RU2551717C1 - Двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель - Google Patents
Двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2551717C1 RU2551717C1 RU2014123786/06A RU2014123786A RU2551717C1 RU 2551717 C1 RU2551717 C1 RU 2551717C1 RU 2014123786/06 A RU2014123786/06 A RU 2014123786/06A RU 2014123786 A RU2014123786 A RU 2014123786A RU 2551717 C1 RU2551717 C1 RU 2551717C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- carriage
- crankcase
- engine
- movement
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в качестве источника механической энергии. Двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель содержит поршень 2, установленный в цилиндр 1, закрепленный на блок-картере 6, механизм преобразования движения, двухрожковый вильчатый выходной вал 8, связанный посредством вильчатого рычага с кареткой 14 механизма преобразования движения. Ось каретки 12 имеет цапфы с установленными на них втулками, опирающимися на беговую дорожку. Каретка соединена с поршнем посредством штока 9, нижняя головка которого жестко связна с внутренней обоймой подшипника, расположенного в гнезде каретки, а верхняя головка жестко соединена с поршнем. Подпоршневая полость отделена от картера проставкой 3 с установленным в ней сальником и имеющей отверстие для штока 9. Картерное пространство и проставка, отделяющая его от подпоршневой полости, образуют масляную полость, в которой размещаются наиболее нагруженные элементы механизма передачи и преобразования движения. Технический результат заключается в повышении надежности работы за счет улучшения качества смазки и улучшения температурных условий работы наиболее нагруженных трущихся деталей механизма передачи и преобразования движения, а также обеспечения более благоприятных условий для реализации двухтактного цикла. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в качестве источника механической энергии.
Известны конструкции бескривошипных тепловых поршневых машин, в частности поршневая машина Лапидуса (Лапидус А.Л. Поршневая машина. Авторское свидетельство №1038487, F01B 9/08, опубл. 30.08.1983). В этой машине поршень (он неподвижен) расположен внутри цилиндра, имеющего возможность возвратно-поступательного перемещения относительно его (поршня) продольной оси и вала, ось которого перпендикулярна оси поршня. Вал способен воспринимать и передавать вращательное движение кулачков установленного на нем (во внутреннем пространстве поршня) храпового механизма. Опоры вала вынесены за стенки цилиндра, выполненного с возможностью перемещения вдоль поршня благодаря окнам на боковых поверхностях. При перемещениях цилиндра верхние и нижние своды окон воздействуют на кулачки храповых (обгонных) муфт, установленных на валу во внутреннем пространстве поршня. Муфты работают в противофазе, этим обеспечивается вращение вала. Таким образом, поршень неподвижен. Возвратно-поступательное движение совершает гильза. Рабочий цикл, в частности, и сгорание реализуется в пространстве, ограниченном торцевыми поверхностями поршня и торцевыми внутренними поверхностями гильзы, внутри которой размещено тело поршня.
Основным недостатком устройства является невысокая нагрузочная способность механизма обгонных муфт, неприспособленность к повышению частоты вращения, проблематичный запуск: машина Лапидуса необратима.
Другим примером могут служить машины-двигатели с циклоидальной формой рабочих органов, в частности двигатель Ф. Ванкеля (Бениович B.C., Апазиди Г.Д., Бойко A.M. Роторно-поршневые двигатели. - М.: Машиностроение, 1968, стр. 11-40; Орлин А.С. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для ВТУЗов. - М.: Машиностроение, 1990, стр. 261- 265). В бескривошипном двигателе Ванкеля поршня как такового нет, т.к. он заменен вращающимся ротором, имеющим, по сравнению с поршнями кривошипно-шатунных двигателей, более сложную конструктивную схему и, в этой связи, более сложную технологию производства. К недостаткам двигателя Ванкеля следует отнести и более высокие тепловые потери в стенки, обусловленные значительными площадями поверхностей, формирующих внутреннее пространство камеры сгорания.
Наиболее близкой к заявленному устройству является конструкция бескривошипной тепловой машины-двигателя (патент RU №2460890 C1, F02B 75/26, F02B 75/32, F01B 9/06; опубл. 10.09.2012). Бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель содержит осесимметричный поршень, установленный в гильзу цилиндра, выходной вал, связанный с поршнем посредствам механизма преобразования движения; на внутренней поверхности днища поршня установлен подшипник, с которым соединена верхняя головка штока, связывающего поршень с кареткой механизма преобразования движения, которая в свою очередь жестко связана со штоком.
К основным недостаткам такого двигателя следует отнести неблагоприятные условия работы подшипника, расположенного на внутренней стороне днища поршня (высок уровень температурных нагрузок, не исключена также возможность масляного «голодания»), и недостаточную смазку основных сопряжений механизма передачи и преобразования движения, воспринимающего нагрузки, создаваемые давлением рабочего тела в камере сгорания в период горения.
В основу предлагаемого изобретения положена техническая задача, заключающаяся в повышении надежности двигателя за счет обеспечения благоприятных условий работы конструктивных элементов механизма передачи и преобразования движения поршня, в частности за счет снижения потерь трения в механизмах передачи и преобразования движения и повышения механического КПД двигателя.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в предлагаемой двухтактной бескривошипной поршневой тепловой машине-двигателе верхняя головка штока жестко сочленяется с поршнем, нижняя головка штока жестко закреплена во внутренней обойме подшипника, установленного в каретке механизма преобразования движения; при этом подпоршневая полость двигателя и полость блок-картера разделены проставкой, в центре которой выполнено отверстие для расположения стержня штока, а на поверхности проставки, обращенной к поршню, выполнено гнездо для установки уплотняющего шток сальника. Поверхность проставки, обращенная к блок-картеру, и стенки блок-картера образуют полость (ванну), заполненную маслом, для обеспечения смазки трущихся пар механизма передачи и преобразования движения.
Соединение поршня посредством штока, нижняя головка которого жестко связана с внутренней обоймой упорного подшипника, установленного в гнездо на каретке механизма передачи и преобразования движения, отделение с помощью проставки с гнездом для сальника подпоршневой полости двигателя от полости блок-картера и использование полости (ванны) блок-картера, заполненной маслом, создает благоприятные условия (с точки зрения обеспечения теплового состояния и смазки поверхностей трения) работы механизмов передачи и преобразования движения.
Предлагаемая конструктивная схема двухтактной бескривошипной поршневой тепловой машины-двигателя обеспечивает следующие технические преимущества:
- созданы условия для снижения уровня тепловых и механических нагрузок в элементах передачи и преобразования движения поршня, что способствует уменьшению трения и механических потерь в двигателе, повышает его механический и эффективный КПД;
- снижение тепловых и механических напряжений в элементах механизма передачи и преобразования движения, повышает надежность работы двухтактной бескривошипной поршневой тепловой машины-двигателя.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами. На фиг. 1 дан продольный разрез двухтактной бескривошипной поршневой тепловой машины-двигателя. На фиг. 2 представлена схема конструкции каретки механизма преобразования движения. На фиг. 3 - схема конструкции двухрожкового выходного вала.
Двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель содержит поршень 2, установленный в цилиндр 1, закрепленный на блок-картере 6, механизм передачи и преобразования движения, двухрожковый вильчатый выходной вал 8, связанный с кареткой 14 механизма передачи и преобразования движения. Ось 12 каретки 14 имеет цапфы с установленными на них втулками 11, опирающимися на беговую дорожку. Каретка 14 соединена с поршнем 2 посредством штока 9, нижняя головка которого жестко связана с внутренней обоймой подшипника 10, расположенного в гнезде каретки, а верхняя головка жестко соединена с поршнем 2. Подпоршневая полость отделена от блок-картера 6 проставкой 3 с установленным в ней сальником 13. По центру проставки 3 выполнено отверстие для штока 9. Блок-картер и проставка 3, отделяющая его от подпоршневой полости, образуют полость (ванну), заполненную маслом, в которой размещаются наиболее нагруженные элементы механизма передачи и преобразования движения.
Предлагаемая двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель работает по двухтактному циклу с петлевой щелевой системой газообмена.
Принцип действия двухтактной бескривошипной поршневой тепловой машины-двигателя заключается в следующем. В процессе сгорания вследствие высокого давления рабочего тела в цилиндре поршень 2 перемещается из верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. При этом его движение передается через шток 9, нижняя головка которого жестко связана с внутренней обоймой упорного подшипника 10, установленного на каретке 14 механизма передачи и преобразования движения. Ось 12 каретки механизма передачи и преобразования движения, имеющая на своих концах (цапфах) втулки 11, установленные в профилированном криволинейном пазе беговой дорожки, образуемом криволинейными торцевыми поверхностями втулок 4 и 5, побуждает каретку 14 механизма передачи и преобразования движения к вращательному движению. В связи с тем, что корпус каретки 14 имеет пазы, выполненные на ее боковой поверхности, в которых размещены стержни двухрожкового (выходного) вала 8, опирающегося на подшипник 15, установленный в крышке 7, вращательное движение каретки передается на выходной вал 8.
При этом все элементы механизма передачи и преобразования движения защищены от чрезмерно высоких тепловых и механических нагрузок, обусловленных трением и теплопередачей, так как находятся в масляной полости, отделенной проставкой 3 от подпоршневой полости двигателя. Предлагаемая бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель может быть использована в качестве источника механической энергии для привода транспортных машин и стационарных потребителей энергии (насосов, компрессоров, вентиляторов, транспортеров и др.) в различных отраслях промышленности и хозяйства.
Существенным преимуществом предлагаемой конструкции является ее простота и технологичность, повышенный моторесурс и надежность за счет придания основным деталям простых конструктивных форм, улучшения условий смазки, снижения обусловленных трением нагрузок и хорошей ремонтопригодности.
Claims (1)
- Двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель, содержащая поршень, установленный в цилиндр, закрепленный на блок-картере, механизм преобразования движения, отличающаяся тем, что поршень жестко связан с верхней головкой штока, стержень которого проходит через отверстие, выполненное по центру проставки, установленной между цилиндром и блок-картером, а нижней головкой жестко закреплен во внутренней обойме подшипника, установленного в гнезде каретки механизма преобразования движения, в шлицах которой располагаются рожки вильчатого выходного вала, при этом проставка и блок-картер с расположенными в нем элементами механизма преобразования движения образуют полость, заполненную маслом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014123786/06A RU2551717C1 (ru) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014123786/06A RU2551717C1 (ru) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2551717C1 true RU2551717C1 (ru) | 2015-05-27 |
Family
ID=53294584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014123786/06A RU2551717C1 (ru) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2551717C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702819C1 (ru) * | 2018-12-29 | 2019-10-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Бескривошипный двигатель |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4105020A1 (de) * | 1991-02-19 | 1992-08-27 | Gerhard Kell | Hubkurven und rotationskolben betriebene brennkraftmaschine, in zylinderzahl und anordnung wahlweise - mit separatem kuehlsystem - modular montierbar |
| DE4326463A1 (de) * | 1993-08-06 | 1995-02-09 | Manfred Foedisch | Viertakt-Verbrennungsmotor |
| RU2267016C1 (ru) * | 2004-05-24 | 2005-12-27 | Южно-Уральский государственный университет | Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания |
| RU2347088C1 (ru) * | 2007-04-27 | 2009-02-20 | Сергей Дмитриевич Мозоров | Винтошаровой четырехтактный двигатель |
| RU2361098C1 (ru) * | 2007-11-08 | 2009-07-10 | Талгат Хайдарович Гарипов | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания |
| RU2460890C1 (ru) * | 2011-07-12 | 2012-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель |
-
2014
- 2014-06-10 RU RU2014123786/06A patent/RU2551717C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4105020A1 (de) * | 1991-02-19 | 1992-08-27 | Gerhard Kell | Hubkurven und rotationskolben betriebene brennkraftmaschine, in zylinderzahl und anordnung wahlweise - mit separatem kuehlsystem - modular montierbar |
| DE4326463A1 (de) * | 1993-08-06 | 1995-02-09 | Manfred Foedisch | Viertakt-Verbrennungsmotor |
| RU2267016C1 (ru) * | 2004-05-24 | 2005-12-27 | Южно-Уральский государственный университет | Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания |
| RU2347088C1 (ru) * | 2007-04-27 | 2009-02-20 | Сергей Дмитриевич Мозоров | Винтошаровой четырехтактный двигатель |
| RU2361098C1 (ru) * | 2007-11-08 | 2009-07-10 | Талгат Хайдарович Гарипов | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания |
| RU2460890C1 (ru) * | 2011-07-12 | 2012-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702819C1 (ru) * | 2018-12-29 | 2019-10-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Бескривошипный двигатель |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4270395A (en) | Motion translating mechanism | |
| US4173151A (en) | Motion translating mechanism | |
| US2166975A (en) | Mechanical movement | |
| GB2470808A (en) | Positive Displacement Machines with balanced hypocycloidal drive | |
| RU2551717C1 (ru) | Двухтактная бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель | |
| US10626793B2 (en) | Internal pressure driven engine | |
| NO139007B (no) | Fremgangsmaate ved og anordning for ventilasjon av et sylindertoerkeparti | |
| US20130118175A1 (en) | Piston engine drivable using a steam power process | |
| RU2460890C1 (ru) | Бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель | |
| RU2595993C1 (ru) | Устройство изменения радиуса кривошипа кривошипно-шатунного механизма | |
| CN104727891A (zh) | 发动机活塞连杆结构的润滑系统 | |
| RU2625606C1 (ru) | Поршневая машина | |
| US1474549A (en) | Internal-combustion engine | |
| US2272518A (en) | Pump | |
| RU2448263C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
| EP3377730B1 (en) | Device for converting reciprocating motion into rotary motion and vice versa, in axial-piston mechanical systems | |
| RU2250377C2 (ru) | Поршневая машина | |
| RU134596U1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
| US20130118174A1 (en) | Piston engine drivable using a steam power process | |
| RU182162U1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
| WO2004104376A1 (en) | An engine with drive ring | |
| WO1990000676A1 (en) | Internal combustion engine | |
| RU2411382C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
| US712855A (en) | Motor. | |
| 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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170611 |