.Figure 4 shows a volume expansion machine with a pendulum power arm 3. On the support slider 4 with a servo-drive and a rotary axis of the crankshaft 5, which are located inside the housing 1 and the cylindrical piston 2, there are through rotary sleeves 6 through which the integral fork-shaped pendulum power arm passes 3.

На фиг.5 изображена машина объемного расширения с маятниковым силовым рычагом 3 (разрез А-А на фиг.4). На опорном ползуне 4 с сервоприводом и поворотной оси коленвала 5, находящихся внутри корпуса 1, и цилиндрического поршня 2 имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит цельный вилкообразный маятниковый силовой рычаг 3.Figure 5 shows a volume expansion machine with a pendulum power lever 3 (section AA in figure 4). On the supporting slider 4 with a servo-drive and a rotary axis of the crankshaft 5, located inside the housing 1, and the cylindrical piston 2, there are through rotary sleeves 6 through which the integral fork-shaped pendulum power lever 3 passes.

На фиг.6 изображена машина объемного расширения с маятниковым вилкообразным силовым рычагом 3 вне корпуса 1. На опорном ползуне 4 с сервоприводом и поворотной оси коленвала 5, которые находятся вне корпуса 1, и цилиндрическом поршне 2 имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит цельный вилкообразный маятниковый силовой рычаг 3.Figure 6 shows a volume expansion machine with a pendulum fork-shaped power lever 3 outside the housing 1. On the supporting slider 4 with a servo-drive and the rotary axis of the crankshaft 5, which are located outside the housing 1, and the cylindrical piston 2 there are through rotary sleeves 6 through which the integral forked pendulum power arm 3.

На фиг.7 изображена машина объемного расширения с маятниковым силовым рычагом 3 вне корпусов 1. Снаружи между корпусов 1, расположенных плоскопараллельно, на опорном ползуне 4 с сервоприводом и сквозной поворотной втулкой на поворотной оси коленвала 5 и оси, расположенной на двух цилиндрических поршнях 2, имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит маятниковый силовой рычаг 3, посредством которого передается усилие с внешних цилиндрических поршней 2 на коленвал 5.Figure 7 shows a volume expansion machine with a pendulum power lever 3 outside the housings 1. Outside between the housings 1 located plane-parallel, on the support slider 4 with a servo drive and the through rotary sleeve on the rotary axis of the crankshaft 5 and the axis located on two cylindrical pistons 2, there are through rotary sleeves 6, through which the pendulum power lever 3 passes, through which the force is transmitted from the external cylindrical pistons 2 to the crankshaft 5.

Машина объемного расширения с внешним поршнем содержит соосно расположенные неподвижный внутренний цилиндрический корпус 1, разделенный на четыре рабочие камеры внешними перегородками, и внешний цилиндрический поршень 2 с внутренними перегородками, образующие камеры сгорания, поворотную ось коленвала 5, маятниковый силовой рычаг 3, имеющий точку опоры посредством сквозной поворотной втулки 6 на опорном ползуне 4. Опорный ползун 4 имеет возможность перемещения вдоль своей оси. Сквозные поворотные втулки 6 расположены на опорном ползуне 4, на поворотной оси коленвала 5 и внешнем цилиндрическом поршне 2. При этом возможно также расположение маятникового силового рычага 3 с точкой опоры на опорном ползуне 4 и поворотной осью коленвала 5 вне и плоскопараллельно неподвижному цилиндрическому корпусу 1 и внешнему цилиндрическому поршню 2. Изменение положения опорного ползуна 4 позволяет контролировать крайние взаимоположения перегородок неподвижного внутреннего цилиндрического корпуса 1 и внешнего цилиндрического поршня 2, т.е. усилие сжатия при крайних положениях.A volume expansion machine with an external piston comprises a coaxially mounted stationary inner cylindrical body 1, divided into four working chambers by external partitions, and an external cylindrical piston 2 with internal partitions forming the combustion chambers, a rotary axis of the crankshaft 5, a pendulum power lever 3 having a support point by the through rotary sleeve 6 on the supporting slider 4. The supporting slider 4 has the ability to move along its axis. Through rotary sleeves 6 are located on the support slider 4, on the rotary axis of the crankshaft 5 and the external cylindrical piston 2. It is also possible arrangement of the swingarm power lever 3 with a fulcrum on the support slider 4 and the rotary axis of the crankshaft 5 outside and plane-parallel to the stationary cylindrical body 1 and external cylindrical piston 2. Changing the position of the support slide 4 allows you to control the extreme mutual position of the partitions of the stationary inner cylindrical body 1 and the outer cylindrical rushnya 2, i.e. compression force in extreme positions.

Машина объемного расширения с внешним поршнем работает следующим образом. При крайнем положении перегородки внешнего цилиндрического поршня 2 воспламеняется и сгорает горючая смесь, вращающая его из одного крайнего положения в другое, а с обратной стороны данной перегородки выталкивается сгоревшая смесь газов. В других рабочих полостях происходит всасывание и сжатие горючей смеси. Крайние перемещения перегородок внешнего цилиндрического поршня 2 контролируются положением опорного ползуна 4. Усилие, возникающее при сгорании топлива, передается посредством сквозных поворотных втулок 6 через маятниковый силовой рычаг 3 на коленвал 5. Данная машина имеет возможность динамически менять степень сжатия во время работы путем перемещения опорного ползуна 4 вдоль своей оси. То есть переходить на разные виды топлива (впрыск разного вида топлива: от газа до мазута), причем динамически в процессе работы. Каждая из четырех полостей корпуса 1 используется одновременно по обе стороны перегородки поршня (разные циклы работы).Machine volume expansion with an external piston operates as follows. At the extreme position of the baffle of the external cylindrical piston 2, the combustible mixture ignites and burns, rotating it from one extreme position to another, and the burnt gas mixture is pushed from the back side of this baffle. In other working cavities, the combustible mixture is sucked and compressed. The extreme movements of the baffles of the external cylindrical piston 2 are controlled by the position of the support slide 4. The force arising from the combustion of the fuel is transmitted through the rotary sleeves 6 through the pendulum power lever 3 to the crankshaft 5. This machine has the ability to dynamically change the compression ratio during operation by moving the support slide 4 along its axis. That is, switch to different types of fuel (injection of different types of fuel: from gas to fuel oil), and dynamically in the process. Each of the four cavities of the housing 1 is used simultaneously on both sides of the piston baffle (different cycles of operation).

Claims

1. A volume expansion machine with an external piston, comprising a stationary inner cylindrical body divided into sectors by external partitions, an external cylindrical piston coaxially located therein with internal partitions, forming combustion chambers and having a common center, crankshaft, supporting slider having one degree of freedom, pendulum power lever, through rotary sleeves located on the crankshaft axis, on the slider and on the external piston, while the pendulum power lever is made passing through the through arms rotary bushings with the possibility of changing their geometry along the axis, and the external piston is the power drive.

2. The volume expansion machine according to claim 1, characterized in that the pendulum power lever between the rotary sleeves on the slide, crankshaft and piston consists of coaxial parts with the possibility of changing their geometry along the axis by interpenetration.