RU2612868C2 - Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами уатта - Google Patents
Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами уатта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612868C2 RU2612868C2 RU2015134548A RU2015134548A RU2612868C2 RU 2612868 C2 RU2612868 C2 RU 2612868C2 RU 2015134548 A RU2015134548 A RU 2015134548A RU 2015134548 A RU2015134548 A RU 2015134548A RU 2612868 C2 RU2612868 C2 RU 2612868C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- watt
- rods
- piston machine
- mainly
- piston
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F01B1/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements
- F01B1/08—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type
-
- 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
- F02B75/26—Engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main-shaft axis; Engines with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis
-
- 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
- F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами Уатта, содержит размещенные в корпусе, в паре находящиеся в одной оси, как минимум пару цилиндров, в которые помещены движущиеся возвратно-поступательно поршни, связанные штоками. Согласно изобретению концы штоков пар поршней шарнирно закреплены в серединах спрямляющих рычагов прямил Уатта, присоединенных, каждое, одним из качающихся рычагов, посредством шатунов, к кривошипам коленчатого вала. Техническим результатом является обеспечение прямолинейного движения штоков поршней. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к механике и может быть использовано в конструкциях двигателей внутреннего сгорания (ДВС), компрессоров и других поршневых машин.
Известны различные компоновки ДВС [В.А. Ваншейдт, Конструирование и расчеты прочности судовых дизелей, стр. 31…38. – Л.: "Судостроение", 1969].
Прогрессивными по компоновке являются двигатели с противоположно движущимися поршнями, в которых может быть обеспечена полная уравновешенность в каждом цилиндре. Двигатели с противоположно движущимися поршнями называют также оппозитными двигателями.
Известен кривошипно-ползунный механизм двухцилиндрового двигателя [И.И. Артоболевский, Механизмы в современной технике, в 7 томах, том 2, стр. 486, механизм 1495, -М..: "Наука", 1979], в котором противоположно движущиеся в цилиндрах поршни передают движение коленчатому валу посредством коромысел и шатунов. Достоинствами данной схемы являются уравновешенность механизма и компактность конструкции, а недостатком - возрастание инерционных нагрузок с повышением частоты вращения коленчатого вала из-за длинных плеч коромысел, развернутых на большой угол (по схеме - 180 градусов).
Основными недостатками оппозитных двигателей являются: сложная конструкция, увеличенный габаритный размер в направлении осей цилиндров двигателя.
Известны ДВС, в которых поршни, связанные штоками, совершают возвратно-поступательные движения в цилиндрах, находящихся в одной оси, а их штоки снабжены направляющими прямолинейного движения скольжения [Бесшатунный двигатель и способ устранения заклинивания его механизма, описание изобретения к патенту RU 2538349 C2, опубликовано 10.01.2015]. В этом двигателе, а также в других двигателях, где применяются направляющие прямолинейного движения скольжения, почти отсутствует трение поршней о стенки цилиндров, что позволяет повысить скорость движения поршней, а в итоге - мощность, КПД и долговечность таких двигателей.
Жесткие требования к точности изготовления отдельных деталей таких двигателей являются препятствием к их применению.
Известен механизм "Прямило".
Прямило - механизм для превращения вращательного движения в прямолинейное без направляющих [Прямило - Толковый словарь Ефремовой - Энциклопедии & Словари, http://www.efremova.info/].
Известен шарнирно-рычажный четырехзвенный направляющий механизм [И.И. Артоболевский, Механизмы в современной технике, в 7 томах, том 1, стр. 311, механизм 608, -М. : "Наука", 1979], - один из вариантов механизма "Прямило", аналог которого с другими соотношениями длин звеньев, повышающих точность получения прямолинейного движения, применен авторами данной заявки.
Известен двигатель Гуськова-Улыбина [К.Ю. Чириков. Необычные двигатели. –М.: "Знание", 1976, стр. 30], а также [Объемная поршневая машина, а.с. №323562], в котором традиционный шатунный механизм заменен одним из механизмов П.Л. Чебыщева, обеспечивающим приближенно прямолинейное движение штока поршня - прототип.
Известна книга [З.Н. Перля. Повесть о машине. –М.: "Молодая гвардия", 1975, стр. 25]. В художественной форме в ней рассказано о применении механизма под названием "Прямило Уатта" в конструкции паровой машины для спрямления движений штока поршня и об усовершенствовании этого механизма П.Л. Чебышевым.
О применении рычажных механизмов для получения приближенно прямолинейного движения и о расчетах их элементов известны книги [Ю.А. Данилов. Многочлены Чебышева, -Минск.: "Вышэйша школа", 1984, стр. 34] и [П.Л. Чебышев. Избранные труды, Москва, Издательство Академии Наук СССР, 1955, стр. 669].
Для шарнирно-рычажного четырехзвенного направляющего механизма [И.И. Артоболевский, Механизмы в современной технике, в 7 томах, том 1, стр. 311, механизм 608, -М.: "Наука", 1979] предложены следующие соотношения длин звеньев: AB равно DC, BC равно 0,62AB, BE равно EC, AD равно 2,15AB. AD по вертикали, согласно иллюстрации к механизму, как и BC, равно 0,62AB.
Авторы данной заявки, проведя моделирование, предлагают для направляющего механизма «Прямило» при AD по вертикали равным 0,62AB, назначить BC равным 0,62064AB, a AD равным 2,03571AB. При этом отклонение точки E от прямолинейности на участке перемещения H уменьшится более чем в 10 раз при расположении участка прямолинейности вдоль вертикальной оси. Отношение интервала отклонений точки E при перемещении на участке H между точками E1 и E2 к длине участка составит 0,000265, что позволит использовать такой механизм в качестве направляющего прямолинейного движения для штока поршня ДВС. Для сравнения с этим механизмом систему координат исходного механизма [И.И. Артоболевский, механизм 608] требуется повернуть на угол, обеспечивающий участок прямолинейности в нем при наименьших значениях интервала симметричных смещений точки E в конечных и промежуточных положениях на всем участке H перемещения между точками E1 и E2.
AD по вертикали является участком прямолинейности H. При расширении хода точки E за пределы участка H ее отклонение от прямолинейности резко повышается, а уменьшение BC по отношению к AB и изменение соотношений длин звеньев в нем уменьшают отклонение точки E от прямолинейности на участке перемещения H. На меньшем участке, например, 0,85H и назначении BC равным 2,05AB, при сохранении соотношений длин других звеньев и повороте системы координат на некоторый угол, обеспечивающий прямолинейность при наименьших значениях интервала симметричных смещений точки E в конечных и промежуточных положениях, отношение интервала отклонений к длине участка составит 0,00014. Такое незначительное уменьшение участка перемещения позволяет значительно уменьшить отклонение от прямолинейности. Механизм с такими параметрами также может найти практическое применение.
В прототипе [Объемная поршневая машина, а.с. №323562] обеспечено приближенно прямолинейное движение штока поршня благодаря тому, что последний присоединен к механизму Чебышева, образованному коленом вала, качающимся коромыслом и шатуном, имеющим три шарнирных соединения, оси которых расположены в вершинах равнобедренного треугольника, причем один шарнир соединен с поршнем, другой - с коромыслом, а третий - с шатунной шейкой колена вала.
В обзоре по перспективным двигателям для народного автомобиля, который подготовил тольяттинский изобретатель Ульдяров В.Б. утверждается, что эта схема не нашла продолжения из-за грубого спрямления движения поршня и дополнительных к этому термических искажений положения точки сопряжения с его штоком.
[http://maxpark.com/community/1556/content/692821]. Авторы настоящей заявки согласны с этим мнением.
На преодоление недостатков двигателей, в которых применяется кривошипно-шатунный механизм преобразования движения и на обеспечение прямолинейного движения штоков поршней направлены технические решения, предпринятые в предполагаемом изобретении, что является задачей изобретения.
Технический результат достигается тем, что в поршневой машине, преимущественно двигателе, снабженной прямилами Уатта, содержащей размещенные в корпусе, в паре находящиеся в одной оси, как минимум пару цилиндров, в которые помещены, движущиеся возвратно-поступательно поршни, связанные штоками, согласно изобретению концы штоков пар поршней шарнирно закреплены в серединах спрямляющих рычагов прямил Уатта, присоединенных, каждое, одним из качающихся рычагов, посредством шатунов, к кривошипам коленчатого вала.
На фиг. 1 изображен вариант прямила Уатта, которым снабжен предмет данного предлагаемого изобретения.
На фиг. 2 изображена траектория точки E исходного прямила Уатта [И.И. Артоболевский, механизм 608] на участке прямолинейности H в натуральную величину и, для наглядности, вдоль горизонтальной оси, масштабированная в 100 (сто) раз.
На фиг. 3 изображена траектория точки E на участке прямолинейности H в натуральную величину и, для наглядности, вдоль горизонтальной оси, масштабированная в 1000 (тысячу) раз, прямила Уатта, соотношения длин звеньев в котором предложены авторами данной заявки.
На фиг. 4 упрощенно изображена схема поршневой машины, преимущественно двигателя, снабженной прямилами Уатта, в одном из вариантов исполнения.
На фиг. 5 - 7 упрощенно изображены другие возможные схемы поршневых машин, преимущественно двигателей, снабженных прямилами Уатта.
Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами Уатта (см. фиг. 4), содержит установленные в корпусе (для наглядности не показан) цилиндры 1, в которые помещены поршни 2, связанные штоками 3-1 и 3-2, шарнирно закрепленными в серединах серег 4 (спрямляющих рычагов прямил Уатта), шарнирно соединенных с рычагами 5-1 и 5-2, другими концами, шарнирно закрепленными в корпусе. Рычаги 5-1 имеют шарниры, близко отстоящие от шарниров присоединения их к серьгам 4 (спрямляющим рычагам прямил Уатта), к которым присоединены шатуны 6, другими концами, имеющие шарнирные соединения с кривошипами коленчатого вала 7, шарнирно установленного в корпусе.
Работа поршневой машина, преимущественно двигателя, снабженной прямилами Уатта, заключается в преобразовании в цилиндрах возвратно-поступательного движения поршней, возникающего от воздействия на них расширяющихся при сгорании горючей смеси газов, во вращательное движение выходного вала. Причем штоки 3-1 и 3-2 поршней 2, шарнирно закрепленные в серединах серег 4 (спрямляющих рычагов прямил Уатта), в пределах своего хода движутся приближенно прямолинейно.
Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами Уатта (см. фиг. 4), работает следующим образом.
Поршни 2, совершая возвратно-поступательные движения в цилиндрах 1, посредством штоков 3-1 и 3-2, серег 4 (спрямляющих рычагов прямил Уатта), рычагов 5-1, шатунов 6 передают движение коленчатому валу 7, заставляя его вращаться.
На фиг. 5-фиг. 7 упрощенно изображены возможные схемы поршневых машин, преимущественно двигателей, снабженных прямилами Уатта. Все они содержат аналогичные, обозначенные на фиг. 4 элементы, поз. 1 - 7.
В поршневой машине любой конфигурации и назначения, оснащенной прямилами Уатта, трение поршней о стенки цилиндров будет сведено к минимуму, повысится ее КПД и долговечность, такая машина будет отличаться компактностью.
Claims (4)
1. Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами Уатта, содержащая размещенные в корпусе, в паре находящиеся в одной оси, как минимум пару цилиндров, в которые помещены движущиеся возвратно-поступательно поршни, связанные штоками, отличающаяся тем, что концы штоков пар поршней шарнирно закреплены в серединах спрямляющих рычагов прямил Уатта, присоединенных, каждое, одним из качающихся рычагов, посредством шатунов, к кривошипам коленчатого вала.
2. Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами Уатта по п. 1, отличающаяся тем, что один из качающихся рычагов каждого прямила Уатта присоединен к шатуну, связывающему его с кривошипом коленчатого вала в оси шарнира с плечом, близким плечу рычага.
3. Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами Уатта по п. 1, отличающаяся тем, что выполненные с искривленными внешними обводами рычаги прямил Уатта при качаниях проникают в полости цилиндров.
4. Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами Уатта по п. 1, отличающаяся тем, что угловая ориентация кривошипов коленчатого вала обеспечивает движение в противофазе поршней, связанных штоками, соседних пар цилиндров.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015134548A RU2612868C2 (ru) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами уатта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015134548A RU2612868C2 (ru) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами уатта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015134548A RU2015134548A (ru) | 2017-02-20 |
RU2612868C2 true RU2612868C2 (ru) | 2017-03-13 |
Family
ID=58454359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015134548A RU2612868C2 (ru) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами уатта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2612868C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2729562C1 (ru) * | 2019-08-15 | 2020-08-07 | Геннадий Витальевич Кореневский | Двухтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания и способ его работы |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU323562A1 (ru) * | Г. Г. Гуськов , Н. Н. Улыбин | |||
SU446569A1 (ru) * | 1973-01-10 | 1974-10-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Текстильный Институт | Привод петлеобразующих органов двухфонтурной основ зальной машины |
SU1121470A1 (ru) * | 1983-06-29 | 1984-10-30 | Физико-Технический Институт Ан Узсср | Поршнева машина |
SU1190997A3 (ru) * | 1977-05-11 | 1985-11-07 | Гербер Др.Альфред | Многоцилиндрова поршнева машина объемного действи |
WO1998022730A1 (en) * | 1996-11-18 | 1998-05-28 | Enviro Motor (1996) Limited | Rotary to reciprocating motion conversion linkage |
US20080141855A1 (en) * | 2005-09-14 | 2008-06-19 | Fisher Patrick T | Efficiencies for cam-drive piston engines or machines |
-
2015
- 2015-08-14 RU RU2015134548A patent/RU2612868C2/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU323562A1 (ru) * | Г. Г. Гуськов , Н. Н. Улыбин | |||
SU446569A1 (ru) * | 1973-01-10 | 1974-10-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Текстильный Институт | Привод петлеобразующих органов двухфонтурной основ зальной машины |
SU1190997A3 (ru) * | 1977-05-11 | 1985-11-07 | Гербер Др.Альфред | Многоцилиндрова поршнева машина объемного действи |
SU1121470A1 (ru) * | 1983-06-29 | 1984-10-30 | Физико-Технический Институт Ан Узсср | Поршнева машина |
WO1998022730A1 (en) * | 1996-11-18 | 1998-05-28 | Enviro Motor (1996) Limited | Rotary to reciprocating motion conversion linkage |
US20080141855A1 (en) * | 2005-09-14 | 2008-06-19 | Fisher Patrick T | Efficiencies for cam-drive piston engines or machines |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2729562C1 (ru) * | 2019-08-15 | 2020-08-07 | Геннадий Витальевич Кореневский | Двухтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания и способ его работы |
RU2729562C9 (ru) * | 2019-08-15 | 2020-09-01 | Геннадий Витальевич Кореневский | Двухтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания и способ его работы |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015134548A (ru) | 2017-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4270495A (en) | Variable displacement piston engine | |
US20070283909A1 (en) | Internal combustion engine | |
CN107387661B (zh) | 内燃机的平衡装置 | |
RU2612868C2 (ru) | Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами уатта | |
US4351202A (en) | Engine | |
US20130312550A1 (en) | Reciprocating piston mechanism with extended piston offset | |
WO2013177321A1 (en) | Piston-train guide apparatus and method | |
US5435232A (en) | Multi-connecting rod reciprocating machine | |
US4449494A (en) | Internal combustion engine | |
RU2530670C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия | |
JP6990059B2 (ja) | 4サイクルエンジン | |
CN104919155A (zh) | 具有不对称气口时序的内燃机 | |
US8960150B2 (en) | Piston arrangement and engine | |
CN109184900B (zh) | 一种发动机传动装置 | |
US1443719A (en) | Internal-combustion engine | |
CA2433166A1 (en) | Reciprocating machine | |
US20190145507A1 (en) | Slider-crank mechanism for eliminating side forces | |
UA61980C2 (en) | Opposite internal combustion engine | |
CN209011947U (zh) | 一种发动机传动装置 | |
US1716621A (en) | Rotary internal-combttstiolir engine | |
RU2085791C1 (ru) | Оппозитный кривошипно-ползунный механизм | |
CN110295995A (zh) | 一种能够实现全平衡的结构及多缸组合的活塞式发动机 | |
CN111457067B (zh) | 凸轮共轴的正弦运动机构及采用其的设备 | |
KR20110114915A (ko) | 더블 4행정 엔진 | |
RU2344300C2 (ru) | Поршневая машина |