RU2466283C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2466283C1
RU2466283C1 RU2011109171/06A RU2011109171A RU2466283C1 RU 2466283 C1 RU2466283 C1 RU 2466283C1 RU 2011109171/06 A RU2011109171/06 A RU 2011109171/06A RU 2011109171 A RU2011109171 A RU 2011109171A RU 2466283 C1 RU2466283 C1 RU 2466283C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gear
flywheel
piston
internal combustion
pistons
Prior art date
Application number
RU2011109171/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011109171A (en
Inventor
Владимир Николаевич Карнаухов (RU)
Владимир Николаевич Карнаухов
Original Assignee
Владимир Николаевич Карнаухов
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 Владимир Николаевич Карнаухов filed Critical Владимир Николаевич Карнаухов
Priority to RU2011109171/06A priority Critical patent/RU2466283C1/en
Publication of RU2011109171A publication Critical patent/RU2011109171A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2466283C1 publication Critical patent/RU2466283C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: internal combustion engine includes flywheel, ignition system and exhaust gas removal system and vertically located cylinder the piston of which is connected to flywheel and to mechanism without a piston-rod. The latter is made in the form of a gear having projections located on both sides; one of the projections is located in the centre of the gear and connected to rods of pistons, which are located in a circumferential direction of flywheel, and the other projection is located in circumferential direction of gear and connected to piston skirt of vertically located cylinder. Gear is provided with possibility of being rotated about its axis and can move back and forth along the flywheel arc. Gear rotation is transmitted to flywheel through gear transmission.
EFFECT: simpler engine design.
12 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к поршневым машинам, в частности к двигателям внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движения маховика.The present invention relates to piston machines, in particular to internal combustion engines with a rodless mechanism for converting the reciprocating motion of the piston into the rotational movement of the flywheel.

Основной проблемой двигателестроения является повышение мощности, надежности, увеличение моторесурса, экономичности и снижение стоимости их производства. Существенным недостатком существующих двигателей является процесс преобразования поступательного (линейного) движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Все это препятствует созданию двигателей с двусторонним рабочим процессом в цилиндрах.The main problem of engine building is to increase power, reliability, increase motor resources, efficiency and reduce the cost of their production. A significant drawback of existing engines is the process of converting the translational (linear) motion of the piston into the rotational motion of the crankshaft. All this prevents the creation of engines with two-sided working process in the cylinders.

Известен двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом в виде круглой трубки - цилиндра с расположенными внутри поршнями, связанными с преобразовательным механизмом /патент Франции №528463 от 12 июня 1920 года/. Преобразовательный механизм выполнен в виде храпового (как в часах) цилиндрического колеса и конических шестерен, которые вращают маховик.Known internal combustion engine with a rodless mechanism in the form of a round tube - cylinder with pistons located inside, associated with the conversion mechanism / French patent No. 528463 of June 12, 1920 /. The conversion mechanism is made in the form of a ratchet (as in a watch) cylindrical wheel and bevel gears that rotate the flywheel.

Недостатком указанного двигателя является конструкция храпового механизма, совмещенного с планетарным в виде конических шестерен.The disadvantage of this engine is the design of the ratchet mechanism, combined with the planetary in the form of bevel gears.

Известен силовой механизм, в котором шестерня, насаженная на шейку коленчатого вала, совершает круговое движение вместе с коленвалом по окружности /патент Германии №444493 класс 46 а10 от 21 мая 1927 года/.The known power mechanism, in which the gear mounted on the neck of the crankshaft, makes a circular motion with the crankshaft in a circle / German patent No. 444493 class 46 a 10 from May 21, 1927 /.

Недостатками известного силового механизма являются сложная конструкция и большие инерционные массы, которые необходимо уравновешивать.The disadvantages of the known power mechanism are the complex structure and large inertial masses, which must be balanced.

В патенте Чехословакии №111378 РТ 46 а5, 9 от 12.01.1962 г. описана шестерня, совершающая круговое вращение внутри и служащая только для снятия крутящего момента, как и в двигателях «Ванкеля».Czechoslovakian patent No. 111378 RT 46 a 5 , 9 dated January 12, 1962 describes a gear that rotates internally and serves only to relieve torque, as in Wankel engines.

Известен двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение рабочего вала со звездообразно расположенными цилиндрами, поршни которых жестко связаны между собой штоками, сочлененными через подшипники со средними шейками коленчатого вала, имеющего вращение крайних шеек, с перемещением поршневых систем и связывающих их штоков по оси противолежащих цилиндров /А.с. №118471 кл. F01B 9/02, опубл. 10.12.1973/. Рабочий вал двигателя выполнен из двух частей с кривошипами, несущими подшипники для закрепления в них, на радиусе одной четверти хода поршней, крайних шеек коленчатого вала, и снабжен соединительным валом, фиксирующим с помощью шестерен положение кривошипов обеих частей рабочего вала относительно друг друга. Шестерни, совершая круговое движение, снимают крутящий момент с коленчатого вала двигателя.A known internal combustion engine with a rodless mechanism for converting reciprocating pistons into rotational motion of the working shaft with star-shaped cylinders, the pistons of which are rigidly interconnected by rods articulated through bearings with the middle necks of the crankshaft having the rotation of the extreme necks, with the movement of the piston systems and the rods connecting them along the axis of opposite cylinders / A.s. No. 118471 C. F01B 9/02, publ. 12/10/1973 /. The engine working shaft is made of two parts with cranks bearing for mounting in them, at a radius of one quarter of the piston stroke, the extreme necks of the crankshaft, and is equipped with a connecting shaft that fixes the position of the cranks of both parts of the working shaft relative to each other with gears. Gears, making a circular motion, remove the torque from the crankshaft of the engine.

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является сложная кинематическая схема.The reason that impedes the achievement of the claimed technical result is a complex kinematic scheme.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является многократное повышение мощности двигателя.The problem to which the claimed technical solution is directed is a multiple increase in engine power.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в упрощении конструкции ДВС за счет предложенной кинематической схемы преобразования поступательного движения поршней во вращательное движение маховика.The problem is solved by achieving a technical result, which consists in simplifying the design of the internal combustion engine due to the proposed kinematic scheme for converting the translational motion of the pistons into rotational motion of the flywheel.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном двигателе внутреннего сгорания, содержащем маховик, систему зажигания и отвода выхлопных газов, вертикально расположенный цилиндр, поршень которых связан с бесшатунным механизмом и маховиком, особенностью является то, что бесшатунный механизм выполнен в виде шестерни, имеющей выступы, расположенные с разных сторон, один из указанных выступов расположен в центре шестерни и соединен со штоками поршней, расположенных по окружности маховика, а другой выступ расположен на окружности шестерни и соединен с юбкой поршня цилиндра, расположенного вертикально, шестерня выполнена с возможностью вращения вокруг собственной оси и возвратно-поступательного движения по дуге маховика, причем вращение шестерни через зубчатую передачу передается на маховик.The specified technical result is achieved by the fact that in the known internal combustion engine containing a flywheel, an ignition and exhaust system, a vertically arranged cylinder, the piston of which is connected to a rodless mechanism and a flywheel, the feature is that the rodless mechanism is made in the form of a gear having protrusions located on different sides, one of these protrusions is located in the center of the gear and connected to the piston rods located around the circumference of the flywheel, and the other protrusion is located on gears and is connected to the piston skirt of a cylinder located vertically, the gear is rotatable around its own axis and reciprocating along the flywheel arc, and the rotation of the gear through the gear transmission is transmitted to the flywheel.

Новым в двигателе является выполнение бесшатунного механизма в виде шестерни с двумя выступами, причем один выступ расположен в центре шестерни с одной стороны, а другой выступ на противоположной стороне шестерни, совершающей возвратно-поступательные движения по дуге маховика. При этом центры указанных выступов расположены на одной делительной линии окружности. Упрощение схемы преобразования возвратно-поступательного движения поршней ДВС во вращательное обеспечивается за счет уменьшения кинематических пар.New in the engine is the implementation of a rodless mechanism in the form of a gear with two protrusions, with one protrusion located in the center of the gear on one side and the other protrusion on the opposite side of the gear reciprocating along the flywheel arc. The centers of these protrusions are located on the same dividing line of the circle. A simplification of the conversion scheme of the reciprocating motion of the internal combustion engine pistons into rotational is ensured by reducing the kinematic pairs.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания показан на чертежах, где: The proposed internal combustion engine is shown in the drawings, where:

на фиг.1 представлен общий вид двигателя в разрезе (продольный);figure 1 presents a General view of the engine in section (longitudinal);

на фиг.2 - общий вид двигателя в разрезе (поперечный);figure 2 is a General view of the engine in section (transverse);

на фиг.3, 4, 5, 6 представлена силовая кинематическая схема механизма двигателя в 4-х положениях:figure 3, 4, 5, 6 presents the power kinematic diagram of the engine mechanism in 4 positions:

I положение - верхняя мертвая точка для поршня 2 и промежуточные положения для поршней 5 и 7;I position - top dead center for piston 2 and intermediate positions for pistons 5 and 7;

II - промежуточное положение для поршня 2, НМТ для поршня 5 и ВМТ для поршня 7;II - intermediate position for the piston 2, BDC for the piston 5 and TDC for the piston 7;

III - нижняя мертвая точка для поршня 2 и 7, промежуточные положения для поршней 5 и 9;III - bottom dead center for the piston 2 and 7, intermediate positions for the pistons 5 and 9;

IV - НМТ для поршня 7, ВМТ для поршня 5 и промежуточное положение для поршня 2;IV - BDC for piston 7, TDC for piston 5 and an intermediate position for piston 2;

на фиг.7, 8 - поршень (продольный и поперечный разрезы);7, 8 - piston (longitudinal and transverse sections);

на фиг.9, 10 - шестерня в разрезе и общий вид;in Fig.9, 10 - gear in the context and General view;

на фиг.11, 12 - маховик в разрезе и общий вид.11, 12 - the flywheel in the context and General view.

Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндры 1 с поршнем 2 и камеры 8, в которых перемещаются поршни 5, 7 с компрессорными кольцами, шестерню 3, соединенную с одной стороны по центру выступом 13 через подшипник 9 со штоком 6, на концах которого находятся поршни 5 и 7, а с другой стороны через выступ 14 и подшипник 10 шестерня 3 соединена с поршнем 2. Крутящий момент с шестерни 3 снимается через зубчатую передачу маховиком 4. Маховик 4 вращается в подшипниках 12. На выходе из цилиндров шток 6 уплотняется компрессионными кольцами. Система зажигания включает свечи, соединенные с генератором (на чертеже не показано). Клапана 11 служат для подвода в камеры сгорания горючей смеси и отвода выхлопных газов.The internal combustion engine contains cylinders 1 with a piston 2 and chambers 8, in which pistons 5, 7 with compressor rings move, a gear 3 connected on one side in the center by a projection 13 through a bearing 9 with a rod 6, at the ends of which there are pistons 5 and 7 and, on the other hand, through the protrusion 14 and the bearing 10, the gear 3 is connected to the piston 2. The torque from the gear 3 is removed through the gear transmission by the flywheel 4. The flywheel 4 rotates in the bearings 12. At the exit from the cylinders, the rod 6 is sealed with compression rings. The ignition system includes candles connected to a generator (not shown in the drawing). Valve 11 are used for supplying a combustible mixture to the combustion chamber and exhaust exhaust.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.The internal combustion engine operates as follows.

При сгорании горючей смеси в камере сгорания цилиндра 1 (фиг.3, положение I) поршень 2 под давлением газов совершает прямолинейное движение, перемещая собой выступ 14 шестерни 3, находящийся на ее окружности. Шестерня 3 начинает вращаться вокруг своего центрального выступа 13 на противоположной стороне, закрепленного через подшипник скольжения 9 в штоке 6, перемещая его вместе с поршнями 5 и 7 по дуге маховика 4. Вращение шестерни 3 через зубчатую передачу передается на маховик 4 ДВС. Крутящий момент на шестерне 3 возникает в результате действия сил сжатых газов в камерах сгорания цилиндра 1 и камерах 8, плеча l - расстояния между двумя выступами 13 и 14 шестерни 3, Мкр=Fl. По этому закону происходит постоянное вращение шестерни 3. Из ВМТ поршень 2 перемещается в положение I фиг.3, перемещается вниз в положение II фиг 4. Поршень 7 находится в ВМТ, поршень 5 в НМТ, а поршень 2 занимает промежуточное положение. Шестерня 3 находится в крайне правом положении. Затем происходит воспламенение горючей смеси в камерах сгорания и поршни 7, 5 начинают двигаться под действием сжатых газов в обратном направлении, а поршень 2 продолжает движение к НМТ (фиг.5 положение III). После прихода поршня 2 к НМТ (фиг.6 положение IV) поршень 2 под действием инерционных сил маховика и расширяющихся газов поршней 7 и 5 начинает двигаться к ВМТ, а поршень 7 к НМТ, поршень 5 к ВМТ, шестерня 3 находится в крайнем левом положении. Цикл замкнулся.During the combustion of the combustible mixture in the combustion chamber of the cylinder 1 (Fig. 3, position I), the piston 2 under the gas pressure makes a rectilinear movement, moving the protrusion 14 of the gear 3 located on its circumference. Gear 3 begins to rotate around its central protrusion 13 on the opposite side, fixed through a sliding bearing 9 in the rod 6, moving it together with the pistons 5 and 7 along the flywheel arc 4. The rotation of gear 3 through the gear transmission is transmitted to the engine flywheel 4. Torque on gear 3 occurs as a result of the action of compressed gas forces in the combustion chambers of cylinder 1 and chambers 8, shoulder l - the distance between two protrusions 13 and 14 of gear 3, Mkr = Fl. According to this law, the gear 3 is constantly rotating. From TDC, piston 2 moves to position I of FIG. 3, moves down to position II of FIG. 4. Piston 7 is located at TDC, piston 5 is at BDC, and piston 2 is in the intermediate position. Gear 3 is in the extreme right position. Then there is ignition of the combustible mixture in the combustion chambers and the pistons 7, 5 begin to move under the action of compressed gases in the opposite direction, and the piston 2 continues to move to the BDC (Fig. 5, position III). After the piston 2 arrives at the BDC (Fig. 6, position IV), the piston 2 under the action of the inertial forces of the flywheel and the expanding gases of the pistons 7 and 5 begins to move to the upper dead center, and the piston 7 to the BDC, the piston 5 to the upper dead center, gear 3 is in the extreme left position . The cycle is closed.

Линейная скорость движения поршней 2, 5, 7 в положении I, II будет равна V1, а в положении III, IV скорость будет равна V2, причем V2>V1, так как при положениях III, IV скорости маховика 4 и шестерни 3 суммируются, а скорость вращения маховика 4 остается постоянной во время всех циклов движения.The linear velocity of the pistons 2, 5, 7 in position I, II will be equal to V 1 , and in position III, IV the speed will be equal to V 2 , and V 2 > V 1 , since at positions III, IV the speed of the flywheel 4 and gear 3 are summed up, and the speed of rotation of the flywheel 4 remains constant during all cycles of movement.

В положениях I, II линейные скорости V1 движения поршней 2, 5, 7 замедляются, и происходит более полное сгорание горючей смеси в камерах сгорания, повышаются давление и мощность двигателя. При медленном движении поршней происходит более полное заполнение камер сгорания.In positions I, II, the linear velocities V 1 of the movement of the pistons 2, 5, 7 are slowed down, and a more complete combustion of the combustible mixture in the combustion chambers occurs, the pressure and power of the engine increase. When the pistons move slowly, the combustion chambers are more completely filled.

В положениях III, IV линейные скорости V2 движения поршней 2, 5, 7 возрастают, и происходит более быстрое освобождение камер сгорания от отработанных газов.In positions III, IV, the linear velocities V 2 of the movement of the pistons 2, 5, 7 increase, and there is a more rapid release of the combustion chambers from the exhaust gases.

Движение шестерни по окружности маховика необходимо для создания плеча l, необходимого для обеспечения крутящего момента. Шестерня с одной стороны через выступ 13 и подшипник 9 соединена по центру со штоком 6, который соединяет поршни 5 и 7, а с другой стороны через выступ 14 и подшипник - с поршнем, расположенным вертикально относительно делительной линии шестерни 10 с юбкой поршня 2.The movement of the gear around the circumference of the flywheel is necessary to create the shoulder l necessary to provide torque. The gear on the one hand through the protrusion 13 and the bearing 9 is connected centrally with the rod 6, which connects the pistons 5 and 7, and on the other hand, through the protrusion 14 and the bearing, with a piston located vertically relative to the dividing line of the gear 10 with the piston skirt 2.

Предлагаемое техническое решение дает возможность применять подшипники скольжения или качения, смазываемые под давлением, эффективную систему охлаждения поршней с принудительной циркуляцией масла по замкнутому контуру, способную обеспечивать надежное охлаждение даже при высокой степени форсирования по числам оборотов и наддуву. Данный механизм можно применять и для компрессоров, насосов и других поршневых машин.The proposed technical solution makes it possible to use sliding or rolling bearings, lubricated under pressure, an effective piston cooling system with forced circulation of oil in a closed circuit, capable of providing reliable cooling even with a high degree of forcing in terms of speed and boost. This mechanism can also be used for compressors, pumps and other reciprocating machines.

Claims (1)

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий маховик, системы зажигания и отвода выхлопных газов, вертикально расположенный цилиндр, поршень которого связан с бесшатунным механизмом и маховиком, отличающийся тем, что бесшатунный механизм выполнен в виде шестерни, имеющей выступы, расположенные с разных сторон, один из указанных выступов расположен в центре шестерни и соединен со штоками поршней, расположенных по окружности маховика, а другой выступ расположен по окружности шестерни и соединен с юбкой поршня цилиндра, расположенного вертикально, шестерня выполнена с возможностью вращения вокруг собственной оси и возвратно-поступательного движения по дуге маховика, причем вращение шестерни через зубчатую передачу передается на маховик. An internal combustion engine comprising a flywheel, ignition and exhaust systems, a vertically arranged cylinder whose piston is connected to a rodless mechanism and a flywheel, characterized in that the rodless mechanism is made in the form of a gear having protrusions located on different sides, one of these protrusions located in the center of the gear and connected to the piston rods located around the circumference of the flywheel, and the other protrusion is located around the circumference of the gear and connected to the piston skirt of the cylinder located vert Of course, the gear is rotatable around its own axis and reciprocating along the flywheel arc, and the rotation of the gear through the gear transmission is transmitted to the flywheel.
RU2011109171/06A 2011-03-11 2011-03-11 Internal combustion engine RU2466283C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109171/06A RU2466283C1 (en) 2011-03-11 2011-03-11 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109171/06A RU2466283C1 (en) 2011-03-11 2011-03-11 Internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011109171A RU2011109171A (en) 2012-09-20
RU2466283C1 true RU2466283C1 (en) 2012-11-10

Family

ID=47077019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011109171/06A RU2466283C1 (en) 2011-03-11 2011-03-11 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2466283C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU118471A1 (en) * 1958-02-04 1973-12-10 С. С. Баландин INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH FREE SHEET MECHANISM
DE3134791A1 (en) * 1981-09-02 1983-03-10 Josef 8890 Aichach Gail Internal combustion engine
FR2677420A1 (en) * 1991-06-10 1992-12-11 Beguelin Philippe Device of the motor or pump type with orthogonal axes
RU2059851C1 (en) * 1994-01-21 1996-05-10 Валентин Николаевич Луканин Piston machine without connecting rod
RU2213227C2 (en) * 1999-03-09 2003-09-27 Алексей Феликсович Вуль Piston machine with axial mechanism

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU118471A1 (en) * 1958-02-04 1973-12-10 С. С. Баландин INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH FREE SHEET MECHANISM
DE3134791A1 (en) * 1981-09-02 1983-03-10 Josef 8890 Aichach Gail Internal combustion engine
FR2677420A1 (en) * 1991-06-10 1992-12-11 Beguelin Philippe Device of the motor or pump type with orthogonal axes
RU2059851C1 (en) * 1994-01-21 1996-05-10 Валентин Николаевич Луканин Piston machine without connecting rod
RU2213227C2 (en) * 1999-03-09 2003-09-27 Алексей Феликсович Вуль Piston machine with axial mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011109171A (en) 2012-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101852121B (en) Annular cylinder rotor engine
RU2580191C1 (en) Internal combustion engine
RU2347088C1 (en) Screw ball four-cycle engine
CN101205812A (en) Four-piston cylinder engine
RU2466283C1 (en) Internal combustion engine
RU122703U1 (en) "NORMAS-MX-21" INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2374454C2 (en) Design of piston machine and method of designing its working chamber for thermodynamic cycle
RU2516040C2 (en) Internal combustion engine
RU2293192C2 (en) Internal combustion engine with rotating piston
RU2464432C2 (en) Operating method of rotary engine, and rotary engine by kholodny
WO2004072441A1 (en) Engine with rotary cylinder block and reciprocating pistons
RU2341659C1 (en) Sine-wave-rotor engine
RU2448263C1 (en) Internal combustion engine
RU141438U1 (en) "NORMAS - MX-50" 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
RU221777U1 (en) Gear actuator of an internal combustion engine
RU182162U1 (en) Internal combustion engine
RU2391524C1 (en) Mechanism of motion transmission from pistons to output shaft of opposed engine
RU221147U1 (en) Actuator mechanism of internal combustion engine
KR101243655B1 (en) Crank rotary piston engine
RU192253U1 (en) Four-stroke ball six-section internal combustion engine
RU2467183C1 (en) Method of operating rotary piston engine and its design
RU2680913C1 (en) Spherical internal combustion engine
RU2564725C2 (en) Four-stroke crankless piston heat engine with opposed cylinders
RU64287U1 (en) WUA SINUSOID ROTOR ENGINE

Legal Events

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

Effective date: 20180312