RU2610856C2 - Crank rod-free piston engine - Google Patents
Crank rod-free piston engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610856C2 RU2610856C2 RU2015118093A RU2015118093A RU2610856C2 RU 2610856 C2 RU2610856 C2 RU 2610856C2 RU 2015118093 A RU2015118093 A RU 2015118093A RU 2015118093 A RU2015118093 A RU 2015118093A RU 2610856 C2 RU2610856 C2 RU 2610856C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pistons
- crank
- engine
- free piston
- rods
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
- F01B7/16—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with pistons synchronously moving in tandem arrangement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
- F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к бесшатунным поршневым двигателям.The invention relates to internal combustion engines, in particular to rodless piston engines.
Известны бесшатунные двигатели (Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания. С.С. Баландин, М.: Машиностроение, 1968 г., с. 9, 14), состоящие из корпуса, цилиндров, расположенных Y-образно и X-образно, звездообразно или под различными углами относительно друг друга, поршни и штоки с преобразующим механизмом не совершают угловых качаний. Преобразующий механизм основан на кинематике "точного прямила" и два поршня жестко соединены со штоком, действующим на коленчатый вал, который вращается в кривошипах с зубчатыми венцами.Known rodless engines (rodless piston internal combustion engines. SS Balandin, M .: Mechanical Engineering, 1968, S. 9, 14), consisting of a housing, cylinders, arranged Y-shaped and X-shaped, star-shaped or under different angles relative to each other, pistons and rods with a converting mechanism do not make angular swings. The transforming mechanism is based on the kinematics of the “exact spindle” and the two pistons are rigidly connected to the rod acting on the crankshaft, which rotates in cranks with gear rims.
Недостатками устройства являются: необходимое количество цилиндров, кратное четырем; значительный осевой габарит; несоосное расположение цилиндров; наличие коленчатого вала и сложного по конструкции и технологии изготовлению механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное; невозможность регулирования степени сжатия.The disadvantages of the device are: the required number of cylinders, a multiple of four; significant axial clearance; misaligned cylinder arrangement; the presence of a crankshaft and a complicated by design and manufacturing mechanism for converting the reciprocating motion into rotational; inability to control the degree of compression.
Известна поршневая машина с бесшатунным преобразованием возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение рабочего вала, см. авт. св. 1771513, кл. F01В 9/02, содержащая корпус с оппозитно расположенными цилиндрами, в которых размещены двухпоршневые штоки, без крейцкопфных направляющих, связывающие поршни с шейками коленчатого вала, выполненного из двух и более частей и каждая часть которого смонтирована в отдельной эксцентричной втулке с возможностью соосного вращения всех втулок в корпусе в противоположных друг другу направлениях и связанных с зубчатыми колесами и выходным валом; шарнирная муфта жестко связана с двухпоршневым штоком, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндрах, расположенных под прямым углом к другим цилиндрам.Known piston machine with rodless conversion of the reciprocating motion of the pistons in the rotational motion of the working shaft, see ed. St. 1771513,
К недостаткам известного устройства можно отнести: сложность конструкции, наличие коленчатого вала, эксцентричных втулок, шарнирной муфты, зубчатых колес, выходного вала, т.е. сложного по конструкции и изготовлению преобразующего механизма; большая металлоемкость конструкции; необходимое количество цилиндров, кратное четырем; работа на определенном виде топлива; невозможность регулирования сжатия в цилиндрах.The disadvantages of the known device include: design complexity, the presence of a crankshaft, eccentric bushings, an articulated coupling, gears, an output shaft, i.e. complex in design and manufacture of the transforming mechanism; high metal consumption of the structure; the required number of cylinders, a multiple of four; work on a certain type of fuel; the inability to control compression in the cylinders.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному – прототипом - является бесшатунный поршневой двигатель, см. патент РФ №2122638, содержащий корпус, расположенные рядно и/или оппозитно цилиндры, поршни, размещенные в цилиндрах с образованием рабочих камер, жестко соединенные с поршнями штоки, маховик, кривошип с опорной и штоковой шейками и щекой, кинематически связанный с поршнями посредством применения кулисного механизма преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращение вала, включающего кулису, соединенную с перпендикулярно прикрепленными к ней штоками, кулисный камень, размещенный в кулисе и имеющий отверстие, в котором с возможностью вращения расположена штоковая шейка кривошипа, при этом двигатель снабжен ползуном, противовесом и электродвигателем, в щеке кривошипа выполнен паз, ось которого перпендикулярна осям штоковой и опорной шеек кривошипа, в пазу кривошипа размещены ползун, редуктор и противовес, кинематически связанные между собой с возможностью поступательного движения ползуна и противовеса в пазу кривошипа, причем ползун жестко соединен со штоковой шейкой кривошипа, а редуктор установлен на валу электродвигателя, размещенного внутри опорной шейки кривошипа.The closest in technical essence to the proposed one - the prototype - is a rodless piston engine, see RF patent No. 2122638, comprising a housing arranged in series and / or opposite cylinders, pistons placed in the cylinders with the formation of working chambers, rods rigidly connected to the pistons, flywheel , a crank with a support and rod necks and a cheek, kinematically connected with the pistons through the use of a rocker mechanism for converting the reciprocating movement of the pistons into a rotation of the shaft, including the link, connected with rods perpendicular to it, a rocker placed in the rocker and having an opening in which the crank pin is rotatably disposed, the engine is equipped with a slider, a counterweight and an electric motor, a groove is made in the crank cheek, the axis of which is perpendicular to the rod axes and the supporting neck of the crank, in the groove of the crank there is a slider, gearbox and counterweight kinematically connected with each other with the possibility of translational movement of the slider and counterweight in the groove of the crank, and the slider of a tight coupled with the crank rod neck, and the gear mounted on the motor shaft, disposed inside the neck of the crank bearing.
К недостаткам известного двигателя-прототипа можно отнести неравномерность нагрузки на кулису, приводящая к воздействию нагрузки под углом относительно хода ползунов, что приводит к повышенному износу. Воздействие центробежной силы на кривошип приводит к вибрации механизма, приводящей также к повышенному его износу и возможному разрушению.The disadvantages of the known engine of the prototype include the uneven load on the wings, leading to the effect of the load at an angle relative to the stroke of the sliders, which leads to increased wear. The effect of centrifugal force on the crank leads to vibration of the mechanism, which also leads to increased wear and possible destruction.
Техническим результатом предложенного двигателя является устранение недостатков прототипа, в частности создание двигателя, обеспечивающего равномерную нагрузку на кулису, предотвращающего вибрацию и повышенный износ.The technical result of the proposed engine is to eliminate the disadvantages of the prototype, in particular the creation of an engine that provides a uniform load on the wings, preventing vibration and increased wear.
Поставленный технический результат достигается сочетанием использования общих с прототипом известных признаков, включающих корпус с расположенными рядно и/или оппозитно цилиндрами, поршни со штоками и механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, выполненный в виде маховика, смонтированного на кривошипе, кулисы, соединенной посредством кулисного камня с кривошипом, штоками поршней, связанных с кулисами, и новых признаков, заключающихся в том, что двигатель снабжен дополнительной группой поршней с кривошипом, связанной с первой группой поршней при помощи зубчатого зацепления, смонтированного на кривошипах, при этом кривошипы механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное смонтированы симметрично.The technical result is achieved by combining the use of well-known features common to the prototype, including a housing with cylinders arranged in row and / or opposite, pistons with rods and a mechanism for converting reciprocating motion into rotational motion, made in the form of a flywheel mounted on a crank, a link connected via a link a stone with a crank, piston rods connected to the wings, and new signs that the engine is equipped with an additional group of pistons with a crooked a spike connected to the first group of pistons by means of gears mounted on cranks, while the cranks of the mechanisms for converting the reciprocating motion into rotational are mounted symmetrically.
Шейки кривошипов групп поршней, связанные при помощи кулисных камней с кулисами, смонтированы на одинаковом расстоянии от ползунов.The necks of the cranks of the piston groups, connected by means of the rocker stones to the wings, are mounted at the same distance from the sliders.
Новизной бесшатунного поршневого двигателя внутреннего сгорания является наличие дополнительной группы поршней с кривошипом, связанной с первой группой поршней при помощи зубчатого зацепления, смонтированного на кривошипах обеих групп, при этом кривошипы механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное смонтированы симметрично.The novelty of the rodless reciprocating internal combustion engine is the presence of an additional group of pistons with a crank connected to the first group of pistons with gears mounted on the cranks of both groups, while the cranks of the mechanisms for converting the reciprocating motion into rotational are mounted symmetrically.
Так, наличие дополнительной группы поршней с кривошипом, связанной с первой группой поршней при помощи зубчатого зацепления, смонтированного на кривошипах обеих групп в сочетании с тем, что кривошипы механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное смонтированы симметрично, позволяет равномерно распределить нагрузку от поршней каждой группы на каждую кулису. При симметричном расположении шеек кривошипов, связанных при помощи кулисных камней с кулисами, и вращении кривошипов навстречу друг другу, обусловленным зубчатым зацеплением, воздействие нагрузки от поршней на каждую кулису происходит одновременно и всегда на одинаковом расстоянии от ползунов. Такое конструктивное выполнение двигателя позволяет достичь поставленного изобретением технического результата.So, the presence of an additional group of pistons with a crank connected to the first group of pistons by means of gearing mounted on the cranks of both groups in combination with the fact that the cranks of the mechanisms for converting the reciprocating motion into rotational motion are mounted symmetrically, allows you to evenly distribute the load from the pistons of each group to every backstage. With a symmetrical arrangement of the necks of the cranks connected by means of the rocker stones with the wings, and the rotation of the cranks towards each other, due to gearing, the load from the pistons on each wings occurs simultaneously and always at the same distance from the sliders. Such a structural embodiment of the engine allows to achieve the technical result set by the invention.
Признак выполнения (соединения) шеек кривошипов групп поршней, связанных при помощи кулисных камней с кулисами, на одинаковом расстоянии от ползунов позволяет при вращении кривошипов в противоположные стороны всегда находится симметрично друг другу и на одинаковом расстоянии от ползунов, либо на минимально приближенном расстоянии, либо на максимально удаленном расстоянии шеек кривошипов друг от друга.The sign of the execution (connection) of the crankshaft necks of the groups of pistons connected by means of the rocker stones with the wings at the same distance from the sliders allows, when the cranks are rotated in opposite directions, always located symmetrically to each other and at the same distance from the sliders, either at a minimum approximate distance, or at the most remote distance of the crank necks from each other.
Согласно проведенным патентно-информационным исследованиям сочетания известных и новых признаков предлагаемого изобретения в источниках патентной и научно-технической информации не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.According to the patent information research, no combination of known and new features of the present invention was found in the sources of patent and scientific and technical information, which makes it possible to attribute the features to novelty.
Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники, и не вытекает из него явным образом, и позволяет получить более высокий и даже неожиданный результат, то предлагаемые существенные признаки и их сочетание можно считать имеющими изобретательский уровень.Since the proposed combination of features is not known from the existing level of technology, and does not follow from it explicitly, and allows you to get a higher and even unexpected result, the proposed essential features and their combination can be considered to have an inventive step.
Описание осуществления предлагаемого способа, в том числе на конкретном примере, позволяет отнести его к промышленно выполнимым.The description of the implementation of the proposed method, including a specific example, allows it to be attributed to industrially feasible.
На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый двигатель с двумя группами поршней.In FIG. 1 schematically shows the proposed engine with two groups of pistons.
На фиг. 2 схематично показан разрез двигателя по линии Б-Б на фиг. 3.In FIG. 2 schematically shows a section through the engine along line BB in FIG. 3.
На фиг. 3 схематично показан разрез двигателя по линии А-А на фиг. 2.In FIG. 3 schematically shows a section of the engine along line AA in FIG. 2.
Предлагаемый в качестве изобретения бесшатунный поршневой двигатель состоит из блока цилиндров 1, в котором смонтированы поршни 2 со штоками 3, связанными с кулисами 4. Кулисы 4 при помощи кулисный камней 5 связаны с кривошипами 6 и 7, которые связаны друг с другом при помощи зубчатого зацепления 8. Кулисы 4 связаны с ползунами 9. Каждый кривошип снабжен маховиком 10.The rodless piston engine according to the invention consists of a
Бесшатунный поршневой двигатель работает следующим образом.The rodless piston engine operates as follows.
Воздушно-топливная смесь, попадая в камеру сгорания двигателя, воспламеняется и, создавая давление, воздействует в каждой группе поршней 2 на один из них. При двух группах поршней давление создают одновременно два, например два крайних правых поршня см. на фиг. 1. Поршни под действием давления перемещаются вдоль цилиндров и через штоки 3 давят на кулису 4, которая начинает перемещаться вниз вдоль двух расположенных по бокам ползунов 9. Одновременно при этом кулиса 4 через кулисные камни 5 давит на шейки кривошипов 6 и 7, которые приводят во вращение колеса зубчатого зацепления 8 и перемещают все кулисы, которые через кулисные камни 5 кулисы воздействуют на поршни. Зубчатые колеса соединены между собой и вращаются в противоположные стороны с одинаковой угловой скоростью. Одновременно получают вращение и смонтированные на кривошипах маховики 10, которые стабилизируют вращение. При перемещении поршней 2 в соответствии с заданным порядком зажигания происходят процессы всасывания топливной смеси, ее сжатие, воспламенение и рабочий ход. При этом, в связи с тем, что кривошипы групп поршней связаны друг с другом посредством зубчатого зацепления 8, работа поршней в каждой группе осуществляется синхронно и одновременно. При этом шейки кривошипов через кулисные камни 5 постоянно воздействуют на кулисы на одинаковом расстоянии от ползунов 9, что предотвращает неравномерность распределения нагрузки и, как результат, предотвращает износ двигателя. Так, например, симметричное расположение кривошипов 6 и 7, при рассмотрении работы крайних правых поршней двигателя, позволяет шейкам кривошипов находиться на одинаковом расстоянии от ползунов 9, уравновешивая прилагаемые к кулисам нагрузки, либо на минимальном расстоянии, когда шейки кривошипов обращены друг к другу, либо на максимальном расстоянии, когда шейки кривошипов приближены к ползунам 9. Промежуточные положения шеек кривошипа также находятся симметрично друг другу и уравновешивают все имеющиеся нагрузки двигателя, прилагая их на одинаковом расстоянии от ползунов 9.The air-fuel mixture, falling into the combustion chamber of the engine, ignites and, creating pressure, acts in each group of
В настоящее время автором изготовлена модель двигателя, имитирующего его работу. Предварительная проработка кинематики работы двигателя показала положительные результаты.Currently, the author has made a model of the engine that simulates its work. A preliminary study of the kinematics of the engine showed positive results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015118093A RU2610856C2 (en) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Crank rod-free piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015118093A RU2610856C2 (en) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Crank rod-free piston engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015118093A RU2015118093A (en) | 2016-12-10 |
RU2610856C2 true RU2610856C2 (en) | 2017-02-16 |
Family
ID=57759871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015118093A RU2610856C2 (en) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Crank rod-free piston engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610856C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794018C1 (en) * | 2022-10-05 | 2023-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I (ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ ) | Conrod-free engine with crank-rocker mechanism |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4827896A (en) * | 1987-10-29 | 1989-05-09 | Adams Lloyd M | Internal combustion engine without connecting rods |
RU2089739C1 (en) * | 1993-03-04 | 1997-09-10 | Черногоров Анатолий Дмитриевич | Internal combustion engine with self-ignition (fuel injection ) at superhigh regulated compression ratios (exceeding 19) |
RU2122638C1 (en) * | 1996-06-03 | 1998-11-27 | Андрей Дмитриевич Рюхин | Axial piston engine |
US20040255879A1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-12-23 | Igor Zaytsev | Harmonic sliding slotted link mechanism for piston engines |
RU139346U1 (en) * | 2013-05-27 | 2014-04-20 | Михаил Юрьевич Артамонов | MODULAR AIRCRAFT UNLOADED PISTON ENGINE |
-
2015
- 2015-05-14 RU RU2015118093A patent/RU2610856C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4827896A (en) * | 1987-10-29 | 1989-05-09 | Adams Lloyd M | Internal combustion engine without connecting rods |
RU2089739C1 (en) * | 1993-03-04 | 1997-09-10 | Черногоров Анатолий Дмитриевич | Internal combustion engine with self-ignition (fuel injection ) at superhigh regulated compression ratios (exceeding 19) |
RU2122638C1 (en) * | 1996-06-03 | 1998-11-27 | Андрей Дмитриевич Рюхин | Axial piston engine |
US20040255879A1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-12-23 | Igor Zaytsev | Harmonic sliding slotted link mechanism for piston engines |
RU139346U1 (en) * | 2013-05-27 | 2014-04-20 | Михаил Юрьевич Артамонов | MODULAR AIRCRAFT UNLOADED PISTON ENGINE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794018C1 (en) * | 2022-10-05 | 2023-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I (ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ ) | Conrod-free engine with crank-rocker mechanism |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015118093A (en) | 2016-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2066889B1 (en) | Improved opposed piston combustion engine | |
US4848282A (en) | Combustion engine having no connecting rods or crankshaft, of the radial cylinder type | |
GB2431695A (en) | Internal combustion five-stroke engine with opposed pistons and eccentric gearing | |
EP2447499B1 (en) | Internal combustion engine | |
GB2482750A (en) | An opposed piston engine | |
CN100338336C (en) | Ball shape rotary engine | |
RU2610856C2 (en) | Crank rod-free piston engine | |
US3386424A (en) | Internal combustion engines | |
RU2281399C2 (en) | Opposed-piston engine | |
RU2482301C1 (en) | Opposed internal combustion engine without piston rod | |
CN212839228U (en) | Cam coaxial sine movement mechanism and equipment adopting same | |
CN210317485U (en) | Double-cylinder internal combustion engine based on three-cycle curved groove ball bearing | |
RU2742155C1 (en) | Internal combustion engine with the variable compression rate | |
CN210217918U (en) | Double-cylinder internal combustion engine | |
RU2096638C1 (en) | Piston-type machine (options) | |
RU2496998C2 (en) | Rotary-vane ice | |
US2767589A (en) | Cam and slide motion converting means for converting rotary motion to reciprocating motion | |
CN2833136Y (en) | Spherical rotary engine | |
RU2539609C2 (en) | Opposed-piston internal combustion engine | |
US11193418B2 (en) | Double-cylinder internal combustion engine | |
RU108493U1 (en) | FOUR-QUALITY FOUR-CYLINDER STABILIZED INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
CN103104341A (en) | Inclined plate engine | |
RU72273U1 (en) | PISTON MACHINE | |
RU2641343C1 (en) | Crank mechanism with gear wheels | |
CN213743680U (en) | Arc cylinder and piston driven crankless engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170515 |