RU2489585C1 - Engine with rocker mechanism - Google Patents

Engine with rocker mechanism Download PDF

Info

Publication number
RU2489585C1
RU2489585C1 RU2011149410/11A RU2011149410A RU2489585C1 RU 2489585 C1 RU2489585 C1 RU 2489585C1 RU 2011149410/11 A RU2011149410/11 A RU 2011149410/11A RU 2011149410 A RU2011149410 A RU 2011149410A RU 2489585 C1 RU2489585 C1 RU 2489585C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
cylinders
engine
rocker mechanism
crankshaft
Prior art date
Application number
RU2011149410/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011149410A (en
Inventor
Лев Федорович Ростовщиков
Original Assignee
Лев Федорович Ростовщиков
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 Лев Федорович Ростовщиков filed Critical Лев Федорович Ростовщиков
Priority to RU2011149410/11A priority Critical patent/RU2489585C1/en
Publication of RU2011149410A publication Critical patent/RU2011149410A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489585C1 publication Critical patent/RU2489585C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: two-stroke internal combustion engine comprises crankshaft, pistons displacing in cylinders and rocker mechanism. Said cylinders have common combustion chamber. One piston displaces in advance phase while another piston displaces in delay phase. One piston is engaged with crankshaft via rocker mechanism. Note here that pistons pass TDCs simultaneously while they displace by cylinder intake and discharge openings with either advance or lag.
EFFECT: higher output per unit weight.
3 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности, к поршневым двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to internal combustion engines, in particular to piston internal combustion engines.

Разнообразие областей применения поршневых двигателей внутреннего сгорания обуславливает и разнообразие конструкций, размеров и массы их [2, стр.9-13].A variety of applications of reciprocating internal combustion engines determines the variety of designs, sizes and masses of them [2, p. 9-13].

Наиболее близким по технической сути или прототипом является тепловозный дизель 10Д100, рядный, двухтактный, бесклапанный, вертикальный, с противоположно движущимися поршнями, двумя коленчатыми валами, связанными через вертикальную передачу [1, стр.276-2821. Выпускные окна открываются нижними поршнями, а впускные окна верхними поршнями [1, стр.281, рис.165]. Нижний коленчатый вал опережает верхний на 12 градусов, что определяет режим выпуска, прямоточной продувки, дозарядки цилиндра воздухом давлением выше атмосферного, как следствие, нижний коленчатый вал развивает 70% мощности двигателя [1, стр.281, рис.165].Угол запаздывания (опережения) определяет соотношение мощности верхнего и нижнего вала, при этом мощность запаздывающего всегда меньше опережающего. Верхний коленчатый вал развивает 30% мощности, но испытывает усилия равные нижнему валу, следовательно, имеет соответствующую массу и размеры. Недостатком такого технического решения является снижение мощности на единицу массы двигателя за счет верхней, запаздывающей поршневой группы.The closest in technical essence or prototype is a diesel diesel 10D100, in-line, two-stroke, valveless, vertical, with oppositely moving pistons, two crankshafts connected through a vertical gear [1, p.276-2821. Outlet windows open with lower pistons, and inlet windows with upper pistons [1, p. 281, Fig. 165]. The lower crankshaft is 12 degrees ahead of the upper one, which determines the mode of exhaust, direct-purge, recharge of the cylinder with air above atmospheric pressure, as a result, the lower crankshaft develops 70% of engine power [1, p. 281, Fig. 165]. Delay angle ( advance) determines the ratio of the power of the upper and lower shaft, while the power of the retarded is always less than the leading. The upper crankshaft develops 30% of the power, but experiences forces equal to the lower shaft, therefore, has the appropriate weight and dimensions. The disadvantage of this technical solution is the reduction in power per unit mass of the engine due to the upper, retarded piston group.

Задачей изобретения является при сохранении достоинств прототипа, как отсутствие клапанов, прямоточная продувка и дозарядка цилиндра воздухом давлением выше атмосферного, увеличить мощность на единицу массы. Указанный технический результат достигается тем, что заявляемый двигатель двухтактный, каждые два цилиндра его имеют общую камеру сгорания из них один цилиндр с поршнем, опережающим по фазе движения, а второй с поршнем, запаздывающим по фазе движения. Цилиндр с опережающим поршнем имеет выпускные окна, а с запаздывающим поршнем впускные окна. Для создания угла запаздывания или опережения между поршнями в цилиндрах с общей камерой сгорания один поршень шатуном связывается с коленчатым валом через кулисный механизм. Положения верхних мертвых точек поршней в цилиндрах с общей камерой сгорания совмещаются полностью. Следовательно, развиваемые удельные мощности цилиндрами с общей камерой сгорания примерно равны. Эго позволит повысить мощность на единицу массы двигателя в отношении прототипа.The objective of the invention is, while maintaining the advantages of the prototype, such as the absence of valves, direct-flow blowing and recharging of the cylinder with air above atmospheric pressure, to increase power per unit mass. The specified technical result is achieved by the fact that the claimed engine is two-stroke, each two of its cylinders have a common combustion chamber, one of them having a piston leading in the phase of movement, and the second with a piston lagging in the phase of movement. A cylinder with a leading piston has outlet windows, and with a delayed piston inlet windows. To create a delay or lead angle between the pistons in the cylinders with a common combustion chamber, one piston is connected to the crankshaft via a rocker mechanism. The positions of the top dead points of the pistons in the cylinders with the common combustion chamber are fully combined. Therefore, the developed specific power of the cylinders with a common combustion chamber is approximately equal. Ego will increase power per unit mass of the engine in relation to the prototype.

Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый ДВИГАТЕЛЬ С КУЛИСНЫМ МЕХАНИЗМОМ будет иметь выше мощность на единицу массы двигателя в сравнении с прототипом. Автору не известна подобная конструкция двигателя с цилиндрами по два имеющими общую камеру сгорания, в которых для создания угла запаздывания или опережения между поршнями один поршень шатуном связывается с коленчатым валом через кулисный механизм. Следовательно, заявляемое решение соответствует критерию «новизна». Сравнение заявляемого решения с прототипом позволило выявить в нем признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Изобретательский уровень».A comparable analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive ENGINE WITH STAINLESS MECHANISM will have higher power per unit mass of the engine in comparison with the prototype. The author is not aware of such a design of an engine with two cylinders having a common combustion chamber, in which to create a delay or lead angle between the pistons, one piston is connected to the crankshaft via a rocker mechanism. Therefore, the claimed solution meets the criterion of "novelty." Comparison of the proposed solutions with the prototype allowed us to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "Inventive step".

Сущность технического решения подтверждается чертежами (фиг.2, фиг.3), на которых представлен варианты конструкции ДВИГАТЕЛЯ С КУЛИСНЫМ МЕХАНИЗМОМ.The essence of the technical solution is confirmed by the drawings (figure 2, figure 3), which shows the design options of the ENGINE WITH STAINLESS MECHANISM.

На фиг.2 представлена конструкция двигателя где цилиндр 7 с выпускными окнами, опережающий поршень 8 в положении верхней мертвой точки, опережающий поршень 9 в положении после прохождения нижней мертвой точки, кулиса 13, шатун 10 соединенный с коленчатым валом или ползуном, коленчатый вал 11, ползун 12, цилиндр 17 с впускными окнами, запаздывающий поршень 15 в положении верхней мертвой точки, положение кулисы 14 в нижней мертвой точке запаздывающего поршня 16, шатун 18 запаздывающего поршня соединенный с кулисой 13.Figure 2 shows the design of the engine where the cylinder 7 with exhaust windows, leading piston 8 in the position of top dead center, leading piston 9 in position after passing the bottom dead center, link 13, connecting rod 10 connected to the crankshaft or slider, crankshaft 11, a slider 12, a cylinder 17 with inlet windows, a retarded piston 15 at the top dead center position, a link 14 at the bottom dead center of the retarded piston 16, a connecting rod 18 of the retarded piston connected to the coupling 13.

На фиг.3 представлена другая конструкция двигателя с коленчатым валом 22 для цилиндра 26 с выпускными окнами и опережающим поршнем 28, для цилиндра 25 с впускными окнами и запаздывающим поршнем 19. Для создания угла запаздывания между поршнями в цилиндрах с общей камерой сгорания 27 запаздывающий поршень 19 шатуном 21 связывается с коленчатым валом 22 через кулису 23 с ползуном 24. Опережающий поршень в цилиндре 26 с выпускными окнами, с шатуном 20 имеет кривошипно-шатунный механизм. Требуемый угол запаздывания [3, стр.78] обеспечивается кулисным механизмом поршня в цилиндре 25. Положения верхних мертвых точек поршней в цилиндрах 25, 26 с общей камерой сгорания 27 совмещаются полностью. Следовательно, удельные мощности, развиваемые этими цилиндрами, примерно равны. Возможны другие варианты конструкций двигателей с кулисным механизмом. Два цилиндра с общей камерой сгорания (фиг.2, фиг.3) могут работать отдельно или объединяться в классические схемы компоновки двигателей [2. стр.9-13].Figure 3 shows another design of the engine with a crankshaft 22 for a cylinder 26 with exhaust ports and an advanced piston 28, for a cylinder 25 with intake ports and a retarded piston 19. To create a lag angle between the pistons in the cylinders with a common combustion chamber 27, the retarded piston 19 the connecting rod 21 is connected with the crankshaft 22 through the wings 23 with the slider 24. The leading piston in the cylinder 26 with the exhaust windows, with the connecting rod 20 has a crank mechanism. The required delay angle [3, p. 78] is provided by the rocker mechanism of the piston in the cylinder 25. The positions of the top dead points of the pistons in the cylinders 25, 26 with the common combustion chamber 27 are fully combined. Consequently, the specific powers developed by these cylinders are approximately equal. Other design options for rocker engines are possible. Two cylinders with a common combustion chamber (FIG. 2, FIG. 3) can work separately or combine into classic engine layout schemes [2. pg. 9-13].

Следовательно, конструкция ДВИГАТЕЛЯ С КУЛИСНЫМ МЕХАНИЗМОМ обеспечивает режим выпуска, прямоточной продувки и дозарядки цилиндров воздухом (смесью) давлением выше атмосферного, позволяет уравнять удельные мощности цилиндров с опережающими и запаздывающими по фазе движения поршнями. Следовательно, мощность на единицу массы ДВИГАТЕЛЯ С КУЛИСНЫМ МЕХАНИЗМОМ больше, чем у прототипа.Consequently, the design of the ENGINE WITH A STEERING MECHANISM provides the regime of exhaust, direct-flow purging and recharging of the cylinders with air (mixture) above atmospheric pressure, and makes it possible to equalize the specific power of the cylinders with the pistons that are ahead and lagging in the phase of movement. Consequently, the power per unit mass of the ENGINE WITH STAINLESS MECHANISM is greater than that of the prototype.

Для понимания сущности технического решения предлагаемого автором приведу подробное описание кулисного механизма. На фиг.1 представлен кулисный механизм [4, стр.28, рис.24] с кривошипом 1, кулисой 2, ползуном 3, первое крайнее положение или верхнее кулисы 4, второе крайнее положение или нижнее кулисы 5. При переходе кулисного механизма из положения 4 в положение 5 угол поворота 6 кривошипа 1 более 180 градусов. Угол 6 определяется соотношением размеров звеньев кулисного механизма.To understand the essence of the technical solution proposed by the author, I will give a detailed description of the rocker mechanism. Figure 1 shows the rocker mechanism [4, p. 28, Fig. 24] with the crank 1, the rocker 2, the slider 3, the first extreme position or the upper rocker 4, the second extreme position or the lower rocker 5. When the rocker mechanism moves from the position 4 to position 5, the angle of rotation 6 of the crank 1 is more than 180 degrees. Angle 6 is determined by the aspect ratio of the link mechanism.

На фиг.2 представлена конструкция двигателя где цилиндр 7 с выпускными окнами, опережающий поршень 8 в положении верхней мертвой точки, опережающий поршень 9 в положении после прохождения нижней мертвой точки, кулиса 13, шатун 10 соединенный с коленчатым валом или ползуном, коленчатый вал 11, ползун 12, цилиндр 17 с впускными окнами, запаздывающий поршень 15 в положении верхней мертвой точки, положение кулисы 14 в нижней мертвой точке запаздывающего поршня 16, шатун 18 запаздывающего поршня соединенный с кулисой. При переходе запаздывающего поршня из положения 15 в положение 16 угол поворота коленчатого вала больше 180 градусов.Figure 2 shows the design of the engine where the cylinder 7 with exhaust windows, leading piston 8 in the position of top dead center, leading piston 9 in position after passing the bottom dead center, link 13, connecting rod 10 connected to the crankshaft or slider, crankshaft 11, a slider 12, a cylinder 17 with inlet windows, a retarded piston 15 at the top dead center position, a link position 14 at the bottom dead center of the retarded piston 16, a connecting rod rod 18 of the retarded piston. When the retarded piston moves from position 15 to position 16, the angle of rotation of the crankshaft is more than 180 degrees.

На фиг.3 представлена другая конструкция двигателя с коленчатым валом 22 для цилиндра 26 с выпускными окнами и опережающим поршнем 28 и для цилиндра 25 с впускными окнами с запаздывающим поршнем 19. Для создания угла запаздывания между поршнями в цилиндрах с общей камерой сгорания 27 запаздывающий поршень 19 шатуном 21 связывается с коленчатым валом 22 через кулису 23 с ползуном 24. Опережающий поршень в цилиндре 26 с выпускными окнами с шатуном 20 имеет кривошипно-шатунный механизм. Положения верхних мертвых точек поршней в цилиндрах 25, 26 с общей камерой сгорания 27 совмещаются полностью При переходе запаздывающего поршня 19 из верхней мертвой точки в положение нижней мертвой точки угол поворота коленчатого вала 22 более 180 градусов. Следовательно, увеличивается запаздывание поршня 19 в отношении поршня 28 до нижней мертвой точки поршня 19, а потом уменьшается до верхней мертвой точки поршня 19. Что определит режим выпуска, прямоточной продувки, дозарядки цилиндра воздухом давлением выше атмосферного. Требуемый угол запаздывания [3, стр.781 обеспечивается кулисным механизмом поршня в цилиндре 25. Положения верхних мертвых точек поршней в цилиндрах 25, 26 с общей камерой сгорания 27 совмещаются полностью. Следовательно, удельные мощности, развиваемые этими цилиндрами, примерно равны, что повышает мощность на единицу массы заявляемого двигателя в отношении прототипа. Возможны другие варианты конструкций двигателей с кулисным механизмом Два цилиндра с общей камерой сгорания (фиг.2, фиг.3) могут работать отдельно или объединяться в классические схемы компоновки двигателей [2. стр.9-13].Figure 3 presents another design of the engine with a crankshaft 22 for cylinder 26 with exhaust ports and leading piston 28 and for cylinder 25 with intake ports with retarded piston 19. To create a lag angle between pistons in cylinders with a common combustion chamber 27, the retarded piston 19 the connecting rod 21 is connected with the crankshaft 22 through the wings 23 with the slider 24. The leading piston in the cylinder 26 with the outlet windows with the connecting rod 20 has a crank mechanism. The positions of the top dead centers of the pistons in the cylinders 25, 26 with the common combustion chamber 27 are fully combined. When the retarded piston 19 moves from the top dead center to the position of the bottom dead center, the angle of rotation of the crankshaft 22 is more than 180 degrees. Consequently, the delay of the piston 19 in relation to the piston 28 increases to the bottom dead center of the piston 19, and then decreases to the top dead center of the piston 19. This will determine the mode of exhaust, direct-purge, recharge of the cylinder with air above atmospheric pressure. The required delay angle [3, p. 781 is provided by the rocker mechanism of the piston in the cylinder 25. The positions of the top dead points of the pistons in the cylinders 25, 26 with the common combustion chamber 27 are fully combined. Therefore, the specific power developed by these cylinders is approximately equal, which increases the power per unit mass of the inventive engine in relation to the prototype. There are other possible designs of engines with a rocker mechanism. Two cylinders with a common combustion chamber (FIG. 2, FIG. 3) can work separately or combine into classic engine layout schemes [2. pg. 9-13].

Следовательно, мощность на единицу массы ДВИГАТЕЛЯ С КУЛИСНЫМ МЕХАНИЗМОМ больше, чем у прототипа, расширяется диапазон мощностей бесклапанных двигателей имеющих такой режим выпуска, прямоточной продувки и дозарядки цилиндров воздухом или смесью давлением выше атмосферного. Что сделает производство ДВИГАТЕЛЯ С КУЛИСНЫМ МЕХАНИЗМОМ экономически эффективным.Consequently, the power per unit mass of an ENGINE WITH A STEERING MECHANISM is greater than that of the prototype, the range of power of valveless engines with such a mode of exhaust, direct-flow purging and recharging of cylinders with air or a mixture above atmospheric pressure is expanding. What will make the production of an ENGINE WITH A STEERING MECHANISM cost-effective.

Источники информацииInformation sources

1. А.Э.Симсон А.З.Хомич и др. Двигатели внутреннего сгорания. Тепловозные дизели. Газотурбинные установки. - М.: Транспорт, 1980. 383 с.1. A.E.Simson A.Z. Khomich et al. Internal combustion engines. Diesel diesel engines. Gas turbine units. - M.: Transport, 1980.383 s.

2. А.С.Орлин М.Г.Круглов и др. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1984. 382 с.2. A.S. Orlin M.G. Kruglov and others. Internal combustion engines. Design and strength analysis of piston and combined engines. - M.: Mechanical Engineering, 1984. 382 p.

3. А.С.Орлин М.Г.Круглов и др. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1983. 374 с.3. A.S. Orlin M.G. Kruglov and others. Internal combustion engines. Theory of piston and combined engines. - M.: Mechanical Engineering, 1983. 374 p.

4. И.И.Артоболевский. Теория механизмов. - М.: Наука, 1967. 719 с.4. I.I. Artobolevsky. Theory of mechanisms. - M .: Nauka, 1967.719 p.

Claims (1)

Двигатель с кулисным механизмом двухтактный, каждые два цилиндра имеют общую камеру сгорания, один цилиндр с поршнем, опережающим по фазе движения, а второй с поршнем, запаздывающим по фазе движения, отличающийся тем, что один поршень шатуном связан с коленчатым валом через кулисный механизм, при этом поршни одновременно проходят верхние мертвые точки, а впускные и выпускные окна с запаздыванием или опережением. The engine with a rocker mechanism is two-stroke, each two cylinders have a common combustion chamber, one cylinder with a piston leading in the phase of movement, and the second with a piston delayed in the phase of movement, characterized in that one piston is connected to the crankshaft via a rocker mechanism, with In this case, the pistons simultaneously pass the top dead center, and the inlet and outlet windows are delayed or advanced.
RU2011149410/11A 2011-12-05 2011-12-05 Engine with rocker mechanism RU2489585C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149410/11A RU2489585C1 (en) 2011-12-05 2011-12-05 Engine with rocker mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149410/11A RU2489585C1 (en) 2011-12-05 2011-12-05 Engine with rocker mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011149410A RU2011149410A (en) 2013-06-10
RU2489585C1 true RU2489585C1 (en) 2013-08-10

Family

ID=48784544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011149410/11A RU2489585C1 (en) 2011-12-05 2011-12-05 Engine with rocker mechanism

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489585C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4211190A (en) * 1978-02-27 1980-07-08 Robert Indech Groove guided piston linkage for an internal combustion engine
SU1216393A1 (en) * 1984-01-26 1986-03-07 Камское объединение по производству большегрузных автомобилей Piston machine
RU2018009C1 (en) * 1991-06-17 1994-08-15 Анатолий Александрович Белкин Piston internal combustion engine
RU2051275C1 (en) * 1992-10-29 1995-12-27 Владимир Владимирович Тарасенко Piston engine
RU2184865C1 (en) * 2000-12-06 2002-07-10 Леонид Борисович Костров Internal combustion engine
RU2211933C2 (en) * 1997-09-12 2003-09-10 Презервейшн Холдингз Лимитед Internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4211190A (en) * 1978-02-27 1980-07-08 Robert Indech Groove guided piston linkage for an internal combustion engine
SU1216393A1 (en) * 1984-01-26 1986-03-07 Камское объединение по производству большегрузных автомобилей Piston machine
RU2018009C1 (en) * 1991-06-17 1994-08-15 Анатолий Александрович Белкин Piston internal combustion engine
RU2051275C1 (en) * 1992-10-29 1995-12-27 Владимир Владимирович Тарасенко Piston engine
RU2211933C2 (en) * 1997-09-12 2003-09-10 Презервейшн Холдингз Лимитед Internal combustion engine
RU2184865C1 (en) * 2000-12-06 2002-07-10 Леонид Борисович Костров Internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011149410A (en) 2013-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2171211T3 (en) combustion Engines
EP3441584B1 (en) Method of operation of a split-cycle engine with a spool crossover shuttle
US10094273B2 (en) Internal combustion engine
US10041404B2 (en) Internal combustion engine
US11131255B1 (en) Piston engine cylinder head with combined functions
US7219631B1 (en) High torque, low velocity, internal combustion engine
RU2543908C1 (en) Procedure for optimisation of process of combustion products expansion in cylinder of single-cycle engine with external combustion chamber
GB2453131A (en) Internal combustion opposed-piston barrel engine
RU2489585C1 (en) Engine with rocker mechanism
RU2306443C1 (en) Method to increase efficiency of gas exchange in two-stroke internal combustion engine with crankcase displacement scavenging
WO2011091097A1 (en) Concentric cylinder engine
RU2488703C1 (en) Engine with offset crank gear
RU2496014C2 (en) Engine with offset crank gear
CN110291273B (en) Opposed piston engine with offset intake and exhaust crankshafts
RU2496996C2 (en) Engine with mechanism of rocking and rod links
RU2612234C1 (en) Engine with intake and exhaust openings and valves
US9957958B2 (en) Reciprocating integral linear engine compressor
RU2496010C2 (en) Four-stroke valveless piston ice
RU2538231C1 (en) Cycling of exhaust gases in single-stroke engine with external combustion engine
US10436243B2 (en) Crank shaft for an inline internal combustion engine and an inline internal combustion engine
EP3124772B1 (en) Engine
RU2521704C1 (en) Combined piston engine
WO2013124604A1 (en) Diesel internal combustion engine
EP2781718A2 (en) Piston combustion engine
RU2631842C1 (en) Method to control excess air by bypass valves between compressor and working cavities of pistons of single-stroke engine with external combustion chamber

Legal Events

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

Effective date: 20201206