RU2638415C1 - Axial-piston steam engine with controlled inclined disc - Google Patents

Axial-piston steam engine with controlled inclined disc Download PDF

Info

Publication number
RU2638415C1
RU2638415C1 RU2016119193A RU2016119193A RU2638415C1 RU 2638415 C1 RU2638415 C1 RU 2638415C1 RU 2016119193 A RU2016119193 A RU 2016119193A RU 2016119193 A RU2016119193 A RU 2016119193A RU 2638415 C1 RU2638415 C1 RU 2638415C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
cylinder
cylinders
inclined disc
valve
Prior art date
Application number
RU2016119193A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Фаридович Гайнуллин
Игорь Дмитриевич Гайнуллин
Original Assignee
Дмитрий Фаридович Гайнуллин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Фаридович Гайнуллин filed Critical Дмитрий Фаридович Гайнуллин
Priority to RU2016119193A priority Critical patent/RU2638415C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2638415C1 publication Critical patent/RU2638415C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/02Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis with wobble-plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B29/00Machines or engines with pertinent characteristics other than those provided for in preceding main groups
    • F01B29/08Reciprocating-piston machines or engines not otherwise provided for
    • F01B29/10Engines
    • F01B29/12Steam engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: from one to eight axial-piston cylinders are positioned in the engine body, fixed by a hinged joint at the base to adjust the tilt angle of the cylinder during reciprocating piston motion with piston rods attached to them, pivotally mounted on the piston arms of the inclined disc. The piston rod is placed in the guide, fixed at the top of the cylinder to ensure alignment of the piston discs inside the cylinders. The inclined disc has a central pivot point mounted on a flexible or Z-shaped crankshaft. The operation of the valves is controlled by the arms connected by means of connecting rods, pivotally attached to the valve arms, disposed on the inclined disc. The valve connecting rods are connected to the valves of the working mixture distribution at the base of the cylinder by means of a crank, wherein the connecting point of the connecting rod on the inclined disc is shifted by 90 degrees relative to the attachment point of the piston drive rod of the cylinder connected to it.
EFFECT: precise synchronization of the intake and exhaust phases of the working mixture by valves for any piston stroke.
6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к двигателестроению, а именно к аксиально-поршневому паровому двигателю с односторонним действием поршней в цилиндрах, шарнирно закрепленных на наклонном диске, который приводит в действие клапаны впуска и отвода рабочей смеси.The present invention relates to engine building, and in particular to an axial piston steam engine with single-acting pistons in cylinders pivotally mounted on an inclined disk that actuates the intake and exhaust valves of the working mixture.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий корпус, закрепленный на нем рабочий цилиндр с втулкой и головкой, поршень, размещенный во втулке цилиндра с образованием камеры переменного объема, аксиальный коленчатый вал с расположенной на его оси шатунной шейкой, на которой установлен шатун. Механизм преобразования выполнен в виде двуплечего треугольного рычага, размещенного в плоскости цилиндра и вала, причем одна из вершин рычага свободно установлена на оси в корпусе, первое его плечо связано при помощи шатунной тяги с поршнем, а второе его плечо - с шатуном. В корпусе установлен также синхронизирующий рычаг, плечи которого расположены в параллельных плоскостях качания, перпендикулярных плоскости качания треугольного рычага (RU 2067675 C1, 10.10.1996).Known axial piston engine, comprising a housing mounted on it a working cylinder with a sleeve and a head, a piston placed in the cylinder sleeve with the formation of a variable volume chamber, an axial crankshaft with a connecting rod journal located on its axis. The conversion mechanism is made in the form of a two-shouldered triangular lever located in the plane of the cylinder and shaft, with one of the vertices of the lever freely mounted on an axis in the housing, its first shoulder is connected with a piston rod and its second shoulder is connected to a connecting rod. A synchronizing lever is also installed in the housing, the shoulders of which are located in parallel swing planes perpendicular to the swing plane of the triangular lever (RU 2067675 C1, 10.10.1996).

Недостатком такого устройства является наличие множества точно обработанных деталей. На поршни действуют дополнительные боковые силы, которые увеличивают трение между стенками цилиндра и поршнем, что требует дополнительной смазки и уплотнения в труднодоступных местах.The disadvantage of this device is the presence of many precisely machined parts. Additional lateral forces act on the pistons, which increase the friction between the cylinder walls and the piston, which requires additional lubrication and compaction in hard-to-reach places.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий корпус с неподвижным блоком цилиндров, поршнями и шатунами, качающуюся шайбу, шарнирно связанную с шатунами, имеющую на своей оси два шипа, которые посредством шаровых опор и сферических подшипников шарнирно связаны с соответствующими щеками и имеют возможность продольного перемещения по оси двигателя в щеках, при этом качающаяся шайба посредством карданного подвеса, состоящего из крестовины и подшипников, крепится на подвижных штоках, связанных с поршнем кольцевого цилиндра, установленного в картере, что составляет сервопривод перемещения качающейся шайбы по оси двигателя. При перемещении качающейся шайбы в сторону блока цилиндров степень сжатия увеличивается, а при перемещении ее в противоположную сторону степень сжатия уменьшается (RU 92012665 А, 20.03.1995).Known axial piston engine containing a housing with a fixed cylinder block, pistons and connecting rods, a swinging washer pivotally connected to the connecting rods, having two spikes on its axis, which are pivotally connected to the corresponding cheeks by means of ball bearings and spherical bearings and have the possibility of longitudinal movement along axis of the engine in the cheeks, while the swinging washer by means of a gimbal, consisting of a spider and bearings, is mounted on movable rods connected to the piston of the annular cylinder ennogo in said housing, which is the servo movement of the swash plate of the motor axis. When moving the swash plate to the side of the cylinder block, the compression ratio increases, and when moving it in the opposite direction, the compression ratio decreases (RU 92012665 A, 03/20/1995).

Недостатком данного устройства является наличие множества точно обработанных деталей, а также цельный блок цилиндров двигателя, что способствует увеличению общей массы двигателя и накладывает ограничения на расположение дополнительных цилиндров. На поршни действуют дополнительные боковые силы, которые увеличивают трение между стенками цилиндра и поршнем, что требует дополнительной смазки и уплотнения в труднодоступных местах.The disadvantage of this device is the presence of many precisely machined parts, as well as a one-piece engine block of cylinders, which contributes to an increase in the total mass of the engine and imposes restrictions on the location of additional cylinders. Additional lateral forces act on the pistons, which increase the friction between the cylinder walls and the piston, which requires additional lubrication and compaction in hard-to-reach places.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий корпус, размещенный в нем вал с косым кривошипом и надетой на него втулкой. Поршень соединен со штоком при помощи поршневых пальцев. Шайбы закреплены в поршне в качестве направляющих. Один из штоков соединен со втулкой неподвижно, остальные - шарнирно, например, осью (RU 51110 U1, 27.01.2006). Данный аналог принят за ближайший.Known axial piston engine comprising a housing, a shaft disposed therein with an oblique crank and a sleeve worn on it. The piston is connected to the rod using piston fingers. Washers are fixed in the piston as guides. One of the rods is connected to the sleeve motionlessly, the rest is pivotally, for example, by an axis (RU 51110 U1, 01.27.2006). This analogue is taken as the closest.

Недостатком данного устройства является наличие множества точно обработанных деталей, а также цельный блок цилиндров двигателя, что способствует увеличению общей массы двигателя и накладывает ограничения на расположение дополнительных цилиндров. На поршни действуют дополнительные боковые силы, которые увеличивают трение между стенками цилиндра и поршнем, что требует дополнительной смазки и уплотнения в труднодоступных местах. Двигатель относительно тяжелый для мощности, которую он может производить.The disadvantage of this device is the presence of many precisely machined parts, as well as a solid engine block of cylinders, which contributes to an increase in the total mass of the engine and imposes restrictions on the location of additional cylinders. Additional lateral forces act on the pistons, which increase the friction between the cylinder walls and the piston, which requires additional lubrication and compaction in hard-to-reach places. The engine is relatively heavy for the power it can produce.

Ни один из таких двигателей не имел масштабного использования. Отсутствие коммерческой выгоды обусловлено относительно высокой стоимостью производства, а также нерешенными вопросами обслуживания и смазки рабочих деталей. Масштабирование деталей для двигателей больших и малых размеров также проблематично из-за ограниченного пространства для расположения арматуры подведения рабочей смеси. Ограниченное пространство между цилиндрами подразумевает использование небольших отверстий для подведения рабочей смеси.None of these engines have been used extensively. The lack of commercial benefits is due to the relatively high cost of production, as well as unresolved issues of maintenance and lubrication of working parts. Scaling parts for engines of large and small sizes is also problematic due to the limited space for the location of the fittings for supplying the working mixture. The limited space between the cylinders implies the use of small holes for the supply of the working mixture.

В соответствии с настоящим изобретением, в корпусе двигателя размещаются от одного до восьми аксиально-поршневых цилиндров, зафиксированных шарнирным соединением в основании каждого цилиндра для регулирования угла наклона цилиндра во время совершения возвратно-поступательных движений поршней с закрепленными на них поршневыми штоками. Поршневые штоки шарнирно закреплены на поршневых рычагах наклонного диска, совершающего качающееся движение. Чтобы обеспечить выравнивание поршневых дисков внутри цилиндров, поршневой шток помещен в направляющую, зафиксированную в верхней части цилиндра. Возвратно-поступательное движение поршней передается наклонному диску. Наклонный диск имеет центральную точку качания, установленную на гибком или Z-образном коленчатом валу. Клапанные шатуны посредством кривошипа соединены с клапанами распределения рабочей смеси, располагающимися в основании цилиндра. Такое расположение клапанов обеспечивает достаточно места для создания больших проточных отверстий для облегчения поступления рабочей смеси. Работой клапанов управляют рычаги, соединенные при помощи шатунов. Точка крепления шатуна на наклонном диске смещена на 90 градусов относительно точки крепления приводного штока поршня, связанного с ним цилиндра. Такое расположение клапанного и поршневого рычагов на наклонным диске обеспечивает точную синхронизацию фаз впуска и выпуска рабочей смеси клапанами для любого хода поршня.In accordance with the present invention, from one to eight axial piston cylinders are placed in the engine housing, fixed by a swivel joint at the base of each cylinder to adjust the angle of the cylinder during reciprocating movements of the pistons with piston rods fixed to them. Piston rods are pivotally mounted on the piston levers of the inclined disk making a swinging movement. To ensure alignment of the piston disks inside the cylinders, the piston rod is placed in a guide fixed in the upper part of the cylinder. The reciprocating movement of the pistons is transmitted to the inclined disk. The inclined disk has a central swing point mounted on a flexible or Z-shaped crankshaft. The crank rods are connected via a crank to the distribution valves of the working mixture located at the base of the cylinder. This arrangement of valves provides enough space to create large flow openings to facilitate the flow of the working mixture. The valves are controlled by levers connected by connecting rods. The connecting point of the connecting rod on the inclined disk is offset by 90 degrees relative to the mounting point of the drive rod of the piston associated with the cylinder. This arrangement of the valve and piston levers on the inclined disk ensures accurate synchronization of the phases of the inlet and outlet of the working mixture with valves for any piston stroke.

Прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня преобразуется в равномерное вращение главного вала с большей экономией энергии. Вышеупомянутая конструкция позволяет преобразовать дугообразное перемещение точки крепления наклонного диска со штоком поршня в прямолинейное движение поршня в цилиндре. «О»-образное кольцевое уплотнение служит для герметизации поршня внутри цилиндра. Снижение контакта между поршнем и стенками цилиндра приводит к уменьшению трения и меньшим требованиям к смазке. Использование насыщенного пара может обеспечить необходимую смазку при нормальных условиях эксплуатации.The rectilinear reciprocating motion of the piston is converted to uniform rotation of the main shaft with greater energy savings. The above design allows you to convert the arcuate movement of the attachment point of the inclined disk with the piston rod into the linear movement of the piston in the cylinder. An “O” -shaped O-ring is used to seal the piston inside the cylinder. Decreased contact between the piston and cylinder walls results in reduced friction and less lubrication requirements. The use of saturated steam can provide the necessary lubrication under normal operating conditions.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 изображен один из вариантов исполнения аксиально-поршневого двигателя с четырьмя цилиндрами.In FIG. 1 shows one embodiment of an axial piston engine with four cylinders.

На фиг. 2 представлен один из вариантов исполнения модуля аксиально-поршневого двигателя в частично разобранном виде.In FIG. 2 shows one of the versions of the axial piston engine module in a partially disassembled form.

На фиг. 3 изображен главный вид одного из вариантов исполнения поворотного клапана с тремя положениями и крепежного шарнира цилиндра двигателя в разрезе с линией разреза 3-3.In FIG. 3 shows the main view of one embodiment of a rotary valve with three positions and a mounting hinge of the engine cylinder in a section with a section line 3-3.

На фиг. 4 изображен вид сбоку одного из вариантов исполнения втулки клапана в частичном разрезе с линией разреза 4-4.In FIG. 4 is a side view of one embodiment of a valve sleeve in partial section with a section line 4-4.

На фиг. 5 изображен один из вариантов исполнения клапанного устройства из четырех цилиндров двигателя.In FIG. 5 shows one embodiment of a valve device of four engine cylinders.

На фиг. 6 изображен частичный вид шестицилиндрового двигателя по настоящему изобретению, показывающий относительное положение наклонного диска привода с точкой крепления шатуна.In FIG. 6 is a partial view of the six-cylinder engine of the present invention, showing the relative position of the inclined drive disk with the connecting rod mounting point.

Подробное описание чертежейDetailed Description of Drawings

На фиг. 1 изображен предпочтительный вариант исполнения аксиально-поршневого двигателя, имеющего в своем составе: раму, состоящую из четырех ножек 10а, соединяющую две торцевые стенки 10; стенки удерживают на себе четыре цилиндра в сборе 11, шарнирно закрепленных на фиксированных сборках входных клапанов 12; выходной коленчатый вал 13; наклонный диск 14, соединяющий сборку цилиндров с коленчатым валом.In FIG. 1 shows a preferred embodiment of an axial piston engine having in its composition: a frame consisting of four legs 10a connecting two end walls 10; the walls hold four cylinders assembly 11, pivotally mounted on fixed assemblies of inlet valves 12; output crankshaft 13; an inclined disk 14 connecting the cylinder assembly to the crankshaft.

Как показано на фиг. 1, 2, цилиндр в сборе 11 состоит из цилиндра, соединенного с клапанным узлом 12, при помощи шарнира 28. Труба 20 прикреплена к нижней части цилиндра, изготовлена из прочного материала (металла или керамики), имеет полую структуру и соединена со столь же прочным поворотным шарниром 28, имеющим возможность замены. Внутри цилиндра поршень 15 соединен с подвижным стержнем 16 и выровнен относительно стенок цилиндра при помощи направляющего узла 18, состоящего из направляющей трубки 18а, кронштейна 186, имеющего квадратные стороны в качестве вентиляции 18в. Поршень 15 имеет «О»-образное уплотнительное кольцо 19. Противоположный конец шатуна поршня подвижно закреплен резьбовым соединением со штоком 16а.As shown in FIG. 1, 2, the cylinder assembly 11 consists of a cylinder connected to the valve assembly 12 by a hinge 28. The pipe 20 is attached to the bottom of the cylinder, made of durable material (metal or ceramic), has a hollow structure and is connected to an equally strong swivel joint 28, with the possibility of replacement. Inside the cylinder, the piston 15 is connected to the movable rod 16 and aligned with the cylinder walls using a guide assembly 18 consisting of a guide tube 18a, an arm 186 having square sides for ventilation 18c. The piston 15 has an “O” -shaped O-ring 19. The opposite end of the piston rod is movably secured by a threaded connection to the stem 16a.

На фиг. 2 представлен один из вариантов исполнения модуля аксиально-поршневого двигателя в частично разобранном виде. Цилиндр в сборе 11 поршневым штоком соединен с наклонным диском 14, вращающим палец кривошипа 34, зафиксированного при помощи одиночных подшипников 34b и расположенного аксиально ходу кривошипа 35. Подшипники 34b расположены друг от друга на расстоянии, чтобы обеспечить устойчивую опору пальца кривошипа. Наклонный диск 14 располагается в центре конструкции и шарнирно закреплен на гибком валу 36, который, в свою очередь, крепится к раме при помощи анкера 37. Другой вариант конструкции поворотного устройства представлен на фиг.1, на которой гибкий вал 36 заменен на Z-образный коленчатый вал, крепящийся к торцевой стенке 10 при помощи опорной стойки 36б и раскачивающий наклонный диск 14. Наклонный диск 14 посредством рычагов передает колебательное воздействие на шатуны, управляющие работой клапанов. Расположение точки крепления шатунов смещено на угол 90 градусов относительно точки крепления штока поршня. Подобное расположение точки крепления шатуна позволяет установить фазы газораспределения, в которых за такт поршня пароводяная смесь накапливается и покидает цилиндр. Тяга 42 на шарнире передает вращение на кривошип вала клапана 32. Вал клапана 32 передает вращение шатуна 41 на шток клапана 26.In FIG. 2 shows one of the versions of the axial piston engine module in a partially disassembled form. The cylinder assembly 11 is connected by a piston rod to an inclined disk 14 that rotates the crank pin 34, secured with single bearings 34b and axially aligned with the crank 35. The bearings 34b are spaced apart from each other to provide stable support for the crank pin. The inclined disk 14 is located in the center of the structure and pivotally mounted on a flexible shaft 36, which, in turn, is attached to the frame using an anchor 37. Another embodiment of the rotary device is shown in figure 1, on which the flexible shaft 36 is replaced by a Z-shaped the crankshaft attached to the end wall 10 using the support rack 36b and swinging the inclined disk 14. The inclined disk 14 by means of levers transmits an oscillating effect on the connecting rods that control the valves. The location of the connecting rod mounting point is offset by an angle of 90 degrees relative to the piston rod mounting point. Such an arrangement of the connecting point of the connecting rod allows you to set the timing, in which the steam-water mixture accumulates and leaves the cylinder during the stroke of the piston. The rod 42 on the hinge transfers rotation to the crank of the valve shaft 32. The valve shaft 32 transfers the rotation of the connecting rod 41 to the valve stem 26.

Один из возможных вариантов исполнения клапанного узла впуска пароводяной смеси представлен на фиг. 3. Он состоит из корпуса клапана 12, обеспечивающего подачу пароводяной смеси в цилиндр 11. Ход смеси из впускного отверстия 22 в цилиндр и из цилиндра в выпускное отверстие 23 осуществляется через отверстие 24 и поворотную трубку 20. Направление движения смеси изменяется при помощи вращения поворотного штока клапана 26, имеющего отверстие 25. Направление вращения двигателя изменяется путем смены впускных и выпускных отверстий. Как показано на фиг. 3, поворотный шток 26 имеет три рабочих состояния: А - впуск смеси в цилиндр, В - выход смеси из цилиндра, С - закрытое состояние. Регулировочная резьба шарнира 28 в корпусе клапана 12 обеспечивает возможность замены поворотной трубки 20. Гайка 29 служит фиксатором поворотной трубки 20. «О»-образное кольцо 30 служит уплотнителем против утечек рабочей смеси. Шайба 31 служит подкладкой для регулировки степени сжатия уплотнительного кольца 30. Вал клапана 32 вращает шток клапана во время работы двигателя.One possible embodiment of the valve assembly of the steam-water mixture inlet is shown in FIG. 3. It consists of a valve body 12, which supplies steam-water mixture to the cylinder 11. The mixture moves from the inlet 22 to the cylinder and from the cylinder to the outlet 23 through the hole 24 and the rotary tube 20. The direction of the mixture changes by rotating the rotary rod a valve 26 having an opening 25. The direction of rotation of the engine is changed by changing the inlet and outlet openings. As shown in FIG. 3, the rotary rod 26 has three operating states: A — mixture inlet to the cylinder, B — mixture exit from the cylinder, C — closed state. The adjusting thread of the hinge 28 in the valve body 12 makes it possible to replace the rotary tube 20. The nut 29 serves as a retainer for the rotary tube 20. An “O” -shaped ring 30 serves as a seal against leakage of the working mixture. The washer 31 serves as a lining for adjusting the compression ratio of the o-ring 30. The valve shaft 32 rotates the valve stem during engine operation.

На фиг. 4 изображен корпус клапана 12, вид сбоку. Положение клапана 26, как и на фиг. 3, задает направление движения пароводяной смеси. Вал клапана 32 вращает шток клапана. Стопорные канавки 26б предусмотрены для фиксирующих колец (не изображены на чертеже).In FIG. 4 shows a valve body 12, side view. The position of the valve 26, as in FIG. 3, sets the direction of motion of the steam-water mixture. Valve shaft 32 rotates the valve stem. Locking grooves 26b are provided for retaining rings (not shown in the drawing).

На фиг. 5 изображен один из вариантов исполнения клапанного модуля для аксиально-поршневого двигателя с четырьмя цилиндрами. Количество цилиндров может изменяться. Размеры клапанного устройство могут быть изменены для приспособления к более широкому типу цилиндров и настройки под определенные пределы хода поршня. Кривошипный вал расположен радиально шатуну 40, обеспечивающему связь с наклонным диском. Клапанные валы 32 прикреплены к кривошипным валам, передавая частичное вращение штоку 26 клапана. Втулка 27 служит в качестве фиксаторов опорных подшипников 21 для вала 32.In FIG. 5 shows one embodiment of a valve module for an axial piston engine with four cylinders. The number of cylinders may vary. The dimensions of the valve device can be changed to adapt to a wider type of cylinder and to adjust to certain limits of the piston stroke. The crank shaft is located radially to the connecting rod 40, which provides communication with the inclined disk. The valve shafts 32 are attached to the crank shafts, transmitting partial rotation to the valve stem 26. The sleeve 27 serves as the retainer bearings 21 for the shaft 32.

На фиг. 6 изображен частичный вид аксиально-поршневого двигателя с шестью цилиндрами вид снизу. На чертеже показано относительное расположение шести поршневых рычагов 17 к шести рычагам клапанного узла 39. Два блока цилиндров 11 с их соответствующими клапанными узлами 12 описывают их эксплуатационное расположение, обеспечивающее синхронизацию клапанов и поршней в рабочих фазах. Каждый рычаг клапанного узла 39 закреплен под прямым углом к поршневому рычагу, вдоль линии D. Впускное отверстие цилиндра расположено по линии Е. Положение входного отверстия цилиндра 24 и поршневого рычага 17 относительно линии Ε определяет длину хода поршня. Изменение длины хода поршня не оказывает влияния на работу клапана. Перпендикулярное расположение поршневых рычагов относительно рычагов клапанного узла на наклонном диске используется при любом исполнении двигателя с любым числом цилиндров. Использование электронных клапанов-переключателей также является одним из примеров реализации устройства.In FIG. 6 is a partial view of an axial piston engine with six cylinders; bottom view. The drawing shows the relative location of the six piston levers 17 to the six levers of the valve assembly 39. Two cylinder blocks 11 with their respective valve assemblies 12 describe their operational location, ensuring the synchronization of valves and pistons in the operating phases. Each lever of the valve assembly 39 is fixed at right angles to the piston lever, along the line D. The inlet of the cylinder is located along the line E. The position of the inlet of the cylinder 24 and the piston lever 17 relative to the line Ε determines the stroke length of the piston. Changing the piston stroke length does not affect the operation of the valve. The perpendicular arrangement of the piston levers relative to the levers of the valve assembly on the inclined disk is used for any engine design with any number of cylinders. The use of electronic switch valves is also one example of a device.

Настоящее изобретение может включать в себя от одного до восьми цилиндров. Варианты с одним, четырьмя и шестью цилиндрами были рассмотрены в ходе описания устройства. Приведенное выше описание содержит много особенностей и его не следует понимать как единственно верное, а скорее, как пример для конкретного экземпляра. Возможны различные варианты исполнения устройства. Например, цилиндры могут быть изготовлены из стекла, нержавеющей стали, меди, керамики, углеродного волокна, алюминия или любых других материалов, устойчивых к давлению, температуре, коррозии, необходимых под конкретный вид эксплуатации устройства. Также цилиндры могут быть выполнены с нанесением изоморфного алмазоподобного трибологического покрытия до 3 мкм, способствующего увеличению износостойкости с эффектом сухой смазки, что позволяет использовать в качестве рабочей смеси не только пар, но и другие газы, не обеспечивающие смазку поршней. Размеры цилиндров могут масштабироваться для выполнения различных задач. Также может быть использовано зеркальное расположение цилиндров, например, в двигателе с восемью цилиндрами, что способствует увеличению эффективности работы двигателя и уменьшению вибраций. Все или несколько цилиндров могут быть использованы в качестве насоса, сочетая в себе как двигатель, так и насос. Сжатый воздух, хладагент и иные состояния жидкости могут быть использованы для работы устройства. Уплотнительные кольца поршней могут быть выполнены из различных материалов, таких как каучук, углеродное волокно, PTFE или металл, в зависимости от используемой рабочей смеси и температуры эксплуатации. Коленчатый вал 13 может быть частью двигателя или частью отдельного устройства, такого как, например, генератор, насос хладагента или водяной насос. Наклонный диск может включать различные поворотные устройства, такие как гибкий вал или Z-образный коленчатый вал.The present invention may include one to eight cylinders. Options with one, four and six cylinders were considered during the description of the device. The above description contains many features and should not be understood as the only true one, but rather, as an example for a specific instance. Various device designs are possible. For example, the cylinders can be made of glass, stainless steel, copper, ceramic, carbon fiber, aluminum or any other materials resistant to pressure, temperature, corrosion, required for a particular type of operation of the device. Also, the cylinders can be made with the application of an isomorphic diamond-like tribological coating up to 3 μm, which contributes to an increase in wear resistance with the effect of dry lubrication, which makes it possible to use not only steam, but also other gases that do not provide piston lubrication as a working mixture. Cylinder sizes can be scaled to perform various tasks. A mirror arrangement of cylinders can also be used, for example, in an engine with eight cylinders, which helps to increase engine efficiency and reduce vibration. All or several cylinders can be used as a pump, combining both an engine and a pump. Compressed air, refrigerant and other liquid conditions can be used to operate the device. The piston o-rings can be made of various materials, such as rubber, carbon fiber, PTFE or metal, depending on the mixture used and the operating temperature. The crankshaft 13 may be part of an engine or part of a separate device, such as, for example, a generator, a refrigerant pump or a water pump. The inclined disk may include various rotary devices, such as a flexible shaft or a Z-shaped crankshaft.

Внедрение данного устройства обеспечивает улучшение аксиально-поршневых двигателей, создавая двигатель с переменным числом цилиндров, которые легко масштабируются для больших и малых устройств; достигнутым результатом также является уменьшение трения путем устранения боковых сил, действующих на поршень, за счет аксиального движения с меньшим количеством деталей; уменьшается масса возвратно-поступательно механизма и минимизируются требования к смазочным материалам; расположение клапанов обеспечивает возможность создания более широких отверстий для свободного потока рабочей смеси в цилиндры; уменьшается сложность конструкции и, как следствие, сокращаются экономические расходы на производство.The introduction of this device provides an improvement in axial piston engines, creating an engine with a variable number of cylinders that are easily scalable for large and small devices; the achieved result is also the reduction of friction by eliminating the lateral forces acting on the piston due to axial movement with fewer parts; the mass of the reciprocating mechanism is reduced and the requirements for lubricants are minimized; the location of the valves makes it possible to create wider holes for the free flow of the working mixture into the cylinders; design complexity is reduced and, as a result, economic costs of production are reduced.

Claims (1)

Аксиально-поршневой двигатель, содержащий корпус, в котором размещены от одного до восьми аксиально поршневых цилиндров, зафиксированных шарнирным соединением в основании каждого цилиндра для регулирования угла наклона цилиндра во время совершения возвратно-поступательных движений поршней с закрепленными на них поршневыми штоками, которые шарнирно закреплены на поршневых рычагах наклонного диска, совершающего качающееся движение, при этом поршневой шток помещен в направляющую, зафиксированную в верхней части цилиндра, причем наклонный диск имеет центральную точку качания, установленную на гибком или Z-образном коленчатом валу, а клапанные шатуны посредством кривошипа соединены с клапаном распределения рабочей смеси в основании цилиндра, при этом точка крепления шатуна на наклонном диске смещена на 90 градусов относительно точки крепления приводного штока поршня, связанного с ним цилиндра.An axial piston engine comprising a housing in which from one to eight axial piston cylinders are located, fixed by a swivel joint at the base of each cylinder to control the angle of the cylinder during reciprocating movements of the pistons with piston rods fixed to them, which are pivotally mounted on the piston levers of the inclined disk making a swinging movement, while the piston rod is placed in the guide fixed in the upper part of the cylinder, and This disk has a central swing point mounted on a flexible or Z-shaped crankshaft, and valve connecting rods are connected via a crank to the distribution mixture of the working mixture at the base of the cylinder, while the connecting point of the connecting rod on the inclined disk is offset 90 degrees from the mounting point of the piston drive rod associated with it cylinder.
RU2016119193A 2016-05-17 2016-05-17 Axial-piston steam engine with controlled inclined disc RU2638415C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119193A RU2638415C1 (en) 2016-05-17 2016-05-17 Axial-piston steam engine with controlled inclined disc

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119193A RU2638415C1 (en) 2016-05-17 2016-05-17 Axial-piston steam engine with controlled inclined disc

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2638415C1 true RU2638415C1 (en) 2017-12-13

Family

ID=60718851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016119193A RU2638415C1 (en) 2016-05-17 2016-05-17 Axial-piston steam engine with controlled inclined disc

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2638415C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1643757A1 (en) * 1988-09-26 1991-04-23 Ярославский политехнический институт Axial piston engine
US5027756A (en) * 1990-02-23 1991-07-02 Consulier Industries, Inc. Nutating spider crank reciprocating piston machine
RU2067675C1 (en) * 1993-04-15 1996-10-10 Геня Те Axial-piston engine
RU51110U1 (en) * 2005-06-15 2006-01-27 Владимир Анатольевич Петров AXIAL PISTON ENGINE
JP2006516695A (en) * 2003-02-04 2006-07-06 レズリー マシューズ、ノーマン Improved engine
RU2351765C2 (en) * 2007-02-22 2009-04-10 Булат Илдарович Айметдинов Axial machine spatial conversion mechanism

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1643757A1 (en) * 1988-09-26 1991-04-23 Ярославский политехнический институт Axial piston engine
US5027756A (en) * 1990-02-23 1991-07-02 Consulier Industries, Inc. Nutating spider crank reciprocating piston machine
RU2067675C1 (en) * 1993-04-15 1996-10-10 Геня Те Axial-piston engine
JP2006516695A (en) * 2003-02-04 2006-07-06 レズリー マシューズ、ノーマン Improved engine
RU51110U1 (en) * 2005-06-15 2006-01-27 Владимир Анатольевич Петров AXIAL PISTON ENGINE
RU2351765C2 (en) * 2007-02-22 2009-04-10 Булат Илдарович Айметдинов Axial machine spatial conversion mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8096787B2 (en) Straight-line piston fluid engine with wobble drive valve actuation
US8316817B2 (en) Rotary piston engine
US4553506A (en) Engine with rotating cylinder wall
CN108138694B (en) Double-acting expansion cylinder with adaptive support
AU2240500A (en) Piston engine balancing
RU2638415C1 (en) Axial-piston steam engine with controlled inclined disc
DK167255B1 (en) Converter for rotary to linear movement or vice versa
EP1015744B1 (en) Variable compression piston assembly
CN106964533A (en) The oscillation drive of pulse generation device with hydraulic pressure
GB646371A (en) Improvements in hydraulic pumps
US2760384A (en) Adjustable mechanical movements
JP2004324649A (en) Compressor having swash plate housing suction port
US3133447A (en) Reciprocating engine or pump
CA2403178C (en) Piston engine
US9752570B2 (en) Variable displacement compressor and expander
US2383059A (en) Fluid pump
EA009316B1 (en) Rodless piston internal combustion engine
WO2009044260A1 (en) Device for reciprocating machines and related reciprocating machine
US1925333A (en) Compressor
RU2704509C1 (en) Hydraulic pump
US4928576A (en) Compressed gas motor
RU188232U1 (en) PUMP COMPRESSOR
RU2351821C1 (en) Oil wiper device of sleeve assembly
RU2339827C2 (en) Rocking mechanism for ice and ice (versions)
US1033679A (en) Pump.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180518