RU2524154C2 - Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа (варианты) и система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа - Google Patents
Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа (варианты) и система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524154C2 RU2524154C2 RU2012143826/06A RU2012143826A RU2524154C2 RU 2524154 C2 RU2524154 C2 RU 2524154C2 RU 2012143826/06 A RU2012143826/06 A RU 2012143826/06A RU 2012143826 A RU2012143826 A RU 2012143826A RU 2524154 C2 RU2524154 C2 RU 2524154C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinders
- crank
- cranks
- gears
- drive shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, поршневых компрессорах, насосах, а также в механизмах преобразования вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное движение поршней и наоборот. Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа, включает в себя картер (7) с цилиндрами (11), в котором размещены штоки (9) с поршнями (11) и приводной вал с ведущей шестерней. Ведущая шестерня находится в зацеплении с ведомой шестерней, жестко установленной в корпусе кривошипов. В механизме имеются оппозитно установленные кривошипы (5) преобразующие вращательное движение приводного вала в возвратно-поступательное перемещение штоков (9) с поршнями (10) в цилиндрах (11). Раскрыт вариант выполнения оппозитного кривошипно-планетарного поршневого механизма бесшатунного типа и система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа. Технический результат заключается в упрощении конструкции и в повышении производительности. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях двигателей внутреннего сгорания, поршневых компрессорах, насосах, а также во всех механизмах преобразования вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное перемещение поршней бесшатунным способом и наоборот.
Известен бесшатунный механизм (С.С. Баландин. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1972 г.), в котором вместо шатуна используется жестко соединенный с поршнями шток, который возвратно-поступательно перемещается по боковым направляющим, связан с коленчатым валом, вращающимся в цапфах, синхронизированных через промежуточный вал зубчатой передачей.
Однако в известном механизме отсутствует компенсация предельных отклонений размеров межцентровых расстояний в коленчатом вале и радиусах кривошипов, что требует высочайшей точности изготовления и значительно снижает ресурс работы двигателя.
Известны бесшатунные механизмы (патенты РФ №№2256798, 2256799, МПК F01B 9/02, опубл. 20.07.2005), содержащие шарнирно соединенные опорный и поводковый кривошипы с радиусами вращения, равными одной четвертой части хода поршня, и имеющие штоковую шейку, связанную как минимум с одним поршневым штоком.
Известен асинхронный бесшатунный механизм (патент РФ №2256800, МПК F01B 9/02, опубл. 20.07.2005), содержащий два промежуточных вала, на которых жестко насажены вращающиеся шестерни с радиусом начальной окружности, равным одной четверти хода поршней, находящиеся во взаимодействии с парой неподвижных шестерен внутреннего зацепления, имеющих радиус начальной окружности, равный половине хода поршней, механизм снабжен общей опорой для двух промежуточных валов, выполненной в виде эксцентриковой втулки с двумя отверстиями, эксцентриситет которой равен одной четвертой части хода поршня, при этом колена промежуточных валов связаны с поршневыми штоками и установлены в соответствии с заданными фазами движения и, в частности, с возможностью перемещения их в противофазе.
Известно устройство преобразования движения (патент РФ №2280771, МПК F02B 75/32, F02B 75/04, F02D 15/02, опубл. 27.07.2006), содержащее шатун, подвижно соединенный с коленчатым валом через эксцентрик, который имеет свободу вращения на шейке коленчатого вала и жестко соединен с малой цилиндрической шестерней, имеющей совместно с эксцентриком свободу вращения на кривошипе коленчатого вала и образующей пару внутреннего зацепления с шестерней большего диаметра, закрепленной в корпусе устройства.
Известные механизмы имеют сложные конструкции, которые повышают стоимость изделий и снижают эксплуатационный ресурс.
Известен поршневой компрессор бесшатунного типа с кривошипно-планетарным механизмом (патент РФ №96192, МПК F04B 27/00, опубл. 22.03.2010 г.), ближайший по технической сущности и принятый за прототип, включающий корпус с цилиндрами, в котором размещены штоки с поршнями и клапанными головками, коленчатый вал, соединенный через посадочные гнезда одним концом с ведущим кривошипным валом, а вторым концом - с ведомым кривошипным валом, причем на коленчатом валу жестко установлена планетарная шестерня-сателлит, которая находится во внутреннем зацеплении с центральной планетарной шестерней.
Однако в данном поршневом компрессоре недостатком является наличие массивного, составного вала, состоящего из ведущего кривошипа, коленчатого вала и ведомого кривошипа, соединенных для жесткости четырьмя подшипниками качения.
Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение технико-экономических характеристик путем унификации базового поршневого механизма.
Техническим результатом, достигаемым при использовании данного изобретения, является упрощение конструкции, повышение производительности и КПД.
Основным отличием заявляемого устройства является то, что кривошипы смонтированы оппозитно в корпусе кривошипов, который имеет ведомую шестерню, связанную зубчатым зацеплением с приводным валом. Такая компоновка обеспечивает простоту изготовления, уменьшается количество деталей и их вес, снижаются инерционные силы, уменьшаются энергетические затраты на привод и повышается КПД.
Технический результат достигается тем, что в оппозитном кривошипно-планетарном поршневом механизме бесшатунного типа, включающем картер с цилиндрами, в котором размещены штоки с поршнями, новым является то, что он содержит приводной вал с ведущей шестерней, находящейся в зацеплении с ведомой шестерней, жестко установленной в корпусе кривошипов, в котором также оппозитно установлены кривошипы с возможностью преобразования вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное перемещение штоков с поршнями в цилиндрах.
Количество цилиндров, по меньшей мере, равно двум или четырем.
Цилиндры расположены оппозитно, в ряд или по диагонали.
На кривошипах жестко установлены шестерни-сателлиты.
Шипы кривошипов соединены со штоками на скользящей посадке.
Количество кривошипов, шестерней-саттелитов, зубчатых венцов внутреннего зацепления, по меньшей мере, равно двум.
На цилиндрах расположены клапанные головки, соединенные с ресивером.
Технический результат также достигается тем, что в оппозитном кривошипно-планетарном поршневом механизме бесшатунного типа, включающем картер с цилиндрами, в котором размещены штоки с поршнями, новым является то, что он содержит приводной вал с ведущей шестерней, связанной с ведомой шестерней корпуса кривошипов с помощью зубчатой передачи, причем в корпусе кривошипов также оппозитно установлены кривошипы с возможностью преобразования вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное перемещение штоков с поршнями в цилиндрах.
Количество цилиндров, по меньшей мере, равно двум или четырем.
Цилиндры расположены оппозитно, в ряд или по диагонали.
На кривошипах жестко установлены шестерни-сателлиты.
Шипы кривошипов соединены со штоками на скользящей посадке.
Количество кривошипов, шестерней-саттелитов, зубчатых венцов внутреннего зацепления, по меньшей мере, равно двум.
На цилиндрах расположены клапанные головки, соединенные с ресивером.
Технический результат также достигается тем, что система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа содержит по меньшей мере два механизма, установленных в общем картере зеркально по отношению друг к другу и связанных своими ведомыми шестернями с ведущей шестерней общего приводного вала.
Механизмы установлены по отношению друг к другу под углом.
Количество цилиндров равно восьми.
Заявленное устройство поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена схема 4-цилиндрового оппозитного кривошипно-планетарного поршневого механизма бесшатунного типа (вид сбоку).
На фиг.2 представлена схема 4-цилиндрового оппозитного кривошипно-планетарного поршневого механизма бесшатунного типа (вид сверху).
На фиг.3 представлена схема производного унифицированного 8- цилиндрового оппозитного кривошипно-планетарного поршневого механизма бесшатунного типа с одним приводным валом и одной ведущей шестерней (вид сбоку), скомпонованного из унифицированных деталей представленного на фиг.2 базового механизма.
Здесь 1 - приводной вал, 2 - ведущая шестерня, 3 - ведомая шестерня, 4 - корпус кривошипов, 5 - кривошипы, 6 - шестерни-саттелиты, 7 - картер механизма, 8 - зубчатые венцы внутреннего зацепления, 9 - штоки, 10 - поршни, 11 - цилиндры, 12 - клапанные головки.
Ведомая шестерня 3 связана зубчатым зацеплением с ведущей шестерней 2 приводного вала 1 и соединена с корпусом кривошипов 4, в котором установлены кривошипы 5.
На кривошипах 5 жестко установлены шестерни-сателлиты 6, которые обкатываются по закрепленным в картере механизма 7 зубчатым венцам внутреннего зацепления 8.
Шипы кривошипов 5 соединены со штоками 9.
Штоки 9 с поршнями 10 установлены в оппозитно расположенных цилиндрах 11 с клапанными головками 12.
Если устройство содержит только два цилиндра, они могут быть расположены оппозитно, в ряд или по диагонали.
Если устройство содержит четыре цилиндра и более, они могут быть расположены только оппозитно попарно.
Наибольший КПД будет достигаться при оппозитном расположении 4-х цилиндров, однако в зависимости от поставленной задачи можно сконструировать 2-цилиндровый агрегат с рядным расположением цилиндров (например, компрессор для Камаза или ДВС для а/м ОКА) или с расположением цилиндров по диагонали (например, ДВС для моторной лодки).
Устройство работает следующим образом.
При вращении приводного вала 1 ведущая шестерня 2 через ведомую шестерню 3 задает круговое движение корпусу кривошипов 4 вместе с кривошипами 5, при этом жестко установленные на кривошипах шестерни-сателлиты 6 обкатываются по закрепленным в картере механизма 7 зубчатым венцам внутреннего зацепления 8, заставляя кривошипы 5 совершать вращательное движение, а шипы кривошипов 5 совершать строго прямолинейное возвратно-поступательное движение совместно с установленными на них штоками 9 с поршнями 10. Поршни 10, строго прямолинейно, перемещаясь в цилиндрах 11, совершают ход от нижней «мертвой» точки (НМТ) до верхней «мертвой» точки (ВМТ), равный учетверенному радиусу кривошипов, и посредством клапанных головок 12 всасывают атмосферный воздух (или другое рабочее текучее вещество) в цилиндры, сжимают его и нагнетают в ресивер до заданного давления.
Для создания на базе исходной модели механизма бесшатунного типа ряда производных механизмов с различными показателями мощности, производительности и т.д. достаточно установить зеркально или под некоторым углом к базовому механизму дополнительный аналогичный по конструкции механизм, связанный своей ведомой шестерней с ведущей шестерней приводного вала исходной модели (см. фиг.3).
Например, для объединения двух механизмов используют унифицированный картер, в котором размещают оба механизма на общем приводном валу.
Полученный таким образом 8-цилиндровый механизм позволяет в два раза повысить производительность такой системы механизмов при сохранении габаритов и всех комплектующих деталей 4-цилиндрового механизма, при этом снижаются затраты на производство нового изделия.
Использование заявленного изобретения позволит значительно увеличить производительность и КПД поршневых механизмов, а также снизить затраты на их изготовление и эксплуатацию.
Claims (17)
1. Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа, включающий картер с цилиндрами, в котором размещены штоки с поршнями, отличающийся тем, что содержит приводной вал с ведущей шестерней, находящейся в зацеплении с ведомой шестерней, жестко установленной в корпусе кривошипов, в котором также оппозитно установлены кривошипы с возможностью преобразования вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное перемещение штоков с поршнями в цилиндрах.
2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что количество цилиндров, по меньшей мере, равно двум или четырем.
3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что цилиндры расположены оппозитно, в ряд, или по диагонали.
4. Механизм по п.1, отличающийся тем, что на кривошипах жестко установлены шестерни-сателлиты.
5. Механизм по п.1, отличающийся тем, что шипы кривошипов соединены со штоками на скользящей посадке.
6. Механизм по п.1, отличающийся тем, что количество кривошипов, шестерней-саттелитов, зубчатых венцов внутреннего зацепления, по меньшей мере, равно двум.
7. Механизм по п.1, отличающийся тем, что на цилиндрах расположены клапанные головки, соединенные с ресивером.
8. Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа, включающий картер с цилиндрами, в котором размещены штоки с поршнями, отличающийся тем, что содержит приводной вал с ведущей шестерней, связанной с ведомой шестерней корпуса кривошипов с помощью зубчатой передачи, причем в корпусе кривошипов также оппозитно установлены кривошипы с возможностью преобразования вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное перемещение штоков с поршнями в цилиндрах.
9. Механизм по п.8, отличающийся тем, что количество цилиндров, по меньшей мере, равно двум, или четырем.
10. Механизм по п.8, отличающийся тем, что цилиндры расположены оппозитно, в ряд или по диагонали.
11. Механизм по п.8, отличающийся тем, что на кривошипах жестко установлены шестерни-сателлиты.
12. Механизм по п.8, отличающийся тем, что шипы кривошипов соединены со штоками на скользящей посадке.
13. Механизм по п.8, отличающийся тем, что количество кривошипов, шестерней-саттелитов, зубчатых венцов внутреннего зацепления, по меньшей мере, равно двум.
14. Механизм по п.8, отличающийся тем, что на цилиндрах расположены клапанные головки, соединенные с ресивером.
15. Система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа, содержащая по меньшей мере два механизма по любому из пп.1-14, установленных в общем картере зеркально по отношению друг к другу и связанных своими ведомыми шестернями с ведущей шестерней общего приводного вала.
16. Система по п.15, отличающаяся тем, что механизмы по любому из пп.1-14 установлены по отношению друг к другу под углом.
17. Система по п.15, отличающаяся тем, что количество цилиндров равно восьми.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012143826/06A RU2524154C2 (ru) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа (варианты) и система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012143826/06A RU2524154C2 (ru) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа (варианты) и система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012143826A RU2012143826A (ru) | 2014-05-10 |
RU2524154C2 true RU2524154C2 (ru) | 2014-07-27 |
Family
ID=50629126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012143826/06A RU2524154C2 (ru) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа (варианты) и система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2524154C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4026252A (en) * | 1975-08-08 | 1977-05-31 | Wrin John W | Engine construction |
EP0708274A1 (en) * | 1994-05-10 | 1996-04-24 | Longwell Japan Co., Ltd. | Crank device and machine device |
RU2270U1 (ru) * | 1994-08-10 | 1996-06-16 | Волгоградский государственный технический университет | Бесшатунный механизм для двигателя внутреннего сгорания |
RU3630U1 (ru) * | 1995-12-14 | 1997-02-16 | Владимир Петрович Логинов | Бесшатунный приводной механизм |
RU2131527C1 (ru) * | 1997-10-03 | 1999-06-10 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Двухтактная поршневая машина |
-
2012
- 2012-10-15 RU RU2012143826/06A patent/RU2524154C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4026252A (en) * | 1975-08-08 | 1977-05-31 | Wrin John W | Engine construction |
EP0708274A1 (en) * | 1994-05-10 | 1996-04-24 | Longwell Japan Co., Ltd. | Crank device and machine device |
RU2270U1 (ru) * | 1994-08-10 | 1996-06-16 | Волгоградский государственный технический университет | Бесшатунный механизм для двигателя внутреннего сгорания |
RU3630U1 (ru) * | 1995-12-14 | 1997-02-16 | Владимир Петрович Логинов | Бесшатунный приводной механизм |
RU2131527C1 (ru) * | 1997-10-03 | 1999-06-10 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Двухтактная поршневая машина |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012143826A (ru) | 2014-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7201133B2 (en) | Internal combustion engine having dual piston cylinders and linear drive arrangement | |
US20140318483A1 (en) | Engine | |
CN102207179A (zh) | 一种旋转运动和往复运动转换装置 | |
US20030183026A1 (en) | Apparatus for converting rotary to reciprocating motion and vice versa | |
RU2213227C2 (ru) | Поршневая машина с бесшатунным механизмом | |
GB2470808A (en) | Positive Displacement Machines with balanced hypocycloidal drive | |
US20110146629A1 (en) | Internal pressure driven engine | |
RU2524154C2 (ru) | Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа (варианты) и система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа | |
RU2380543C2 (ru) | Поршневая машина | |
US5448972A (en) | Internal combustion engine | |
RU139346U1 (ru) | Модульный авиационный бесшатунный поршневой двигатель | |
RU109802U1 (ru) | Бесшатунный поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
CN101263286A (zh) | 无连杆活塞内燃发动机 | |
RU2786301C1 (ru) | Зубчато-кулисная поршневая машина | |
RU2433288C2 (ru) | Бесшатунный двигатель | |
RU2375595C1 (ru) | Асинхронный зубчатый преобразователь возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот, передняя коленчатая пара, задняя коленчатая пара, промежуточное зубчатое колесо и опорное зубчатое колесо для него | |
CN111457067B (zh) | 凸轮共轴的正弦运动机构及采用其的设备 | |
CN219888211U (zh) | 一种无油压缩机主机头 | |
RU2411382C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU72273U1 (ru) | Поршневая машина | |
RU2391524C1 (ru) | Механизм передачи движения от поршней на выходной вал оппозитного двигателя | |
RU2344300C2 (ru) | Поршневая машина | |
RU154269U1 (ru) | Бесшатунный поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
RU2484255C1 (ru) | Шестеренно-реечная поршневая машина | |
RU2449141C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20160426 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201016 |