RU2765671C1 - Internal combustion engine drive equipped with reuleaux mechanisms - Google Patents
Internal combustion engine drive equipped with reuleaux mechanisms Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765671C1 RU2765671C1 RU2021107601A RU2021107601A RU2765671C1 RU 2765671 C1 RU2765671 C1 RU 2765671C1 RU 2021107601 A RU2021107601 A RU 2021107601A RU 2021107601 A RU2021107601 A RU 2021107601A RU 2765671 C1 RU2765671 C1 RU 2765671C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- engine
- crankshaft
- internal combustion
- rocker arms
- 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
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
-
- 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
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
- F02B75/222—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement with cylinders in star arrangement
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к поршневым машинам с кривошипно-шатунным механизмом привода и может быть использовано в их конструкциях.The invention relates to piston machines with a crank drive mechanism and can be used in their designs.
Известен поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с приводом, содержащим картер, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал [1].Known piston internal combustion engine (ICE) with a drive containing crankcase, cylinder, piston, connecting rod, crankshaft [1].
В четырехтактных ДВС поступательное движение поршня через шатун преобразуется во вращательное движение коленчатого вала в ряде последовательных подготовительных процессов, в совокупности, образующих рабочий цикл: впуск - сжатие - сгорание смеси воздуха и топлива (рабочий ход) - выпуск. Рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала.In four-stroke internal combustion engines, the translational movement of the piston through the connecting rod is converted into rotational movement of the crankshaft in a series of successive preparatory processes, which together form the working cycle: intake - compression - combustion of the mixture of air and fuel (power stroke) - exhaust. The working cycle occurs in two revolutions of the crankshaft.
Известен кривошипно-ползунный четырехзвенный прямолинейно-направляющий механизм [2], в котором точка, находящаяся на окружности, проходящей через точки ползунов, находящихся в направляющих и точку пересечения осей направляющих, описывает прямолинейную траекторию, проходящую через точку пересечения осей ползунов, а в частном случае, при совпадении ее с точкой пересечения осей ползунов, описывает прямолинейную траекторию, перпендикулярную к оси, образующей равные углы с осями направляющих.Known crank-slider four-link straight-guiding mechanism [2], in which the point located on the circle passing through the points of the sliders located in the guides and the point of intersection of the axes of the guides describes a rectilinear trajectory passing through the point of intersection of the axes of the sliders, and in a particular case, when it coincides with the point of intersection of the axes of the sliders , describes a rectilinear trajectory perpendicular to the axis forming equal angles with the axes of the guides.
Задачей предлагаемого изобретения является создание компактного ДВС высокой удельной мощности с механизмом привода, обеспечивающего двустороннюю передачу нагрузок шатуну, передаваемых им на коленчатый вал в циклах «рабочий ход».The objective of the invention is to create a compact internal combustion engine of high specific power with a drive mechanism that provides two-way transfer of loads to the connecting rod, transmitted by it to the crankshaft in cycles of "power stroke".
Технический результат достигается снабжением ДВС с приводом, содержащим картер, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал механизмом, содержащим шарнирно соединенные посредством коромысел ползуны и направляющие, в котором ползуны заменены поршнями, а направляющие - цилиндрами.The technical result is achieved by supplying an internal combustion engine with a drive containing a crankcase, a cylinder, a piston, a connecting rod, a crankshaft with a mechanism containing sliders and guides pivotally connected by means of rocker arms, in which the sliders are replaced by pistons, and the guides are replaced by cylinders.
На Фиг. 1 показана упрощенная модель единичного блока ДВС в разрезе по осям цилиндров, содержащая картер, средний цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, снабженная, содержащими шарнирно соединенные посредством коромысел ползуны и направляющие, образующие механизмы в которых ползуны заменены поршнями, а направляющие - цилиндрами. Элементы, не относящиеся к предмету данного изобретения, на модели не показаны.On FIG. 1 shows a simplified model of a single internal combustion engine block in a section along the axes of the cylinders, containing a crankcase, an average cylinder, a piston, a connecting rod, a crankshaft, equipped with sliders and guides that form mechanisms in which the sliders are replaced by pistons, and the guides by cylinders. Elements that are not related to the subject of this invention are not shown in the model.
На Фиг. 2 показана упрощенная модель единичного блока ДВС в разрезе по осям цилиндров, содержащая картер, средний цилиндр с ползуном и направляющими, шатун, коленчатый вал, снабженная, содержащими шарнирно соединенные посредством коромысел ползуны и направляющие, образующие механизмы в которых ползуны заменены поршнями, а направляющие - цилиндрами. Элементы, не относящиеся к предмету данного изобретения, на модели не показаны.On FIG. 2 shows a simplified model of a single ICE block in a section along the axes of the cylinders, containing a crankcase, an average cylinder with a slider and guides, a connecting rod, a crankshaft, equipped with sliders and guides that form mechanisms that are pivotally connected by means of rocker arms. in which the sliders are replaced by pistons, and the guides by cylinders. Elements that are not related to the subject of this invention are not shown in the model.
На Фиг. 3 показана упрощенная, частично детализованная модель многоблочного ДВС, содержащая картер, цилиндры, поршни, шатуны, коленчатый вал, в рядном исполнении средних цилиндров. Элементы, не относящиеся к предмету данного изобретения, на модели не показаны.On FIG. 3 shows a simplified, partially detailed model of a multi-block internal combustion engine, containing a crankcase, cylinders, pistons, connecting rods, a crankshaft, in an in-line version of the middle cylinders. Elements that are not related to the subject of this invention are not shown in the model.
На Фиг. 4 показана частично детализованная модель многоцилиндрового ДВС с одним поршнем в среднем цилиндре и четырьмя парами боковых поршней без элементов, не относящихся к предмету данного изобретения.On FIG. 4 shows a partially detailed model of a multi-cylinder internal combustion engine with one piston in the middle cylinder and four pairs of side pistons, without elements not related to the subject of this invention.
На Фиг. 5 показана модель компоновки двух ДВС с редуктором между ними.On FIG. 5 shows a layout model of two internal combustion engines with a gearbox between them.
ДВС, фиг. 1, с приводом, содержащим картер, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, снабженный, содержащими шарнирно соединенные посредством коромысел ползуны и направляющие, образующие механизмы в которых ползуны заменены поршнями, а направляющие - цилиндрами, состоит из картера 1, в котором установлены средний цилиндр 2 и боковые цилиндры 3, а также коленчатый вал 4, имеющий шарнирную связь посредством шатуна 5 со штоком 6, который шарнирно соединен с коромыслами 7, на которых шарнирно установлены поршни 8, помещенные в боковые цилиндры 3. В средний цилиндр 2 помещен поршень 9, соединенный со штоком 6.ICE, Fig. 1, with a drive containing a crankcase, a cylinder, a piston, a connecting rod, a crankshaft, equipped with sliders and guides pivotally connected by means of rocker arms, forming mechanisms in which the sliders are replaced by pistons, and the guides are replaced by cylinders, consists of a crankcase 1, in which the
Работа ДВС с указанным выше приводом заключается в преобразовании возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение выходного вала и происходит следующим образом.The operation of the internal combustion engine with the above drive is to convert the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the output shaft and occurs as follows.
В установленных в картер 1 среднем цилиндре 2 и боковых цилиндрах 3, поршни 8 и 9, имеющие возможность перемещения и получающие энергию от теплового расширения газов, посредством штока 6 и коромысел 7 через шатун 5 передают движение на коленчатый вал 4, заставляя его вращаться. Особенностью работы данного ДВС является то, что в боковых цилиндрах 3, образующих механизмы организованы и одновременно происходят одноименные рабочие процессы, отличные от процесса в среднем цилиндре 2, что обеспечивает равномерное чередование рабочих тактов и способствует равномерному распределению боковых нагрузок, передаваемых посредством штока 6 и связанного с ним поршня 9 на стенки среднего цилиндра 2, а также уменьшает усилия, стремящиеся сместить и повернуть ось штока 6, связанного с шатуном 5 от оси симметрии коромысел 7. В боковых цилиндрах 3 рабочие процессы происходят как при прямом, так и при обратном перемещении штока 6, передающего усилия на шатун 5, в обоих направлениях. В среднем цилиндре 2 вместо поршня 9 может быть установлен ползун 10, взаимодействующий с направляющей 11 (см. фиг. 2).In the
Коромысло 7 входит во вращательные пары А и В с ползунами (поршнями 8), скользящими в неподвижных направляющих b-b и d-d (скользящими в цилиндрах 3). При движении поршня 8 (ползуна) в цилиндре 3 (в направляющих b-b) точка С коромысла 7, совпадающая с точкой пересечения осей направляющих b-b и d-d (совпадающая с точкой пересечения осей цилиндров 3) описывает прямолинейную траекторию а-а, перпендикулярную к оси Ох, образующей равные углы α с осями направляющих b-b и d-d. Таким образом, привод ДВС оснащен кривошипно-ползунным четырехзвенным прямолинейно-направляющим механизмом что подтверждается графически и проверено объемным моделированием.The rocker arm 7 enters rotational pairs A and B with sliders (piston 8) sliding in fixed guides bb and dd (sliding in cylinders 3). When the piston 8 (slider) moves in the cylinder 3 (in the guides bb), the point C of the rocker arm 7, coinciding with the point of intersection of the axes of the guides bb and dd (coinciding with the point of intersection of the axes of the cylinders 3) describes a rectilinear trajectory a-a, perpendicular to the axis Ox, forming equal angles α with the axes of the guides bb and dd. Thus, the ICE drive is equipped with a crank-slider four-link straight-line guiding mechanism which is confirmed graphically and verified by volumetric modeling.
Ход поршня L(cp.) в среднем цилиндре определяется по формуле:The piston stroke L(cp.) in the middle cylinder is determined by the formula:
L(cp.)=2R, где R - радиус кривошипа коленчатого вала.L(cp.)=2R, where R is the radius of the crankshaft crank.
Ход поршня L(бок.) в боковом цилиндре определяется по формуле:The piston stroke L (side.) in the side cylinder is determined by the formula:
L(бок.)=2R Sinα, где R - радиус кривошипа коленчатого вала, α - 0,5 угла между осями боковых цилиндров (см. фиг. 1).L(side)=2R Sinα, where R is the crank radius of the crankshaft, α is 0.5 of the angle between the axes of the side cylinders (see Fig. 1).
Рабочий объем среднего цилиндра для выравнивания усилий, передаваемых его поршнем посредством штока и шатуна на коленчатый вал, с суммарными усилиями, передаваемыми на шатун двумя поршнями в боковых цилиндрах, должен быть, примерно, равен суммарному рабочему объему боковых цилиндров, что обеспечит равномерную нагрузку на шатун во всех тактах работы двигателя.The working volume of the middle cylinder to equalize the forces transmitted by its piston through the rod and connecting rod to the crankshaft, with the total forces transmitted to the connecting rod by two pistons in the side cylinders, should be approximately equal to the total working volume of the side cylinders, which will ensure a uniform load on the connecting rod during all engine cycles.
Единичные блоки ДВС, с целью повышения мощности, могут быть соединены в многоблочный агрегат с общим картером и единым коленчатым валом (см. фиг. 4).Single ICE blocks, in order to increase power, can be connected into a multi-block unit with a common crankcase and a single crankshaft (see Fig. 4).
Для уравновешивания двух ДВС, например, в двухмоторном летательном аппарате, может быть использован принцип взаимного гашения колебаний одинаковых встречно движущихся масс, при их симметричном расположении по отношению к редуктору 12, имеющему выходной вал 13, на который они передают крутящий момент (см. фиг. 5).To balance two internal combustion engines, for example, in a twin-engine aircraft, the principle of mutual damping of oscillations of identical counter-moving masses can be used, with their symmetrical arrangement with respect to the
Источники информацииSources of information
1. А.С. Орлин, М.Г. Круглов, «Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей», Москва, «Машиностроение», 1990, стр. 5, 6.1. A.S. Orlin, M.G. Kruglov, Internal combustion engines. Design and operation of reciprocating and combined engines”, Moscow, Mashinostroenie, 1990, pp. 5, 6.
2. И.И. Артоболевский, «Механизмы в современной технике» в 7 томах, том 2, Москва, «Наука», 1979, стр. 473, 474, механизмы 1471, 1472.2. I.I. Artobolevsky, "Mechanisms in modern technology" in 7 volumes,
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107601A RU2765671C1 (en) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Internal combustion engine drive equipped with reuleaux mechanisms |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107601A RU2765671C1 (en) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Internal combustion engine drive equipped with reuleaux mechanisms |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765671C1 true RU2765671C1 (en) | 2022-02-01 |
Family
ID=80214643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021107601A RU2765671C1 (en) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Internal combustion engine drive equipped with reuleaux mechanisms |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765671C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1874195A (en) * | 1928-10-31 | 1932-08-30 | King Albert Bentley | Internal combustion engine |
SU1760141A1 (en) * | 1989-12-04 | 1992-09-07 | Е.Ф.Агафонов | Two-stroke internal combustion engine |
US5924394A (en) * | 1994-12-09 | 1999-07-20 | Richter Technology Limited | Rotary/linear converter |
DE102008047719A1 (en) * | 2008-09-18 | 2010-04-08 | Dieter Hartmann-Wirthwein | Crank drive for e.g. petrol engine of motor vehicle, has middle pistons connected directly with fork connecting rod, and external piston hinged to oscillating arm, universal joint and fork connecting rod by short lever |
RU133568U1 (en) * | 2013-01-16 | 2013-10-20 | Виктор Егорович Мерзликин | FOUR-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH RADIALLY ROW LOCATION OF CYLINDERS |
-
2021
- 2021-03-22 RU RU2021107601A patent/RU2765671C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1874195A (en) * | 1928-10-31 | 1932-08-30 | King Albert Bentley | Internal combustion engine |
SU1760141A1 (en) * | 1989-12-04 | 1992-09-07 | Е.Ф.Агафонов | Two-stroke internal combustion engine |
US5924394A (en) * | 1994-12-09 | 1999-07-20 | Richter Technology Limited | Rotary/linear converter |
DE102008047719A1 (en) * | 2008-09-18 | 2010-04-08 | Dieter Hartmann-Wirthwein | Crank drive for e.g. petrol engine of motor vehicle, has middle pistons connected directly with fork connecting rod, and external piston hinged to oscillating arm, universal joint and fork connecting rod by short lever |
RU133568U1 (en) * | 2013-01-16 | 2013-10-20 | Виктор Егорович Мерзликин | FOUR-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH RADIALLY ROW LOCATION OF CYLINDERS |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
И.И. Артоболевский "Механизмы в современной технике", том 2, М, "Наука", главная редакция физико-математической литературы, 1979 г., стр. 473, 474, механизмы471, 472. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0839266B1 (en) | Opposed piston combustion engine | |
DK2171211T3 (en) | combustion Engines | |
US10138807B2 (en) | Drive device provided with XY-separating crank mechanism | |
US20010017122A1 (en) | Internal-combustion engine with improved reciprocating action | |
US3895620A (en) | Engine and gas generator | |
JPS61157726A (en) | Multicylinder internal combustion piston engine | |
JP6052748B2 (en) | Drive device having XY separation crank mechanism | |
US4586881A (en) | Machine having integral piston and cylinder wall sections | |
RU2765671C1 (en) | Internal combustion engine drive equipped with reuleaux mechanisms | |
RU2525995C2 (en) | Internal combustion engine | |
US8960150B2 (en) | Piston arrangement and engine | |
UA61980C2 (en) | Opposite internal combustion engine | |
RU2768343C1 (en) | Internal combustion engine with opposite cylinders, equipped with a mechanism that changes the direction of force transmission | |
US4827896A (en) | Internal combustion engine without connecting rods | |
RU226062U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU2388917C1 (en) | Internal combustion engine | |
JP2000515599A (en) | Pulling piston engine | |
RU2704510C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2391524C1 (en) | Mechanism of motion transmission from pistons to output shaft of opposed engine | |
RU2800201C1 (en) | Two-stroke piston internal combustion engine | |
RU2341667C1 (en) | Central rotor shaft ice | |
RU2786613C1 (en) | Two-stroke two-cylinder opposite internal combustion engine | |
RU2126087C1 (en) | Piston machine | |
RU2163680C2 (en) | Slider-crank mechanism | |
RU2568350C1 (en) | Conrod-free rodless piston ice |