RU2503818C2 - Conversion mechanism of back-and-forth movement of pistons to rotational movement of shaft in axial machines - Google Patents

Conversion mechanism of back-and-forth movement of pistons to rotational movement of shaft in axial machines Download PDF

Info

Publication number
RU2503818C2
RU2503818C2 RU2012103436/06A RU2012103436A RU2503818C2 RU 2503818 C2 RU2503818 C2 RU 2503818C2 RU 2012103436/06 A RU2012103436/06 A RU 2012103436/06A RU 2012103436 A RU2012103436 A RU 2012103436A RU 2503818 C2 RU2503818 C2 RU 2503818C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
pistons
washer
cross
neck
Prior art date
Application number
RU2012103436/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012103436A (en
Inventor
Игорь Викторович Ниппард
Original Assignee
Игорь Викторович Ниппард
Общество с ограниченной ответственностью "УРАРТУ" (ООО "УРАРТУ")
Общество с ограниченной ответственностью "Актуальные решения" (ООО Актуальные решения)
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 Игорь Викторович Ниппард, Общество с ограниченной ответственностью "УРАРТУ" (ООО "УРАРТУ"), Общество с ограниченной ответственностью "Актуальные решения" (ООО Актуальные решения) filed Critical Игорь Викторович Ниппард
Priority to RU2012103436/06A priority Critical patent/RU2503818C2/en
Publication of RU2012103436A publication Critical patent/RU2012103436A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2503818C2 publication Critical patent/RU2503818C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: conversion mechanism of back-and-forth movement of pistons to rotational movement of a shaft is used in axial-piston machine including a housing, a unit of cylinders with pistons arranged in them, shaft (9) with inclined neck (8), a support installed in the housing coaxially with shaft (9), and inclined washer (5) connected to pistons by means of piston-rods and to inclined neck of shaft (9) by means of cone-shaped element (6). The support is made in the form of connecting link (15), into the eye lugs of which trunnions of cross-piece (12) are installed. Perpendicular trunnions of cross-piece (12) are installed into eye lugs of inclined washer (5). Inclined washer (5) has two degrees of freedom around axes of cross-piece (12) and possibility of uniform precession relative to axis of shaft (9). Inclined washer (5) can be made as an integral part of cone-shaped element (6).
EFFECT: improving operability and simplifying the mechanism design.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к поршневым машинам, а именно к механизмам преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала в аксиальных двигателях и компрессорах, у которых цилиндры расположены вокруг оси вращения коленчатого вала.The invention relates to piston machines, and in particular to mechanisms for converting reciprocating motion of pistons into rotational motion of the crankshaft in axial engines and compressors in which the cylinders are located around the axis of rotation of the crankshaft.

Наиболее успешно настоящее изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием и в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением топлива от сжатия, применяемых в транспортных средствах.Most successfully the present invention can be used in internal combustion engines with spark ignition and in internal combustion engines with compression ignition fuel used in vehicles.

Известна аксиально-поршневая машина (патент FR 2277233, МПК F01B 3/10, F02D 15/02, опубл. 06.05.1977), содержащая корпус, цилиндры с размещенными в них поршнями, вал с наклонной шейкой, наклонную шайбу, связанную с поршнями при помощи шатунов, размещенную на сферической опоре посредством вкладышей и связанную с наклонной шейкой вала при помощи конусообразного элемента, карданный механизм, связанный с наклонной шайбой и с ее сферической опорой и расположенный внутри последних.Known axial piston machine (patent FR 2277233, IPC F01B 3/10, F02D 15/02, publ. 05/06/1977), comprising a housing, cylinders with placed pistons, a shaft with an angled neck, an angled washer associated with the pistons when the help of connecting rods, placed on a spherical support by means of liners and connected to the inclined neck of the shaft with the help of a conical element, a cardan mechanism connected with the inclined washer and with its spherical support and located inside the latter.

Недостатком данной аксиально-поршневой машины является недолговечность из-за небольшого срока службы сферической опоры.The disadvantage of this axial piston machine is its fragility due to the short service life of the spherical support.

Прототипом данного изобретения является аксиально-поршневая машина (патент RU 2030610, МПК F02B 75/26, опубл. 10.03.1995), содержащая блок цилиндров с поршнями, связанными при помощи шатунов с наклонной шайбой, взаимодействующий через шаровой элемент с наклонной шейкой вала. Шайба состоит из звездообразного элемента и конусообразного элемента, в котором расположены вкладыши, через которые шайба опирается на опору. Привод распределительного механизма осуществляется с помощью валика, жестко соединенного с валом.The prototype of this invention is an axial piston machine (patent RU 2030610, IPC F02B 75/26, publ. 03/10/1995) containing a cylinder block with pistons connected by means of connecting rods with an inclined washer interacting through a ball element with an inclined shaft journal. The washer consists of a star-shaped element and a cone-shaped element in which there are liners through which the washer rests on a support. The distribution mechanism is driven by a roller rigidly connected to the shaft.

Механизм преобразования выполнен в виде наклонной шайбы, охватывающей сферическую опору, выполненную в виде тонкостенной чаши. Шайба состоит из звездообразного элемента с гнездами для шарниров, соединяющих шатуны с шайбой, и конусообразного элемента, выполненного в виде купола заодно со ступицей шайбы. Звездообразный и конусообразный элементы наклонной шайбы соединены между собой крепежными элементами. В звездообразном элементе выполнена кольцевая постель для чашеобразного вкладыша подшипника, выполненного из антифрикционного материала и сопряженного со сферической опорой наклонной шайбы. Коленчатый вал имеет наклонную шейку, на которой на втулке установлен шаровой элемент, размещенный в конусообразном элементе наклонной шайбы. Для предотвращения проворачивания наклонной шайбы относительно ее оси имеется кинематическая связь шайбы с блоком цилиндров, содержащая два универсальных соединения, образующих двойной карданный механизм.The conversion mechanism is made in the form of an inclined washer covering a spherical support made in the form of a thin-walled bowl. The washer consists of a star-shaped element with sockets for hinges connecting the connecting rods to the washer, and a cone-shaped element made in the form of a dome integral with the hub of the washer. The star-shaped and cone-shaped elements of the inclined washer are interconnected by fasteners. An annular bed is made in the star-shaped element for a cup-shaped bearing shell made of antifriction material and conjugated to the spherical support of the inclined washer. The crankshaft has an inclined neck, on which a spherical element is installed on the sleeve, which is located in the conical element of the inclined washer. To prevent the inclined washer from turning about its axis, there is a kinematic connection between the washer and the cylinder block, containing two universal joints forming a double cardan mechanism.

Недостатком данной машины являются невысокие работоспособность и долговечность, а также сложность конструкции. Данная конструкция предусматривает опору качающейся шайбы (в заявке ее называют косой шайбой) на сферический подшипник, через который проходит силовой элемент его подвески к корпусу и вал. Таким образом, исключается самая полезная часть сферы, т.к. силы действуют на поверхность сферы близко к касательной создается эффект «клина», что приводит к высоким удельным нагрузкам в данной контактной паре. Внутри сферического подшипника установлен шарнир равных угловых скоростей (спаренный шарнир Гука), один конец которого связан с качающейся шайбой, другой через шлицевое соединение - с корпусом. Данный узел парирует избыточную степень свободы, фиксируя качающуюся шайбу от вращения.The disadvantage of this machine is its low performance and durability, as well as the complexity of the design. This design provides for the support of the swinging washer (in the application it is called an oblique washer) on a spherical bearing through which the power element of its suspension to the housing and the shaft pass. Thus, the most useful part of the sphere is excluded, because forces acting on the surface of the sphere close to the tangent creates a "wedge" effect, which leads to high specific loads in this contact pair. Inside the spherical bearing, a constant-velocity joint (a Hook joint) is installed, one end of which is connected to a swinging washer, the other through a spline connection - to the housing. This assembly fights off an excessive degree of freedom, fixing the swinging washer against rotation.

В основу изобретения поставлена задача - повысить работоспособность и упростить механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение вала.The basis of the invention is the task of improving efficiency and simplifying the mechanism for converting reciprocating motion of pistons into rotational motion of the shaft.

Задача осуществляется за счет того, что в механизме преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение вала в аксиально-поршневой машине, содержащей корпус, цилиндры с размещенными в них поршнями, вал с наклонной шейкой, опору, установленную в корпусе соосно с валом, наклонную шайбу, связанную с поршнями при помощи шатунов и с наклонной шейкой вала при помощи конусообразного элемента, согласно изобретению, опора выполнена в виде серьги, в проушины которой установлены цапфы крестовины, перпендикулярные цапфы крестовины установлены в проушины наклонной шайбы, при этом шайба имеет две степени свободы вокруг осей крестовины и возможность равномерной прецессии относительно оси вала.The task is carried out due to the fact that in the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational movement of the shaft in an axial piston machine comprising a housing, cylinders with pistons placed therein, a shaft with an inclined neck, a support installed in the housing coaxially with the shaft, inclined the washer connected to the pistons by means of connecting rods and to the inclined neck of the shaft by means of a cone-shaped element, according to the invention, the support is made in the form of an earring, in the eyes of which are installed the spigots of the cross, perpendicular to Oscilloscopes cross eyelets mounted in the swash plate, wherein the washer has two degrees of freedom around the axes and the ability to cross the uniform precession relative to the shaft axis.

Кроме того, наклонная шайба выполнена за одно целое с конусообразным элементом.In addition, the inclined washer is made in one piece with a conical element.

Усилие со стороны качающейся шайбы на наклонную шейку кривошипа вала передается как рычагом развитием шайбы от плоскости прецессии через сферический подшипник, аналогично прототипу. Предлагаемый механизм дает возможность применения стандартных подшипников качения, что существенно повышает технологичность конструкции, упрощает систему смазки и дает широкий выбор по типу и несущей способности подшипников.The force from the side of the swinging washer to the inclined neck of the crank shaft is transmitted as a lever by the development of the washer from the plane of the precession through a spherical bearing, similar to the prototype. The proposed mechanism makes it possible to use standard rolling bearings, which significantly increases the manufacturability of the design, simplifies the lubrication system and gives a wide selection of the type and bearing capacity of the bearings.

На фиг.1 изображена аксиально-поршневая машина, в частности аксиально-поршневой двигатель внутреннего сгорания, продольный разрез; на фиг.2, 3 - представлен механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого валаFigure 1 shows an axial piston machine, in particular an axial piston internal combustion engine, a longitudinal section; figure 2, 3 shows a mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into rotational motion of the crankshaft

Конструкция состоит из корпуса 1 аксиально-поршневой машины, в котором расположен блок цилиндров 2 с размещенными в них поршнями 3. Каждый поршень 3 шарнирно соединен с одним концом шатуна 4, другой конец которого шарнирно соединен с наклонной шайбой 5. В конусообразном элементе 6 наклонной шайбы установлен сферический подшипник 7, связанный с наклонной шейкой 8 коленчатого вала 9. В наклонной шайбе установлены два стакана 10, в которых смонтированы подшипники 11, с помощью которых выполнена связь с цапфами крестовины 12. Две другие цапфы крестовины 12 устанавливаются в подшипники 13, расположенные в стаканах 14, смонтированных в проушинах серьги 15, которая крепится к корпусу соосно коленчатому валу 9. На коленчатый вал 9 установлен подшипник 16, расположенный в серьге 15, и крестовины 12. Наклонная шайба 5 имеет две степени свободы вокруг осей крестовины 12 и зафиксирована вдоль данных осей, и имеет возможность равномерной прецессии вокруг точки пересечения осей крестовины и оси вала.The design consists of a housing 1 of an axial piston machine, in which a cylinder block 2 with pistons 3 located therein is located. Each piston 3 is pivotally connected to one end of the connecting rod 4, the other end of which is pivotally connected to the inclined washer 5. In the conical element 6 of the inclined washer a spherical bearing 7 is mounted, connected to the inclined neck 8 of the crankshaft 9. Two glasses 10 are installed in the inclined washer, in which the bearings 11 are mounted, by means of which the connection with the pins of the crosspiece 12. The other two pins of the cross The bearings 12 are mounted in bearings 13 located in the cups 14 mounted in the eyes of the earring 15, which is attached to the housing coaxially with the crankshaft 9. A bearing 16 located in the earring 15 and the spider 12 is mounted on the crankshaft 9. The inclined washer 5 has two degrees freedom around the axes of the spider 12 and is fixed along these axes, and has the possibility of uniform precession around the point of intersection of the axes of the cross and the axis of the shaft.

Механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала аксиально-поршневой машины в режиме двигателя работает следующим образом.The mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the crankshaft of the axial piston machine in engine mode works as follows.

Давление от горячих газов в блоке цилиндров 2 воздействует на поршни 3. Усилия от горячих газов, возникающие на поршнях 3, через шатуны 4 передаются на наклонную шайбу 5 и через ее конический элемент 6 воздействуют на наклонную шейку 8 коленчатого вала 9, заставляя его вращаться. Поступательное перемещение поршней 2 вызывает сложное качательное движение наклонной шайбы 5, которое преобразуется во вращательное движение коленчатого вала 9. При работе двигателя наклонная шайба 5 качается на подшипниках 11 относительно одной из осей крестовины 12. Совместно наклонная шайба 5 и крестовина 12 качаются относительно второй оси крестовины 12 на подшипниках 13, расположенных в стаканах 14, смонтированных в проушинах серьги 15. Совокупное движение относительно двух осей дает равномерную прецессию наклонной шайбы 5. Коленчатый вал имеет две опоры - подшипники 16 и 17.The pressure from the hot gases in the cylinder block 2 acts on the pistons 3. The forces from the hot gases arising on the pistons 3 are transmitted through the connecting rods 4 to the inclined washer 5 and through its conical element 6 act on the inclined neck 8 of the crankshaft 9, forcing it to rotate. The translational movement of the pistons 2 causes a complex rocking motion of the inclined washer 5, which is converted into rotational motion of the crankshaft 9. When the engine is running, the inclined washer 5 swings on the bearings 11 relative to one of the axes of the spider 12. Together the inclined washer 5 and the spider 12 swing relative to the second axis of the spider 12 on bearings 13 located in the cups 14 mounted in the eyes of the earrings 15. The combined movement relative to the two axes gives a uniform precession of the inclined washer 5. The crankshaft It has two bearings - bearings 16 and 17.

Данный механизм позволяет повысить работоспособность и упростить механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение вала.This mechanism allows you to increase efficiency and simplify the mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into rotational motion of the shaft.

Claims (2)

1. Механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение вала в аксиально-поршневой машине, содержащей корпус, цилиндры с размещенными в них поршнями, вал с наклонной шейкой, опору, установленную в корпусе соосно с валом, наклонную шайбу, связанную с поршнями при помощи шатунов и с наклонной шейкой вала при помощи конусообразного элемента, отличающийся тем, что опора выполнена в виде серьги, в проушины которой установлены цапфы крестовины, перпендикулярные цапфы крестовины установлены в проушины наклонной шайбы, при этом шайба имеет две степени свободы вокруг осей крестовины и возможность равномерной прецессии относительно оси вала.1. The mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into rotational motion of the shaft in an axial piston machine comprising a housing, cylinders with pistons placed therein, a shaft with an inclined neck, a support mounted in the housing coaxially with the shaft, an inclined washer associated with the pistons when the help of connecting rods and with an inclined neck of the shaft using a cone-shaped element, characterized in that the support is made in the form of an earring, in the eyes of which the spigots of the cross are installed, the perpendicular spigots of the cross are installed in the eyes of the a pubic washer, while the washer has two degrees of freedom around the axes of the cross and the possibility of uniform precession relative to the axis of the shaft. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что наклонная шайба выполнена за одно целое с конусообразным элементом. 2. The mechanism according to claim 1, characterized in that the inclined washer is made in one piece with a conical element.
RU2012103436/06A 2012-02-01 2012-02-01 Conversion mechanism of back-and-forth movement of pistons to rotational movement of shaft in axial machines RU2503818C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012103436/06A RU2503818C2 (en) 2012-02-01 2012-02-01 Conversion mechanism of back-and-forth movement of pistons to rotational movement of shaft in axial machines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012103436/06A RU2503818C2 (en) 2012-02-01 2012-02-01 Conversion mechanism of back-and-forth movement of pistons to rotational movement of shaft in axial machines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012103436A RU2012103436A (en) 2013-08-10
RU2503818C2 true RU2503818C2 (en) 2014-01-10

Family

ID=49159186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012103436/06A RU2503818C2 (en) 2012-02-01 2012-02-01 Conversion mechanism of back-and-forth movement of pistons to rotational movement of shaft in axial machines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2503818C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764854C1 (en) * 2021-03-09 2022-01-21 Урарту Системс Са Mechanism for converting reciprocating motion of pistons into rotational motion of the shaft in axial machines

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU765575A1 (en) * 1978-12-01 1980-09-23 Предприятие П/Я Р-6681 Rotation to reciprocation converter
RU2030610C1 (en) * 1990-10-02 1995-03-10 Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт Axial-piston machine
US6095192A (en) * 1999-01-28 2000-08-01 Torvec, Inc. Spool valve for fluid control
US6637312B1 (en) * 1998-12-22 2003-10-28 Whisper Tech Limited Assembly and mounting of an engine drive mechanism
RU2272920C1 (en) * 2004-11-01 2006-03-27 Игорь Васильевич Боев Axial piston engine
WO2010081177A1 (en) * 2009-01-16 2010-07-22 Alfred Achammer Internal combustion engine with eccentrically mounted swash plate

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU765575A1 (en) * 1978-12-01 1980-09-23 Предприятие П/Я Р-6681 Rotation to reciprocation converter
RU2030610C1 (en) * 1990-10-02 1995-03-10 Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт Axial-piston machine
US6637312B1 (en) * 1998-12-22 2003-10-28 Whisper Tech Limited Assembly and mounting of an engine drive mechanism
US6095192A (en) * 1999-01-28 2000-08-01 Torvec, Inc. Spool valve for fluid control
RU2272920C1 (en) * 2004-11-01 2006-03-27 Игорь Васильевич Боев Axial piston engine
WO2010081177A1 (en) * 2009-01-16 2010-07-22 Alfred Achammer Internal combustion engine with eccentrically mounted swash plate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764854C1 (en) * 2021-03-09 2022-01-21 Урарту Системс Са Mechanism for converting reciprocating motion of pistons into rotational motion of the shaft in axial machines
WO2022191737A1 (en) * 2021-03-09 2022-09-15 Урарту Системс Са Mechanism for converting reciprocating motion of pistons in axial machines

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012103436A (en) 2013-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8464670B2 (en) Guided bridge for a piston in an internal combustion engine
EP2447499B1 (en) Internal combustion engine
RU2503818C2 (en) Conversion mechanism of back-and-forth movement of pistons to rotational movement of shaft in axial machines
US6003480A (en) Wobble plate engine
US5762039A (en) Barrel engine connecting rod
CN111765230B (en) Axial piston driving device with shaft cooperating with wobble plate
US5450823A (en) Axial-piston machine
CS216913B2 (en) Multicylinder piston motor
RU2764854C1 (en) Mechanism for converting reciprocating motion of pistons into rotational motion of the shaft in axial machines
WO2015176666A1 (en) Bidirectional swashplate compressor
RU2030610C1 (en) Axial-piston machine
CN105888838A (en) Two-stroke opposed-piston internal combustion engine adopting rocker arm crank connecting rod mechanism
RU51110U1 (en) AXIAL PISTON ENGINE
RU2151878C1 (en) Piston machine
RU2157897C2 (en) Internal combustion engine
CN101120164A (en) Desmodromic transmission engine
RU2267016C1 (en) Axial internal combustion engine
CN210919241U (en) External double-piston internal combustion engine of push-pull piece
RU40393U1 (en) AXIAL PISTON MACHINE
GEP20074057B (en) Double-row internal combustion engine
RU2269663C2 (en) Piston machine
CN201155365Y (en) Engine
SU1740835A1 (en) Piston machine connecting rod-piston group
RU36474U1 (en) The mechanism of mutual transformation of rotational motion into reciprocating
RU2268366C2 (en) Axial-piston engine with pistons moving in opposite directions

Legal Events

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

Effective date: 20150202