RU2677440C2 - Двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677440C2 RU2677440C2 RU2017123192A RU2017123192A RU2677440C2 RU 2677440 C2 RU2677440 C2 RU 2677440C2 RU 2017123192 A RU2017123192 A RU 2017123192A RU 2017123192 A RU2017123192 A RU 2017123192A RU 2677440 C2 RU2677440 C2 RU 2677440C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- internal combustion
- engine
- combustion engine
- rods
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
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
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым машинам, и, главным образом, к двигателям внутреннего сгорания. ДВС содержит один блок из двух цилиндров с размещенными в них поршнями со штоками, преобразователь движения, выполненный в виде гибкой передачи, содержащей размещенные на выходных валах шкивы и охватывающий их гибкий элемент, концы которого прикреплены к рамкам, смонтированным на поршневых штоках, устройство для однонаправленной передачи крутящего момента в виде управляемых муфт и линейные двигатели с электрическим или пневматическим приводом для запуска двигателя и коррекции его работы. Такое выполнение преобразователя движения позволяет улучшить эксплуатационные характеристики за счет снижения динамических и инерционных нагрузок. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к поршневым машинам, и, главным образом, к двигателям внутреннего сгорания.
В традиционных поршневых двигателях используется кривошипно-шатунный механизм, а жесткая система синхронизации работы осуществляется с помощью коленчатого и распределительного валов. В настоящее время известны линейные, свободнопоршневые двигатели [патент RU №2577425, МПК F02B 71/00], который содержит один цилиндр с секцией сгорания, впускными и выпускными каналами, поршневой узел с преобразователем кинетической энергии в электрическую.
Свободнопоршневая структура допускает большие и переменные степени расширения - сжатия, а линейное перемещение поршневого штока, позволяет свести минимуму потери на трение и износ. Для управления работой двигателя используется электронная система, которая содержит ряд датчиков (положения, давления, температуры, нагрузки двигателя и т.д.), системы преобразования сигналов, центральную ЭВМ, которая, с использованием вторичной системы преобразования сигналов, через исполнительные механизмы осуществляет управление работой двигателя.
Недостатками линейного двигателя являются значительные потери при преобразовании кинетической энергии в электрическую, в связи с чем он имеет ограниченное применение.
Известен также двигатель внутреннего сгорания свободно-поршневой с постоянным плечом силы момента на валу [патент RU №2239075, МПК F02B 75/32], содержащий корпус с цилиндрами, поршни с поршневыми штоками и системой синхронизации, а также преобразователь возвратно-поступательного движения поршневых штоков во вращательное однонаправленное движение выходного вала, причем блок преобразования движения выполнен путем размещения на двух валах шестерен и двух обгонных муфт, охваченных шестерней с внутренним зацеплением, сидящей на выходном валу, с выводом на него однонаправленного вращательного движения.
Недостатками известного двигателя являются его многозвенность, сложность изготовления и большие инерционные нагрузки, возникающие при использовании паразитных шкивов, и планетарных редукторов.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является двигатель внутреннего сгорания [патент RU №2411382, МПК F02B 75/32], содержащий цилиндры с размещенными в них поршнями, работающими в противофазе, преобразователь поступательного движения штоков во вращательное движение, включающий связанные со штоками зубчатые рейки, взаимодействующие со смонтированными на валах шестернями, которые снабжены муфтами свободного хода для однонаправленной передачи вращения на вал во время рабочего хода и механизм синхронизации движения поршней, выполненный в виде конического зубчатого зацепления, совмещенного с муфтами свободного хода.
Недостатками такого двигателя является возникновение радиальных, по отношению к шестерне, усилий, трение и интенсивный износ деталей цилиндро-поршневой группы и зубчатого зацепления, вследствие локального контакта и ударно-динамических нагрузок при изменении направления движения рейки. Следствием указанных недостатков является высокий расход топлива, низкие удельная мощность и долговечность двигателя. К недостаткам следует отнести также использование в устройствах для однонаправленной передачи крутящего момента обгонных муфт, имеющих низкую надежность и долговечность при работе в экстремальных условиях.
Техническая задача - упрощение конструкции двигателя и улучшение эксплуатационных характеристик за счет снижения динамических и инерционных нагрузок.
Техническая задача решается за счет того, что в двигателе, содержащем цилиндры с размещенными в них поршнями со штоками, преобразователь движения поршней, муфты и кинематически связанные выходные валы, преобразователь движения выполнен в виде гибкой передачи, содержащей размещенные на выходных валах шкивы, и охватывающий их гибкий элемент, концы которого прикреплены к рамкам, смонтированным на поршневых штоках, снабженные устройствами для однонаправленной передачи крутящего момента, каждое из которых выполнено в виде управляемой муфты с пневматическим или электромагнитным приводом, связанной с электронной системой управления.
Устройство двигателя поясняется чертежом, на котором представлена секция двигателя, содержащего два цилиндра.
Двигатель содержит цилиндры 1, 2 с поршнями 3, 4 штоками 5, 6. Поршни соединены с рамками 7, 8, на которых закреплены концы гибкого элемента 9. Гибкий элемент, например, эластичная лента охватывает наружные поверхности шкивов 10, 11 и натяжного ролика 12. Шкивы свободно смонтированы на параллельных выходных валах отбора мощности 13, 14 и связаны с управляемыми муфтами 15, 16 с пневматическим или электромагнитным приводом. Валы 13, 14 связаны зубчатыми шестернями 17, 18. Для запуска двигателя и коррекции его работы используются линейные двигатели 19, 20, которые могут иметь как пневматический, так и электрический привод.
Работа двигателя осуществляется следующим образом.
После запуска с помощью пусковых механизмов 19, 20, подачи и зажигания горючей смеси в цилиндре 2 (поршень 4 при этом находится в ВМТ) движение поршня, штока 6, рамки 8 и гибкого элемента 9 передается на шкивы 11, 10 и при включенной управляемой муфте 16 крутящий момент передается на вал 14. Муфта 15 отключена и шкив 10 вращается вхолостую. Движение второго конца гибкого элемента 9, вызывает перемещение рамки 7, штока 5 и поршня 3 в цилиндре 1, при этом осуществляется удаление выхлопных газов, а в конце хода подача горючего и подготовка к рабочему ходу в этом цилиндре.
Во время последующего рабочего хода в цилиндре 1 гибкий элемент 9 начинает двигаться в противоположном направлении, включается управляемая муфта 15, отключается муфта 16, крутящий момент передается на вал 13. Далее цикл повторяется и рабочие ходы в цилиндрах двигателя осуществляются попеременно. Силовой импульс во время рабочего хода каждого из поршней через одну из муфт передается на один из параллельных валов отбора мощности: от цилиндра 1 через шкив 10 и муфту 15 на вал 13, а от цилиндра 2 через шкив 11 и муфту 16 на вал 14. Так как валы 13, 14 связаны зубчатой передачей каждый из них является выходным. Равномерность вращения обеспечивается инерционными массами, в частности, маховиком (на черт, не показан). Согласованная работа систем впрыска и зажигания, включения и выключения муфт 15, 16 обеспечивается электронной системой управления (ЭСУ), которая содержит ряд датчиков (положения, давления, температуры, нагрузки двигателя и т.д.), систему преобразования сигналов и центральную ЭВМ, которая через исполнительные механизмы осуществляет управление работой двигателя.
Отсутствие жестких связей позволяет в полной мере использовать электронную систему управления и повысить эффективность работы за счет реализации оптимальных режимов и их корректировки в интерактивном режиме. Продолжительность того или иного периода работы и длина хода поршня может регулироваться без дополнительных и достаточно сложных механических систем.
Конструкция двигателя внутреннего сгорания с использованием предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом позволяет упростить его конструкцию, увеличить ресурс и надежность работы, при уменьшении механических потерь и повышении КПД, в связи с тем, что при работе зубчатой передачи при преобразовании возвратно-поступательного движения штока в однонаправленное вращательное движение вала возникают ударные нагрузки, большое контактное давление и как следствие большие динамические нагрузки, что снижает долговечность деталей двигателя. Кроме того, выполнение гибкого элемента эластичным позволит избежать перегрузок за счет саморегулирования угловой скорости выходного вала в зависимости от нагрузок.
Claims (2)
1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры с размещенными в них поршнями со штоками, преобразователь движения поршней, кинематически связанные выходные валы и устройства для однонаправленной передачи крутящего момента, отличающийся тем, что преобразователь движения выполнен в виде гибкой передачи, содержащей размещенные на выходных валах шкивы и охватывающий их гибкий элемент, концы которого прикреплены к рамкам, смонтированным на поршневых штоках.
2. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, отличающийся тем, что устройства для однонаправленной передачи крутящего момента от шкивов на валы выполнены в виде управляемых муфт с пневматическим или электромагнитным приводом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123192A RU2677440C2 (ru) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123192A RU2677440C2 (ru) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Двигатель внутреннего сгорания |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017123192A RU2017123192A (ru) | 2018-12-29 |
RU2017123192A3 RU2017123192A3 (ru) | 2018-12-29 |
RU2677440C2 true RU2677440C2 (ru) | 2019-01-16 |
Family
ID=64977270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017123192A RU2677440C2 (ru) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677440C2 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4704868A (en) * | 1983-07-02 | 1987-11-10 | Helmut Lamprecht | Apparatus for the expansion of pressurized, pulsating exhaust gases, more especially the exhaust gases of an internal combustion engine |
RU2079669C1 (ru) * | 1992-11-05 | 1997-05-20 | Владимир Михайлович Свиридов | Двигатель внутреннего сгорания |
RU2239075C2 (ru) * | 2002-08-29 | 2004-10-27 | Иосселиани Дмитрий Александрович | Двигатель внутреннего сгорания свободно-поршневой с постоянным плечом силы момента на валу |
RU2360158C2 (ru) * | 2004-05-28 | 2009-06-27 | Интернэшнл Инновейшнз Лимитед | Муфта сцепления |
RU2397340C2 (ru) * | 2004-12-29 | 2010-08-20 | АБЕНАВОЛИ Бруно | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания на топливе |
RU2411382C2 (ru) * | 2006-12-27 | 2011-02-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" | Двигатель внутреннего сгорания |
RU2538349C2 (ru) * | 2012-12-18 | 2015-01-10 | Александр Васильевич Иванов | Бесшатунный двигатель и способ устранения заклинивания его механизма |
-
2017
- 2017-06-29 RU RU2017123192A patent/RU2677440C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4704868A (en) * | 1983-07-02 | 1987-11-10 | Helmut Lamprecht | Apparatus for the expansion of pressurized, pulsating exhaust gases, more especially the exhaust gases of an internal combustion engine |
RU2079669C1 (ru) * | 1992-11-05 | 1997-05-20 | Владимир Михайлович Свиридов | Двигатель внутреннего сгорания |
RU2239075C2 (ru) * | 2002-08-29 | 2004-10-27 | Иосселиани Дмитрий Александрович | Двигатель внутреннего сгорания свободно-поршневой с постоянным плечом силы момента на валу |
RU2360158C2 (ru) * | 2004-05-28 | 2009-06-27 | Интернэшнл Инновейшнз Лимитед | Муфта сцепления |
RU2397340C2 (ru) * | 2004-12-29 | 2010-08-20 | АБЕНАВОЛИ Бруно | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания на топливе |
RU2411382C2 (ru) * | 2006-12-27 | 2011-02-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" | Двигатель внутреннего сгорания |
RU2538349C2 (ru) * | 2012-12-18 | 2015-01-10 | Александр Васильевич Иванов | Бесшатунный двигатель и способ устранения заклинивания его механизма |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017123192A (ru) | 2018-12-29 |
RU2017123192A3 (ru) | 2018-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5673665A (en) | Engine with rack gear-type piston rod | |
US11598398B2 (en) | Mechanical converter for converting rotary motion to reciprocating motion | |
JP2009516801A (ja) | フリーピストン式4ストロークエンジン | |
KR102419856B1 (ko) | 가변 압축비 및 단일 또는 이중 스트로크 길이를 갖는, 왕복 2-사이클 또는 4-사이클 내연기관의 스트로크 기구 | |
CN102434279A (zh) | 无曲轴连杆的内燃机 | |
CN202628275U (zh) | 直轴驱动内燃机装置 | |
WO2018138947A1 (ja) | 対向ピストン型エンジン | |
CN102661199A (zh) | 直轴驱动内燃机方法和装置 | |
JPH11159339A (ja) | ラックとピニオン機構によりピストンの往復運動を回転運動に 変換させる内燃機関 | |
US5203295A (en) | Internal combustion engine | |
US10626793B2 (en) | Internal pressure driven engine | |
KR101126316B1 (ko) | 동력전달장치 | |
RU2677440C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU2380543C2 (ru) | Поршневая машина | |
KR101336131B1 (ko) | 내연기관용 동력전달장치 | |
CN213175834U (zh) | 一种固定式连杆组件及曲柄连杆机构 | |
RU2084664C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания шкрабаков | |
RU2465474C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания и привод распределительного вала | |
RU2239075C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания свободно-поршневой с постоянным плечом силы момента на валу | |
CN2109452U (zh) | 双向作功往复式内燃机 | |
RU221777U1 (ru) | Зубчатый исполнительный механизм двигателя внутреннего сгорания | |
RU2221927C2 (ru) | Двухтактная поршневая машина | |
RU2411382C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU2002123236A (ru) | Двигатель внутреннего сгорания свободно-поршневой с постоянным плечом силы момента на валу | |
CN113323737B (zh) | 正时连杆组件及水平对置式发动机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200630 |