RU2509214C1 - Rack and tooth piston machine with switching of compression stage and disconnection of pistons - Google Patents
Rack and tooth piston machine with switching of compression stage and disconnection of pistons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2509214C1 RU2509214C1 RU2012136708/06A RU2012136708A RU2509214C1 RU 2509214 C1 RU2509214 C1 RU 2509214C1 RU 2012136708/06 A RU2012136708/06 A RU 2012136708/06A RU 2012136708 A RU2012136708 A RU 2012136708A RU 2509214 C1 RU2509214 C1 RU 2509214C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- pistons
- gears
- piston machine
- piston
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, производству компрессоров, насосов.The proposed device relates to mechanical engineering, in particular to engine building, the production of compressors, pumps.
Поршневые машины применяются в качестве двигателей внутреннего сгорания, компрессоров или насосов.Piston machines are used as internal combustion engines, compressors or pumps.
Известно устройство - ДВС (двигатель внутреннего сгорания), основу которого представляет собой КШМ (кривошипно-шатунный механизм), преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала (1. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. /В.П.Алексеев и др.; Под общ. ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова. - М.: Машиностроение, 1990. - 288 с).A device is known - ICE (internal combustion engine), the basis of which is KShM (crank mechanism), which converts the reciprocating motion of the piston into rotational motion of the crankshaft (1. Internal combustion engines: Design and operation of piston and combined engines. / V .P. Alekseev et al .; Under the general editorship of A.S. Orlin, M.G. Kruglov. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - 288 s).
Однако КШМ имеет существенные недостатки: сила от давления газов на поршень не в полной мере используется для вращения коленчатого вала, снижая КПД механизма и двигателя, в мертвых точках возникает «перекладка» поршня - изменение направления действия боковой силы, создающая динамические нагрузки. КШМ конструктивно сложен - кривошипы коленчатого вала сложно изготовить, он имеет несколько нагруженных шарнирных соединений: коренные и шатунные шейки, опоры поршневого пальца, требующие совершенной системы смазки с подачей моторного масла под давлением. Для уравновешивания массы кривошипов необходимо устанавливать противовесы, нужен маховик, накапливающий энергию рабочего хода, обеспечивающий другие такты двигателя, а также прохождение поршня через мертвые точки /1. с.63-79/.However, the crankshaft has significant drawbacks: the force from the gas pressure on the piston is not fully used to rotate the crankshaft, reducing the efficiency of the mechanism and the engine, “shifting” of the piston occurs at dead points — a change in the direction of the lateral force, which creates dynamic loads. The crankshaft is structurally complex - the crankshaft cranks are difficult to manufacture, it has several loaded swivel joints: main and connecting rods, piston pin bearings, requiring a perfect lubrication system with the supply of engine oil under pressure. To balance the mass of the cranks, it is necessary to install balances, you need a flywheel that accumulates the energy of the stroke, providing other engine strokes, as well as the passage of the piston through the dead points / 1. p. 63-79 /.
Сила от давления газов на поршень раскладывается на две составляющие: одна по оси шатуна, другая создает боковую нагрузку на поршень, вызывающую потери энергии на трение и износ. Сила, действующая по оси шатуна на шатунную шейку, также раскладывается на две составляющие: одна нагружает коренные шейки, полезную нагрузку - крутящий момент на коленчатом валу создает только вторая составляющая силы, перпендикулярная кривошипу /1. с.66, рис.21/. При значительной боковой нагрузке на поршень приходится применять крейцкопф /1. с.63, рис.19,б/.The force from the gas pressure on the piston is decomposed into two components: one along the axis of the connecting rod, the other creates a lateral load on the piston, causing energy loss due to friction and wear. The force acting along the connecting rod axis on the crank pin also decomposes into two components: one loads the main necks, and the payload - the torque on the crankshaft creates only the second force component perpendicular to the crank / 1. p.66, fig. 21 /. With a significant lateral load on the piston, it is necessary to use a crosshead / 1. p.63, fig. 19, b /.
Известны бесшатунные двигатели внутреннего сгорания без КШМ на основе авторского свидетельства №118471 (2. Баландин С.С. Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1972. - 176 с). Бесшатунный механизм позволяет конструктивно просто осуществлять при малых габаритах и высокой быстроходности двигателей двусторонний рабочий процесс в цилиндрах и получать вследствие этого почти удвоенную литровую и габаритную мощность /2/.Known rodless internal combustion engines without crankshaft on the basis of copyright certificate No. 118471 (2. Balandin S.S. Rodless piston internal combustion engines. - M .: Mechanical Engineering, 1972. - 176 s). The rod-free mechanism makes it possible to constructively carry out a two-sided working process in cylinders with small dimensions and high speed of engines and, as a result, obtain almost twice the liter and overall power / 2 /.
Однако бесшатунный механизм имеет сложную кинематику /12. рис.3-10 и др./. В ряде конструкций функции шатунов выполняют ползуны, но в любом случае остается коленчатый вал, который сложно изготовить, его коренные шейки нуждаются в смазке под давлением, между коленчатым и ведущим валами надо устанавливать зубчатые передачи /12. рис.12/, усложняющие конструкцию двигателя.However, the rodless mechanism has complex kinematics / 12. Fig. 3-10 and others. In a number of designs, the function of the connecting rods is performed by the sliders, but in any case, the crankshaft remains, which is difficult to manufacture, its main journals need lubrication under pressure, gears must be installed between the crankshaft and drive shafts / 12. Fig. 12 /, complicating the design of the engine.
Известны реечные зубчатые механизмы, взаимосвязанные с поршнями. Первая в мире паровая трехколесная повозка Кюньо имела привод на переднее колесо от двух поршней паровых машин рейками, работающими поочередно. Один из первых двигателей Н.Отто имел вертикальный цилиндр, поршень которого рейкой взаимодействовал с зубчатым венцом вала отбора мощности через обгонную муфту.Known rack gears interconnected with pistons. The world’s first steam three-wheeled wagon, Kunho, was driven to the front wheel by two pistons of steam engines with racks working alternately. One of N. Otto’s first engines had a vertical cylinder, the piston of which interacted with the rack and pinion of the power take-off shaft through an overrunning clutch.
Однако эти машины и механизмы были несовершенны, имели невысокий КПД, низкую частоту вращения, а значит и невысокую мощность. Муфты свободного хода недолговечны, они не обеспечивают четкое срабатывание при высокой частоте вращения.However, these machines and mechanisms were imperfect, had a low efficiency, low rotational speed, and hence low power. Freewheels are short-lived, they do not provide a clear response at high speed.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является поршневая машина с реечно-шестеренным механизмом /1. с.262, рис.182, б/.Closest to the proposed technical solution is a piston machine with rack and pinion mechanism / 1. p.262, fig. 182, b /.
Известно, что такая поршневая машина состоит их цилиндров, расположенных в них противоположно развернутых поршней с шарнирно установленной на каждом поршне зубчатой рейкой, зацепленной с шестерней, закрепленной на валу.It is known that such a piston machine consists of cylinders located in them oppositely deployed pistons with a gear rack pivotally mounted on each piston engaged with a gear fixed to the shaft.
Однако поршневая машина с таким механизмом имеет ограниченные возможности и реечно-шестеренный механизм применяют только как синхронизирующий на быстроходных генераторах газа. Такая поршневая машина имеет фиксированный ход поршня и степень сжатия, что ограничивает ее эксплуатационные возможности.However, a piston machine with such a mechanism has limited capabilities and the rack and pinion mechanism is used only as a synchronizing mechanism on high-speed gas generators. Such a piston machine has a fixed piston stroke and compression ratio, which limits its operational capabilities.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в расширении возможностей поршневой машины с реечно-шестеренным механизмом.The problem to which the claimed technical solution is directed is to expand the capabilities of a piston machine with a rack and pinion mechanism.
Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что поршневая машина содержит цилиндры, поршни с противоположно расположенными зубчатыми рейками, вал, по две шестерни с полумуфтами переключения свободно установлеными на валу между полумуфтами переключения с фиксаторами их положения на валу, у шестерен зубья нарезаны на дуге длиной не более половины длины окружности, они поочередно зацеплены с зубчатыми рейками.The essence of the proposed device lies in the fact that the piston machine contains cylinders, pistons with oppositely arranged gear racks, a shaft, two gears with switching half-couplings freely mounted on the shaft between the switching half-couplings with clamps of their position on the shaft, the gear teeth are cut on an arc not long more than half the circumference, they are alternately engaged with gear racks.
Предлагаемое техническое решение существенно расширяет возможности поршневой машины, она обратима - позволяет использовать ее как быстроходный высокоэкономичный ДВС, а также как компрессор или насос как одноцилиндровый, так и многоцилиндровый. Переключение величины хода поршня, а значит и степени сжатия, допускает возможность использования различных видов топлива: бензин с различным октановым числом, бензин и газ, бензин и дизельное топливо и т.д. Отключение части поршней от вала, при одновременном отключении подачи топлива в цилиндры этих поршней, позволяет эксплуатировать поршневую машину на экономичном режиме в различных условиях эксплуатации; облегчаются условия запуска двигателя в зимний период - стартером запускается один или два цилиндра, а затем от работающих цилиндров все остальные. Расширяются компоновочные возможности: вал без кривошипов прост в изготовлении, обладает достаточной прочностью и жесткостью, не требует большого числа опор (современные коленчатые валы, как правило, полноопорные - число коренных шеек на одну больше, чем у шатунных), он может быть трубчатым, внутри можно провести вал трансмиссии, что повышает ее КПД; поршневая машина может быть не только рядной, но и V-образной, W-образной, Ш-образной, оппозитной с противоположно развернутыми поршнями, звездообразной и т.д.The proposed technical solution significantly expands the capabilities of the piston machine, it is reversible - it allows you to use it as a high-speed high-speed internal combustion engine, as well as a compressor or pump, either single-cylinder or multi-cylinder. Switching the magnitude of the piston stroke, and hence the compression ratio, allows the use of various types of fuel: gasoline with different octane numbers, gasoline and gas, gasoline and diesel fuel, etc. Disconnecting a part of the pistons from the shaft, while shutting off the fuel supply to the cylinders of these pistons, allows the piston machine to be operated in an economical mode under various operating conditions; the conditions for starting the engine in winter are facilitated - one or two cylinders are started by a starter, and then all the others from working cylinders. The layout capabilities are expanding: a shaft without cranks is simple to manufacture, has sufficient strength and rigidity, does not require a large number of bearings (modern crankshafts, as a rule, full-support - the number of main journals is one more than that of a connecting rod), it can be tubular, inside you can hold the transmission shaft, which increases its efficiency; a piston machine can be not only in-line, but also V-shaped, W-shaped, W-shaped, opposed with opposed pistons, star-shaped, etc.
На фиг.1,а показана упрощенная схема поршневой машины в состоянии, когда поршни находятся в крайнем левом положении: левый поршень в ВМТ (верхней мертвой точке), правый поршень в НМТ (нижней мертвой точке). На схеме не показаны газораспределительный механизм, системы охлаждения, смазки и др. Между точками О-О' - величина хода поршней между мертвыми точками. На фиг.1,б поршневая машина показана в состоянии, когда поршни находятся в крайнем правом положении: правый поршень в ВМТ, левый поршень в НМТ. На фиг.1,в - вид сверху и сбоку на оппозитную многоцилиндровую поршневую машину.Figure 1, a shows a simplified diagram of a piston machine in a state when the pistons are in the extreme left position: the left piston at TDC (top dead center), the right piston at BDC (bottom dead center). The gas distribution mechanism, cooling systems, lubrication systems, and others are not shown in the diagram. Between the points О-О 'is the magnitude of the piston stroke between the dead points. In Fig. 1, b, the piston machine is shown in a state when the pistons are in the extreme right position: the right piston at the upper dead center and the left piston at the lower dead center. Figure 1, in - top view and side view of the opposed multi-cylinder piston machine.
На фиг.2,а приведен вид вала с полумуфтами переключения: в левой части - разрез, в центре - вид на полумуфту переключения, справа - вал без разреза, за валом видны цилиндры. На фиг.2,б дан вид на кулачковую полумуфту переключения с увеличенным кулачком, фиксирующим положение относительно вала. На фиг.2,в приведен вид на вал с маховиком и сцеплением, ведомый диск которого установлен на валу с кулачковой полумуфтой отключения поршней. На фиг.2,г показан вид сверху на плотную, «плоскую», оппозитную компоновку многоцилиндровой поршневой машины, а на фиг.2,г - вид сбоку.Figure 2a shows a view of a shaft with switching half-couplings: on the left side is a cut, in the center is a view of a switching half-coupling, on the right is a shaft without a cut, cylinders are visible behind the shaft. In Fig.2, b is given a view of the cam coupling half with an enlarged cam, fixing the position relative to the shaft. Figure 2, in a view of the shaft with a flywheel and clutch, the driven disk of which is mounted on a shaft with a cam half coupling disconnecting pistons. Figure 2, g shows a top view of a dense, "flat", opposed layout of a multi-cylinder piston machine, and figure 2, g is a side view.
На фиг.3,а показан разрез V-образной компоновки поршневой машины: слева - поршень в ВМТ, справа - в НМТ. Точками О обозначены крайние положения зубчатых реек. Внутри трубчатого вала с шестерней показан вал трансмиссии. Если убрать один из цилиндров с поршнем, то получим одноцилиндровую поршневую машину, если расположить цилиндры один за другим - рядную компоновку многоцилиндровой поршневой машины. На один вал можно скомпоновать шестерни, зубчатые рейки, поршни и цилиндры в различных вариантах: как отдельно, так и попарно (см. фиг.1), при этом получить W-образную, крестообразную, звездообразную, Х-образную, перпендикулярную и др. компоновки (см. фиг.3,6).Figure 3, a shows a section of the V-shaped arrangement of the piston machine: on the left - the piston in the upper dead center, on the right - in the BDC. Points O indicate the extreme positions of the gear racks. The transmission shaft is shown inside the tubular shaft with gear. If you remove one of the cylinders with a piston, we get a single-cylinder piston machine, if you place the cylinders one after another - a row layout of a multi-cylinder piston machine. Gears, gear racks, pistons and cylinders can be assembled on one shaft in various versions: both separately and in pairs (see Fig. 1), while obtaining a W-shaped, cross-shaped, star-shaped, X-shaped, perpendicular, etc. layout (see Fig.3,6).
На фиг.4 приведены некоторые варианты компоновки многоцилиндровой поршневой машины с несколькими валами. На фиг.4,а показан вид сбоку на два ряда цилиндров, расположенных в шахматном порядке, с зубчатыми рейками и шестернями на двух валах, которые зубчатыми передачами соединены с выходным валом привода маховика, на фиг.4,б - вид сверху. На фиг.4,в показана Ш-образная компоновка «этажеркой». Три вала (рейки и шестерни не показаны) зубчатыми передачами объединены с выходным валом привода маховика (совмещен со средним валом). Допускается компоновка большего числа валов.Figure 4 shows some layout options for a multi-cylinder piston machine with several shafts. Figure 4, a shows a side view of two rows of staggered cylinders with gear racks and gears on two shafts, which are connected by gears to the output shaft of the flywheel drive, figure 4, b is a top view. Figure 4, c shows the W-shaped layout "whatnot." Three shafts (racks and gears not shown) by gears are combined with the output shaft of the flywheel drive (combined with the middle shaft). A layout of a larger number of shafts is allowed.
В цилиндре 1 (см. фиг.1) установлены поршни 2 (поршневые кольца не показаны), соединенные зубчатыми рейками 3 и 4, которые поочередно зацеплены с шестерней 5, зубья шестерни нарезаны на дуге длиной не более половины длины окружности. Длина дуги меньше половины длины окружности на два угла зацепления - угол зацепления в основном 20°, т.е. длина дуги приблизительно 140°. Степень сжатия можно отрегулировать перемещением поршней 2 относительно зубчатых реек 3 и 4, например, установкой прокладок или резьбовыми соединениями (на фиг.1 не показаны). Поршни 2 могут иметь второй ряд зубчатых реек 6 и 7, которые поочередно зацеплены с шестерней 8 с кулачковой полумуфтой переключения (см. фиг.2). Зубчатые зацепления двух рядов «рейка-шестерня» имеют разные параметры: модуль, число зубьев. Вал шестерен 9 установлен на опорах вращения 10. Вал шестерен 9 может быть сплошным или трубчатым для размещения внутреннего вала 11, который может быть трансмиссионным. Внутреннее пространство трубчатого вала шестерен 9 может быть использовано и для других целей, например, оружейного ствола. Для монтажа шестерен 5 и 8 с кулачковыми полумуфтами переключения, а также односторонних полумуфт переключения 12 и двусторонних полумуфт переключения 13 наружную поверхность вала шестерен 9 целесообразно изготовить со шлицами, число которых должно быть кратно числу цилиндров - для установки муфт переключения под разными углами в соответствии с порядком работы цилиндров. На шлицы вала шестерен 9 установлены опоры вращения Т4 для шестерен 5 и 8 с кулачковыми полумуфтами переключения, а также опоры 15 с наружными шлицами для односторонних кулачковых полумуфт переключения 12. Между опорами вращения 14 размещены опоры 16 с наружными шлицами для двусторонних полумуфт переключения 13. Полумуфты переключения 12, 13 имеют кулачки увеличенной ширины 17 (см. фиг.2,б), а кулачковые полумуфты шестерен 5 и 8 - углубления соответствующей ширины, углубления между кулачками показаны штриховкой. На валу 9 закреплен маховик 18 (см. фиг.2,в), с внутренней стороны маховика смонтировано сцепление с нажимным диском 19 и ведомым диском 20 (нажимное устройство и механизм выключения не показаны). Ведомый диск сцепления 20 установлен на шлицах трубчатого вала отключения 21. На шлицах этого вала, рядом с шестерней 8 с кулачковой муфтой переключения, расположена односторонняя полумуфта переключения 12. Цилиндры 1, поршни 2 и зубчатые рейки 3 могут иметь самую различную компоновку: рядную, оппозитную, с противоположно развернутыми поршнями (см. фиг.1), V-образную (см. фиг.3) и другие с выходом зубчатых реек на один вал шестерен 9 (см. фиг.3,6), а также с выходом на несколько валов шестерен 9 зубчатыми передачами, обеспечивающими соединение валов 9 с выходным валом и маховиком 18. При этом цилиндры 1 могут располагаться как в шахматном порядке (см. фиг.4,а,б), так и параллельно «этажеркой» (см. фиг.4,в).Pistons 2 are installed in the cylinder 1 (see FIG. 1) (piston rings are not shown) connected by
Шестерня 5 может быть закреплена на валу 9 без использования полумуфт переключения. Цилиндр 1 может состоять из двух частей, соединенных общим картером. Зубчатые зацепления «3,4-5 и 6,7-8» могут иметь различный шаг и модуль (переменное условное передаточное число).The
Предлагаемая поршневая машина работает следующим образом.The proposed piston machine operates as follows.
1. Режим ДВС. На фиг.1,а - слева рабочий ход - сила от давления газов сгорающей рабочей смеси в левой части цилиндра 1 действует на левый поршень 2 и верхнюю зубчатую рейку 3, зубья которой взаимодействуют с зубьями шестерни 5, заставляя ее и вал 9 вращаться по часовой стрелке. Вал 9 передает энергию маховику (на схеме не показан), который обеспечивает привод исполнительных и вспомогательных механизмов, а также накапливает часть энергии для осуществления других тактов двигателя. Зубья нижней рейки 4 при этом движении не взаимодействуют с зубьями шестерни 5 - свободный ход. Если двигатель четырехтактный, то в правой полости цилиндра 1 могут происходить или такт выпуска - вытеснения отработавших газов, или такт сжатия воздуха (дизели или бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива) или сжатия рабочей смеси (карбюраторные или двигатели с централизованным или распределенным впрыском топлива во впускной коллектор).1. ICE mode. In Fig. 1, a - on the left, the working stroke - the force from the gas pressure of the burning working mixture in the left part of the cylinder 1 acts on the
На фиг.1,б - справа рабочий ход. Правый поршень 2 через нижнюю зубчатую рейку 4 вращает шестерню 5 и вал 9 также по часовой стрелке. Верхняя зубчатая рейка 3 совершает свободный ход. Если справа такт впуска горючей смеси или воздуха, то запасенная маховиком энергия валом 9 и шестерней 5 перемещает нижнюю зубчатую рейку 4 и поршни 2.In Fig.1, b - right working stroke. The
2. Режим компрессора или насоса. На фиг.1,а вал 9 и шестерня 5 вращаются против часовой стрелки и взаимодействуют с нижней зубчатой рейкой 4, которая перемещает поршни 2 из левого положения в правое. В правой половине - для компрессора сжатие воздуха (газа) или для насоса вытеснение жидкости, в левой половине - впуск (всасывание) воздуха (газа) или наполнение жидкостью. На фиг.1,б вал 9 и шестерня 5 также вращаются против часовой стрелки и взаимодействуют с верхней зубчатой рейкой 3, которая перемещает поршни 2 из правого положения в левое. В левой половине - сжатие воздуха (газа) или вытеснение жидкости, в правой половине - впуск (всасывание) воздуха (газа) или наполнение жидкостью. Для изменения направления вращения вала 9 достаточно незначительно сместить зубчатые рейки 3 и 4 относительно друг друга.2. Compressor or pump mode. In figure 1, a
На одном валу 9 может быть несколько шестерен 5 и взаимосвязанных с ними элементов поршневой машины - можно получить многоцилиндровые поршневые машины. Применение многоцилиндровых двигателей позволит получить ДВС большой мощности, при этом произойдет лучшее уравновешивание работы двигателя и потребуется маховик меньшей относительной массы. Многоцилиндровые многоступенчатые компрессоры с последовательным увеличением давления газа можно получить не только за счет количества шестерен и взаимосвязанных с ними зубчатых реек и поршней, но также путем установки ступенчатых поршней.On one
На фиг.2,а муфты переключения показаны в нейтральном состоянии - кулачковые полумуфты 12 и 13, установленные на шлицевых опорах 14 и 15 вала шестерен 9, не взаимодействуют с кулачковыми полумуфтами шестерен 5 и 8. При перемещении кулачковых полумуфт 12 и 13 направо, они входят в зацепление с кулачковыми полумуфтами шестерен 5, установленными на опорах вращения 14, взаимосвязанных с зубчатыми рейками 3 и 4. Фиксатор 17 - кулачок увеличенной ширины - войдет в зацепление с другой полумуфтой, имеющей паз такой же ширины, только в положении, соответствующем порядку работы цилиндров. Работа поршневой машины осуществляется так же, как и на фиг.1. Для увеличения хода поршней 2, а значит и степени сжатия, перемещаем кулачковые полумуфты 12 и 13 налево, они входят в зацепление с кулачковыми полумуфтами шестерен 8, установленными на опорах вращения 14, взаимосвязанных с зубчатыми рейками 6 и 7. Переключение между шестернями 5 и 8 с кулачковыми полумуфтами не вызывает затруднений, так как разница их угловых скоростей невелика. Для отключения цилиндров 1 и поршней 2 из работы кулачковую полумуфту или полумуфты 12 и 13 переключаем в нейтральное состояние.In figure 2, and the clutch is shown in a neutral state - the cam coupling halves 12 and 13 mounted on the
Для включения в работу ранее отключенных цилиндров 1 и поршней 2 необходимо выровнять существенную разность угловых скоростей между соединяемыми полумуфтами переключения 12, 13 и 5, 8. Для высококвалифицированных водителей такое включение не вызывает затруднений, аналогично переключению передач в коробке передач практически без разрыва потока мощности. Обычным водителям для такой операции необходимо сцепление, которое выключают, разобщая ведомый диск сцепления 20 с взаимосвязанными с ним трубчатым валом отключения 21 и односторонней кулачковой полумуфтой переключения 12 от ведущих звеньев: нажимного диска 19 и маховика 18. Соединив шестерню с кулачковой полумуфтой переключения 8 с односторонней кулачковой полумуфтой переключения 12, включаем сцепление, зажимая ведомый диск сцепления 20 между ведущими звеньями: нажимным диском 19 и маховиком 18, при этом шестерня с кулачковой полумуфтой переключения 8 по зубчатым рейкам 6 и 7 подключает в работу отключенные ранее цилиндры 1 и поршни 2.To activate previously disabled cylinders 1 and
Для запуска многоцилиндрового ДВС в холодный период времени (см. фиг.2,в) включаем кулачковой полумуфтой 12 только кулачковую полумуфту шестерни 8 и при включенном сцеплении, когда нажимной диск 19 прижимает ведомый диск 20 к маховику 18, стартером (на схеме не показан) приводим в движение поршни 2 крайних цилиндров 1. Допускается применение пневмозапуска, когда сжатый воздух пневмораспределителем подается прямо в цилиндры. Когда ряд цилиндров 1 с поршнями 2 и зубчатыми рейками 6 и 7 включается в работу, сцепление выключается, нажимной диск 19 отходит от ведомого диска 20, маховик 18 с валом 9 уменьшают частоту вращения, разность скоростей вращения рядом расположенных полумуфт переключения также снижается и позволяет соединить полумуфты. После подключения незапущенных поршней к валу 9, включаем сцепление и от работающих крайних цилиндров запускаем остальные. При такой схеме запуска двигателя не требуется большая мощность стартера и системы его питания.To start the multi-cylinder internal combustion engine in the cold period of time (see Fig. 2, c), turn on the
При оппозитной схеме компоновки поршни 2, соединенные зубчатыми рейками 3 и 4 (см. фиг.1), выполняют функцию направляющих элементов, воспринимают усилия в зубчатых зацеплениях. При других компоновочных схемах: рядной, V-образной и других (см. фиг.3 и 4) усилия в зубчатом зацеплении между шестерней 5 и зубчатыми рейками 3 и 4 могут восприниматься стенками цилиндров 1 непосредственно от наружной поверхности зубчатых реек. Надо учитывать тот факт, что максимальные усилия возникают в ВМТ (см. фиг.3 слева), когда зубчатые рейки взаимодействуют со стенками цилиндра 1 по значительной длине, при сокращении длины контакта усилие на поршень 2 уменьшается. Для тяжело нагруженных поршневых машин целесообразно устанавливать дополнительные направляющие - опоры качения или скольжения, фиксирующие зубчатые рейки 3, 4 и 6, 7 от боковых перемещений.In the opposite layout arrangement, the
При компоновке цилиндров 1 в несколько рядов (см. фиг.4) крутящий момент от валов 9 зубчатыми передачами передается на выходной вал и маховик 18.When the cylinders 1 are arranged in several rows (see Fig. 4), the torque from the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012136708/06A RU2509214C1 (en) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | Rack and tooth piston machine with switching of compression stage and disconnection of pistons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012136708/06A RU2509214C1 (en) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | Rack and tooth piston machine with switching of compression stage and disconnection of pistons |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2509214C1 true RU2509214C1 (en) | 2014-03-10 |
RU2012136708A RU2012136708A (en) | 2014-03-10 |
Family
ID=50191287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012136708/06A RU2509214C1 (en) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | Rack and tooth piston machine with switching of compression stage and disconnection of pistons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2509214C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3529921A1 (en) * | 1985-04-10 | 1986-10-16 | Hiruta, Kengo, Tokio/Tokyo | Device for converting a reciprocating movement into a rotational movement |
SU1585539A1 (en) * | 1988-04-26 | 1990-08-15 | Предприятие П/Я В-8597 | Piston machine |
SU1652626A1 (en) * | 1988-10-18 | 1991-05-30 | И. А. Сергейчук | Piston machine |
US5673665A (en) * | 1995-11-11 | 1997-10-07 | Kia Motors Corporation | Engine with rack gear-type piston rod |
RU2221927C2 (en) * | 2002-02-15 | 2004-01-20 | Кубанский государственный технологический университет | Two-stroke piston machine |
-
2012
- 2012-08-27 RU RU2012136708/06A patent/RU2509214C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3529921A1 (en) * | 1985-04-10 | 1986-10-16 | Hiruta, Kengo, Tokio/Tokyo | Device for converting a reciprocating movement into a rotational movement |
SU1585539A1 (en) * | 1988-04-26 | 1990-08-15 | Предприятие П/Я В-8597 | Piston machine |
SU1652626A1 (en) * | 1988-10-18 | 1991-05-30 | И. А. Сергейчук | Piston machine |
US5673665A (en) * | 1995-11-11 | 1997-10-07 | Kia Motors Corporation | Engine with rack gear-type piston rod |
RU2221927C2 (en) * | 2002-02-15 | 2004-01-20 | Кубанский государственный технологический университет | Two-stroke piston machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012136708A (en) | 2014-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101979853B (en) | Internal dual-phase shockwave swing link transmission type internal combustion engine | |
US20040261750A1 (en) | Internal combustion engine having dual piston cylinders and linear drive arrangement | |
US20080314355A1 (en) | Engine Arrangement | |
WO2018138947A1 (en) | Opposed piston type engine | |
AU2007209302A1 (en) | Pulling rod engine | |
CN102926862B (en) | Convex inner two-phase cam rolling shifting transmission internal-combustion engine | |
CN103032164B (en) | Outer convex inner arbitrary gear difference cam is rolled and is moved transmission internal combustion engine | |
JP6364689B2 (en) | Internal combustion engine | |
US8091521B2 (en) | Self-supercharging engine with freewheeling mechanism | |
CN101205812A (en) | Four-piston cylinder engine | |
WO2003087556A1 (en) | Internal-combustion engine | |
KR20060109497A (en) | Reciprocating engine | |
US3482554A (en) | Internal combustion engine v block cam transmission | |
RU2509214C1 (en) | Rack and tooth piston machine with switching of compression stage and disconnection of pistons | |
CN1912371A (en) | Drive system of 8-cylinder hot-air engine | |
RU2742155C1 (en) | Internal combustion engine with the variable compression rate | |
WO2015127689A1 (en) | Piston engine | |
BG111267A (en) | Internal combustion engine | |
RU184024U1 (en) | Gas piston internal combustion engine for heating and ventilation of buildings | |
RU2483216C1 (en) | Semigear-and-rack piston machine | |
RU2530982C1 (en) | Opposite piston machine | |
RU2539698C1 (en) | Opposite eight-cylinder engine | |
RU2484255C1 (en) | Rack-and-pinion piston machine | |
RU218640U1 (en) | ENERGY MACHINE | |
RU2539609C2 (en) | Opposed-piston internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150828 |