SK8962003A3 - Four-stroke engine with opposed pistons - Google Patents

Four-stroke engine with opposed pistons Download PDF

Info

Publication number
SK8962003A3
SK8962003A3 SK896-2003A SK8962003A SK8962003A3 SK 8962003 A3 SK8962003 A3 SK 8962003A3 SK 8962003 A SK8962003 A SK 8962003A SK 8962003 A3 SK8962003 A3 SK 8962003A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
gear
ignition
piston
engine
cylinder
Prior art date
Application number
SK896-2003A
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK285842B6 (en
Inventor
Pavel Dobrodenka
Ján Lešinský
Original Assignee
Pavel Dobrodenka
Ján Lešinský
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 Pavel Dobrodenka, Ján Lešinský filed Critical Pavel Dobrodenka
Priority to SK896-2003A priority Critical patent/SK285842B6/en
Publication of SK8962003A3 publication Critical patent/SK8962003A3/en
Publication of SK285842B6 publication Critical patent/SK285842B6/en

Links

Abstract

Engine consists of a cylinder (1) with opposed a first and second piston (2.1, 2.2) with a first and second piston rod (3.1, 3.2) and with a first and second crankshaft (4.1, 4.2). The first crankshaft (4.1) has a first satellite gear (5.1), which fit into fixed a first gear rim, or a tooth gear (6.1) with a internal toothing and the second crankshaft (4.2) has a second satellite gear (5.2), which fit into fixed a second gear rim or a tooth gear (6.2) with a internal toothing. The first piston rod (3.1) of the first piston (2.1) is coupled by a second end with offset axes seating a first auxiliary shaft (7.1) on the first satellite gear (5.1) and the second piston (3.2) rod of the second piston (2.2) is coupled by a second end with offset axes seating a second auxiliary shaft (7.2) on the second satellite gear (5.2). The crankshaft (4.1, 4.2) has a tooth gear (8.1, 8.2). The tooth gear (8.1, 8.2), that is fixed on the crankshaft (4.1, 4.2) fitted into a reducer (12) with a internal or external toothing. The cylinder (1) in a first part has an intake automatic valve (9) and a exhaust automatic valve (10), and in a second part has an petrol or diesel unit (11).

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka štvortaktného motora s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora s výhodou opatreného s reduktorom. Motory s reduktorom sa s výhodou osadzujú do vrtuľníkov. Vynález spadá s hľadiska výroby do oblasti strojárenstva a z hľadiska použitia spadá do oblasti najmä leteckej techniky.The invention relates to a four-stroke engine with counter-pistons in a modification of a spark-ignition or compression-ignition engine, preferably provided with a reducer. Reducer motors are preferably mounted in helicopters. The invention falls within the field of mechanical engineering in terms of production and, in terms of use, falls within the field of aircraft technology in particular.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V súčasnosti sa na pohon vrtuľníkov používajú prúdové motory u ktorých otáčky výstupného hriadeľa sú cca 50000 ot./min. Takéto vysoké otáčky sú však pre rotorové listy pohonu vrtuľníka neprijateľné. Preto sa v pohonnej jednotke vrtuľníka za prúdový motor zaraďuje reduktor, ktorý zníži otáčky na 500 ot./min. Reduktory otáčok s redukčným pomerom 100 sú masívnej konštrukcie a majú vysokú hmotnosť, čo je ich podstatnou nevýhodou. Naviac, prúdové motory majú vysokú spotrebu paliva.Nowadays, jet engines are used to drive helicopters where the output shaft speed is about 50000 rpm. However, such high speeds are unacceptable for the rotor blades of the helicopter drive. Therefore, in the helicopter power unit downstream of the jet engine is a reducer, which reduces the speed to 500 rpm. Speed reducers with a reduction ratio of 100 are of massive construction and have a high weight, which is a significant disadvantage. In addition, jet engines have a high fuel consumption.

V leteckej technike sú známe aj viacvalcové spaľovacie motory s protichodným pohybom dvoch piestov v jednom spoločnom valci. Tieto motory sú vždy v dvojtaktnej modifikácií. Z konštrukčného hľadiska je pre tieto motory charakteristické usporiadanie, kde sú použité dva kľukové hriadele po oboch čelných stranách valcov. Typickým takýmto motorom je šesťvalcový dvojtaktný radový dieselový motor Jumo 205. Nevýhodou tohto motora je jeho veľký objem a hmotnosť. Tento motor je nepoužiteľný pre pohon vrtuľníkov.Multi-cylinder internal combustion engines with the opposite movement of two pistons in one common cylinder are also known in aircraft technology. These engines are always in two-stroke modifications. From a constructional point of view, these engines are characterized by an arrangement where two crankshafts are used on both ends of the cylinders. A typical such engine is the six-cylinder two-stroke in-line diesel engine Jumo 205. The disadvantage of this engine is its large volume and weight. This engine is not usable to drive helicopters.

Pre pohon vrtuľníkov sú obmedzené možnosti z hľadiska vhodného náhonu pre pohon rotorových listov. Preto vznikla požiadavka na vytvorenie takej pohonnej jednotky pre vrtuľníky, ktorá by zabezpečila minimálny zastavaný objem pohonnej jednotky pri taktiež minimálnej jej hmotnosti. Pritom by to mala byť pohonná jednotka s maximálnou úsporou paliva, čomu inklinujú štvortaktné motory s čo najjednoduchšou konštrukciou. Výsledkom tohto úsilia je ďalej opisovaný štvortaktný motor s protibežnými piestami najmä s reduktorom v modifikácii zážihového alebo vznetového motora v predloženom vynáleze.For the helicopter drive there are limited possibilities in terms of a suitable drive for the rotor blade drive. Therefore, there has been a demand to create a powerplant for helicopters that would ensure a minimum pumping volume of the powerplant at a minimum weight. In doing so, it should be a drive unit with maximum fuel savings, which tends to be four-stroke engines with the simplest design. As a result of this effort, a four-stroke engine with counter-rotating pistons, in particular with a reducer, in a modification of the spark ignition or compression ignition engine of the present invention is described.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené štvortaktným motorom s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa tohto vynálezu, ktorého podstata je založená na tom, že pozostáva z minimálne jedného valca s dvoma protibežne usporiadanými prvým a druhým piestom s prvou a druhou ojnicou a prvým a druhým kľukovým hriadeľom. Prvý kľukový hriadeľ je opatrený prvým satelitným ozubeným kolesom zapadajúcim do pevne ukotveného prvého venca alebo ozubeného kolesa s vnútorným ozubením. Druhý kľukový hriadeľ je opatrený druhým satelitným ozubeným kolesom zapadajúcim do pevne ukotveného druhého venca alebo ozubeného kolesa s vnútorným ozubením. Prvá ojnica prvého piesta je druhým koncom spriahnutá s excentrický uloženým prvým pomocným hriadeľom na prvom satelitnom ozubenom kolese. Druhá ojnica druhého piesta je druhým koncom spriahnutá s excentrický uloženým druhým pomocným hriadeľom na druhom satelitnom ozubenom kolese. Každý kľukový hriadeľ je opatrený ozubeným náhonovým alebo prenosovým kolesom. Valec je v jednej časti svojej dĺžky opatrený aspoň jedným nasávacím samočinným ventilom a aspoň jedným výfukovým samočinným ventilom. Valec je v druhej časti svojej dĺžky opatrený zážihovým alebo vznetovým ústrojenstvom.The above drawbacks are overcome by a four-stroke engine with counter-piston pistons in a modification of the spark ignition or compression ignition engine of the present invention, which is based on at least one cylinder with two counter-rotating first and second pistons with first and second connecting rods and first and second crankshaft. The first crankshaft is provided with a first satellite gear geared to a fixed anchored first ring or internally toothed gear. The second crankshaft is provided with a second satellite sprocket engaging a fixed anchored second rim or internally toothed gear. The first connecting rod of the first piston is coupled to the second end with an eccentric bearing of the first auxiliary shaft on the first satellite gear. The second connecting rod of the second piston is coupled with the second end with an eccentric bearing of the second auxiliary shaft on the second satellite gear. Each crankshaft is equipped with a toothed drive or transmission wheel. The cylinder is provided with at least one intake valve and at least one exhaust valve in one part of its length. In the second part of its length, the cylinder is equipped with a positive-ignition or compression-ignition device.

Z hľadiska funkčnosti motora je podstatné, aby prevodový pomer medzi vencom alebo ozubeným kolesom s vnútorným ozubením a satelitným ozubeným kolesom bol 3 : 1 alebo 3 : 2.For the functionality of the engine, it is essential that the transmission ratio between the ring gear or the internal gear and the satellite gear is 3: 1 or 3: 2.

Z hľadiska dosahovaných možných úžitkových parametrov motora je výhodné ak tento motor je usporiadaný do konfigurácie, kde pozostáva z párneho počtu minimálne štyroch valcov usporiadanými do N-uholníka, kde N - párne číslo. Jednalo by sa o také konfiguračné usporiadanie, kde vždy o jeden excentrický uložený prvý pomocný hriadeľ na prvom satelitnom ozubenom kolese je uchytená prvá ojnica prvého piesta N-teho valca a druhá ojnica druhého piesta jedného susedného valca. Taktiež vždy o jeden excentrický uložený druhý pomocný hriadeľ na druhom satelitnom ozubenom kolese je uchytená druhá ojnica druhého piesta N-teho valca a prvá ojnica prvého piesta druhého susedného valca. Pritom každé ozubené prenosové koleso pevne uchytené o kľukový hriadeľ zapadá do reduktora s vnútorným alebo vonkajším ozubením.From the point of view of the possible utility parameters of the engine, it is advantageous if the engine is arranged in a configuration where it consists of an even number of at least four cylinders arranged in an N-angle where the N - even number. The configuration would be such that one first eccentric bearing of the first auxiliary shaft on the first satellite gear is fitted with the first connecting rod of the first piston of the N th cylinder and the second connecting rod of the second piston of one adjacent cylinder. Also, a second connecting rod of the second piston of the N-th cylinder and a first connecting rod of the first piston of the second adjacent cylinder are mounted by one eccentric second auxiliary shaft mounted on the second satellite gear. In this case, each gear transmission fixedly attached to the crankshaft fits into a gear reducer with internal or external toothing.

Ďalším podstatným znakom štvortaktného motora s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa tohoto vynálezu je, že prvé vence alebo ozubené kolesa s vnútorným ozubením sú pevne prepojené s druhými vencami alebo ozubenými kolesami s vnútorným ozubením.Another essential feature of a four-stroke counter-piston engine in a modification of a spark ignition or compression ignition engine according to the present invention is that the first rims or the internal gear teeth are rigidly connected to the second rims or the internal gear teeth.

Z praktického hľadiska je výhodné, ak štvortaktný motor s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa vynálezu obsahuje reduktor s vnútorným alebo vonkajším ozubením, ktorého výstupná os je určená pre náhon vrtuľníkových listov. Vnútorné ozubenie reduktora sa javí byť výhodnejším, pretože je v zábere viac zubov medzi ozubeným prenosovým kolesom a samotným reduktorom.From a practical point of view, it is advantageous if the four-stroke engine with counter-rotating pistons in the modification of the spark-ignition or compression-ignition engine according to the invention comprises a reducer with internal or external toothing whose output axis is intended to drive helicopter blades. The internal gearing of the reducer appears to be more advantageous because more teeth are engaged between the gear transmission gear and the reducer itself.

Výhody štvortaktného motora s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa vynálezu sú zjavné z jeho účinkov, ktorými sa prejavuje navonok. Účinky motora podľa vynálezu spočívajú najmä v tom, že otáčky piestového spaľovacieho motora sú podstatne nižšie ako prúdového motora a tak je možné jediným prevodom dosiahnuť požadovaných 500 ot./min. Prevod je realizovaný ozubeným vencom reduktora a ozubeným prenosovým kolesom a je riadený veľkosťou priemeru ozubených prenosových kolies. Prevod je možné meniť aj zámenou reduktora realizovaného centrálnym ozubeným kolesom, ktoré je tak v zábere z vnútornej strany ozubených prenosových kolies.The advantages of a four-stroke engine with counter-piston pistons in the modification of the spark-ignition or compression-ignition engine according to the invention are evident from its external effects. In particular, the effect of the engine according to the invention is that the speed of the reciprocating internal combustion engine is substantially lower than that of the turbojet engine, so that the required 500 rpm can be achieved in a single transmission. The transmission is realized by the gear ring of the reducer and the gear transmission and is controlled by the size of the gear transmission diameter. The transmission can also be changed by replacing the reducer realized by the central gearwheel, which is thus engaged from the inside of the gearwheels.

Z hľadiska konštrukcie je motor ideálny pre osadenie do vrtuľníka, pretože je v podstate plochej diskovej konštrukcie vďaka rozmiestneniu jeho valcov s výhodou do 6-uholníka tak, že krútiaci moment sa dá odoberať zo stredu celej zostavy. Tým, že sú použité piestové spaľovacie motory, tak pohon vrtuľníka je oveľa menej hlučný oproti prúdovému motoru a aj spotreba paliva je podstatne menšia, keďže sa jedná o štvortaktný motor. Výhoda tohto zoskupenia motora je výhodná aj v tom, že je ho možné realizovať vo verzii vznetového motora alebo aj vo verzii zážihového motora.In terms of construction, the engine is ideal for fitting in a helicopter because it is a substantially flat disc construction due to the disposition of its cylinders preferably in a 6-angle such that torque can be removed from the center of the assembly. By using reciprocating internal combustion engines, the helicopter drive is much less noisy than a jet engine, and fuel consumption is considerably less since it is a four-stroke engine. The advantage of this engine arrangement is also advantageous in that it can be implemented in the diesel engine version or in the petrol engine version.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Štvortaktný motor s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa vynálezu bude bližšie objasnený na konkrétnych realizáciách zobrazených na výkresoch, kde obr. 1 znázorňuje v čelnom pohľade kinematické usporiadanie jedného valca s dvoma piestami a dvoma kľukovými mechanizmami. Obr. 2 znázorňuje v bočnom pohľade kinematické usporiadanie jedného kľukového mechanizmu. Na obr. 3 je znázornený prevodový pomer medzi ozubeným vencom a satelitným ozubeným kolesom. Na obr. 4.1 a 4.2 je v šiestich fázach znázornená činnosť štvortaktného motora s protibežnými piestami. Na obr. 5 je znázornené usporiadanie motora so šiestimi valcami s kľukovými mechanizmami a reduktorom. Na obr. 6 je znázornené silové zaťaženie piesta motora.A four-stroke engine with counter-pistons in a modification of a spark ignition or compression ignition engine according to the invention will be explained in more detail in the specific embodiments shown in the drawings, wherein FIG. 1 shows, in front view, the kinematic arrangement of one cylinder with two pistons and two crank mechanisms. Fig. 2 shows a side view of the kinematic arrangement of one crank mechanism. In FIG. 3 shows the gear ratio between the ring gear and the satellite gear. In FIG. 4.1 and 4.2 show, in six phases, the operation of a four-stroke engine with counter-rotating pistons. In FIG. 5 shows an arrangement of a six-cylinder engine with cranks and a reducer. In FIG. 6 shows the force load of the engine piston.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia motora podľa vynálezu sú predstavované pre ilustráciu a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci znalí stavom techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam technického riešenia motora, ktoré tu budú špeciálne opísané. Aj takéto ekvivalenty budú obsiahnuté v rozsahu nasledujúcich patentových nárokov.It is to be understood that individual embodiments of the engine of the invention are presented for illustration and not as limitations of the technical solutions. Those skilled in the art will find or be able to ascertain, using no more than routine experimentation, many equivalents to specific embodiments of the engine design specifically described herein. Such equivalents will also be included within the scope of the following claims.

Pre odborníkov znalých stavom techniky nemôže robiť problém dimenzovanie takého motora a vhodná voľba jeho materiálov a konštrukčných usporiadaní, preto tieto znaky neboli detailne riešené.The dimensioning of such an engine and the appropriate choice of its materials and construction arrangements cannot be a problem for those skilled in the art, and therefore these features have not been solved in detail.

Príklad 1Example 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná základná konštrukcia štvortaktného zážihového motora s núteným plnením a s reduktorom ako je to znázornené na obr. 1. Štvortaktný motor pozostáva z jedného valca 1 s dvoma protibežne usporiadanými piestami 2.1, 2.2. Motor obsahuje teda dva kľukové hriadele 4.1 a 4.2, kde prvý kľukový hriadeľ 4.1 ie usporiadaný pred prvým otvoreným čelom valca 1 a kde druhý kľukový hriadeľ 4.2 ie usporiadaný pred druhým otvoreným čelom valca 1. Centrálna os prvého kľukového hriadeľa 4.1 je otočné uložená v stredovej osi pevne ukotveného prvého venca alebo prvého ozubeného kolesa 6.1 s vnútorným ozubením. Centrálna os druhého kľukového hriadeľa 4.2 je otočné uložená v stredovej osi pevne ukotveného druhého venca alebo druhého ozubeného kolesa 6.2 s vnútorným ozubením. Centrálne osi kľukových hriadeľov 4,1 a 4.2 sú uložené v ložiskách. Oba kľukové hriadele 4.1, 4,2 sú opatrené vždy jedným ozubeným náhonovým alebo prenosovým kolesom 8.1, 8.2. Obe ozubené prenosové kolesá 8.1, 8.2 sú pevne uchytené vždy o svoj kľukový hriadeľ 4.1, 4.2 a svojimi ozubeniami zapadajú do reduktora 12 s vnútorným alebo vonkajším ozubením ako je to znázornené na obr. 2. Lôžka ložísk kľukových hriadeľov 4 sú navzájom pevne prepojené, pretože tvoria statický rám motora ako je to znázornené na obr. 2. O statický rám motora je uchytený aj valec 1 a neznázornené mechanizmy sacích výfukových a zážihových rozvodov. Vždy na vystredenú os prvého kľukového hriadeľa 4.1 je uchytené prvé ozubené satelitné koleso 5.1 svojim ozubením zapadajúce do vnútorného ozubenia prvého venca alebo prvého ozubeného kolesa 6.1 s vnútorným ozubením. Na vystredenú os druhého kľukového hriadeľa 4.2 je uchytené druhé ozubené satelitné koleso 5.2 svojim ozubením zapadajúce do vnútorného ozubenia druhého venca alebo druhého ozubeného kolesa 6.2 s vnútorným ozubením. Prvá ojnica 3.1 prvého piesta 2.1 valca 1_ je otočné uložená na prvom pomocnom hriadeli 7,1, ktorý je excentrický osadený na prvom ozubenom satelitnom kolese 5.1. Druhá ojnica 3.2 druhého piesta 2.2 valca 1 je otočné uložená na druhom pomocnom hriadeli 7.2, ktorý je excentrický osadený na druhom ozubenom satelitnom kolese 5.2. Pre konštrukciu valca 1_ je podstatné, aby zapaľovacia sviečka bola umiestnená v stredovej časti valca 1 a sacie a výfukové kanály boli umiestnené samostatne v okrajových častiach valca T Z funkčného hľadiska je podstatné, aby prevodový pomer medzi vencom alebo ozubeným kolesom 6.1, 6.2 s vnútorným ozubením a satelitným ozubeným kolesom 5.1, 5.2 bol 3 : 1 ako je to znázornené na obr. 3. Vo variantnom uskutočnení tento prevodový pomer môže byť aj 3:2. Prevodovým pomerom venca alebo ozubeného kolesa 6.1, 6,2 s vnútorným ozubením a satelitného ozubeného kolesa 5.1, 5.2 sa v konečnom dôsledku menia otáčky reduktora 12.In this example of a particular embodiment of the present invention, the basic design of a four-stroke positive-ignition SI engine with a reducer is shown as shown in FIG. 1. The four-stroke engine consists of one cylinder 1 with two opposing pistons 2.1, 2.2. The engine thus comprises two crankshafts 4.1 and 4.2, wherein the first crankshaft 4.1 is arranged in front of the first open face of cylinder 1 and the second crankshaft 4.2 is arranged in front of the second open face of cylinder 1. The central axis of the first crankshaft 4.1 is rotatably mounted in a central axis a fixed anchored first rim or first gear 6.1 with internal toothing. The central axis of the second crankshaft 4.2 is rotatably mounted in the central axis of the second annular gear or the second internally toothed gear 6.2. The central crankshaft axes 4,1 and 4.2 are mounted in bearings. Both crankshafts 4.1, 4.2 are each provided with one gear or transmission wheel 8.1, 8.2. The two gear wheels 8.1, 8.2 are each fixedly attached to their crankshaft 4.1, 4.2 and with their teeth engage in a gear reducer 12 with internal or external toothing as shown in FIG. 2. The bearings of the crankshaft bearings 4 are rigidly connected to each other as they form a static engine frame as shown in FIG. 2. Cylinder 1 and the intake and spark manifold mechanisms (not shown) are also attached to the static engine frame. In each case on the centered axis of the first crankshaft 4.1, the first gearwheel 5.1 is fixed by its toothing to the internal toothing of the first ring gear or the first internally toothed gear 6.1. On the center axis of the second crankshaft 4.2, the second gearwheel 5.2 is attached by its toothing to the internal toothing of the second ring gear or the second internally toothed gear 6.2. The first connecting rod 3.1 of the first piston 2.1 of the cylinder 7 is rotatably mounted on a first auxiliary shaft 7.1, which is eccentrically mounted on the first gear satellite 5.1. The second connecting rod 3.2 of the second piston 2.2 of the cylinder 1 is rotatably mounted on a second auxiliary shaft 7.2, which is eccentrically mounted on the second gearwheel 5.2. For the construction of cylinder 7, it is essential that the spark plug is located in the central part of cylinder 1 and that the intake and exhaust ducts are located separately in the peripheral parts of the cylinder TZ, it is essential that the transmission ratio between the rim or gear 6.1, 6.2 the satellite gear 5.1, 5.2 was 3: 1 as shown in FIG. 3. In a variant embodiment, the transmission ratio may also be 3: 2. The gear ratio of the rim or gear 6.1, 6.2 with internal gear and the satellite gear 5.1, 5.2 ultimately changes the speed of the gear reducer 12.

Funkcia štvortaktného motora s protibežnými piestami skonštruovaného podľa tohoto vynálezu je nasledovná a zrejmým spôsobom vyplýva z jednotlivých taktov znázornených na obr. 4.1 a 4.2. Pochopiť funkciu motora napomáhajú aj trojuholníkové trajektórie jedného vybraného bodu z ozubeného satelitného kolesa 5.1 a 5.2, čo je znázornené v obr. 1. Napokon predstavu o pohyboch dvoch piestov v jednom valci 1 dáva aj trajektória zdvihu h. znázornená na obr. 5. Vybraný bod z ozubeného satelitného kolesa 5, znázornený na obr.1, pohybujúci sa v smere šípky po trajektórii a predstavuje takt nasávania, keď piesty 2.1, 2.2 sa z dolnej úvrate vzdiaľujú od seba v rozmedzí natočenia 180° až 270° kľukového hriadeľa 4.1, 4.2 ako je to znázornené na obr. 5. Cyklus nasávania je znázornený aj na obr. 4.1b. Trajektória b predstavuje takt kompresie, keď piestyThe function of the four-stroke counter-piston engine constructed in accordance with the present invention is as follows and is evident from the individual bars shown in FIG. 4.1 and 4.2. The triangular trajectories of one selected point from the toothed satellite 5.1 and 5.2 also help to understand the function of the engine, which is shown in fig. 1. Finally, the stroke trajectory h gives an idea of the movements of the two pistons in one cylinder 1. shown in FIG. 5. The selected point from the satellite gear 5 shown in FIG. 1, moving in the direction of the arrow along the trajectory, represents the suction cycle when the pistons 2.1, 2.2 move away from each other at 180 ° to 270 ° crankshaft from the bottom dead center. 4.1, 4.2 as shown in FIG. 5. The suction cycle is also shown in FIG. 4.1b. Trajectory b represents the tact of compression when the pistons

2.1, 2.2 sa k sebe približujú v rozmedzí natočenia 270° až 360° kľukového hriadeľa 4,1, 4.2 ako je to znázornené na obr. 5.2.1, 2.2 approach each other within a rotation range of 270 ° to 360 ° of crankshaft 4.1, 4.2 as shown in Figs. 5th

Cyklus kompresie je znázornený aj na obr. 4.1c. Trajektória c predstavuje takt expanzie, keď piesty 2.1, 2.2 sú k sebe priblížené v hornej úvrati v rozmedzí natočenia 0° až 90° kľukového hriadeľaThe compression cycle is also shown in FIG. 4.1c. Trajectory c is an expansion bar when the pistons 2.1, 2.2 are approached at top dead center within a 0 ° to 90 ° crankshaft rotation range

4.1, 4.2 a postupne sa od seba vzdiaľujú ako je to znázornené na obr. 5. Cyklus expanzie je znázornený aj na obr. 4.2d. Začiatok tohto cyklu predstavuje pre oba piesty prázdnu časť cyklu, keď medzi piestami zostáva konštantná vzdialenosť ale spolu sa určitý čas pohybujú dole. Trajektória d predstavuje takt výfuku, keď piesty4.1, 4.2 and gradually move away from each other as shown in FIG. 5. The expansion cycle is also shown in FIG. 4.2d. The start of this cycle is an empty part of the cycle for both pistons, with a constant distance between the pistons but moving together for some time. Trajectory d represents the stroke of the exhaust when the pistons

2.1, 2.2 sa k sebe postupne približujú až do dolnej úvrati v rozmedzí natočenia 90° až 180° kľukového hriadeľa 4,1, 4,2 ako je to znázornené na obr. 5. Cyklus výfuku je znázornený aj na obr. 4.1a. Na obr. 4.1 je znázornené aj poloha hornej úvrate HU. Na obr. 6a je znázornené nepriaznivé bočné namáhanie piesta z klasického kľukového hriadeľa. Napokon na obr. 6b je znázornené priaznivé bočné namáhanie piesta na bočný tlak v konštrukcii podľa vynálezu. Bočné namáhanie piesta podľa vynálezu je menšie ako u klasického kľukového usporiadania lebo je dané uhlom β vo vzorci Fn - F. tg β.2.1, 2.2 gradually approach each other up to the dead center in the range of 90 ° to 180 ° crankshaft 4,1, 4,2 as shown in fig. 5. The exhaust cycle is also shown in FIG. 4.1a. In FIG. 4.1 also shows the position of the top dead center HU. In FIG. 6a shows the unfavorable lateral loading of the piston from a conventional crankshaft. Finally, FIG. 6b shows the favorable lateral stress of the piston to the lateral pressure in the structure according to the invention. The lateral stress of the piston according to the invention is less than that of a conventional crank arrangement because it is given by the angle β in the formula F n - F. tg β.

Príklad 2Example 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná aplikačná konštrukcia štvortaktného zážihového motora s núteným plnením a s reduktorom ako je to znázornené na obr. 5. Táto zostava motora pozostáva zo šiestich štvortaktných jednovalcových motorov dostatočne opísaných v príklade 1. Jednotlivé valce 1 sú usporiadané do šesťuholníka. Motor obsahuje teda aj šesť kľukových hriadeľov 4.1 a 4.2 a na ne pripojených mechanizmov. Jednalo by sa o také konfiguračné usporiadanie, kde vždy o jeden excentrický uložený prvý pomocný hriadeľ 7.1 na prvom satelitnom ozubenom kolese 5.1 je uchytená prvá ojnica 3.1 prvého piesta 2.1 prvého valca 1. a druhá ojnica 3,1 druhého piesta 2.2 jedného susedného valca 1_ v tomto prípade šiesteho valca 1. To isté piati aj medzi kombinácie prvého a druhého valca 1_, druhého a tretieho valca 1, tretieho a štvrtého valca 1_, štvrtého a piateho valca 1_ a napokon piateho a šiesteho valca 1. Pritom každé tri páry ozubených prenosových kolies 8.1, 8.2 sú pevne uchytené o príslušné kľukové hriadele, ktoré zapadajú svojimi ozubeniami do reduktora 12 s vnútorným ozubením.In this example of a particular embodiment of the invention, the application structure of a four-stroke SI engine with a forced feed and a reducer is shown as shown in FIG. 5. This engine assembly consists of six four-stroke single cylinder engines sufficiently described in Example 1. The individual cylinders 1 are arranged in a hexagon. The engine therefore also comprises six crankshafts 4.1 and 4.2 and the mechanisms connected to them. The configuration would be such that one first eccentric bearing of the first auxiliary shaft 7.1 on the first satellite gear 5.1 is fitted with the first connecting rod 3.1 of the first piston 2.1 of the first cylinder 1 and the second connecting rod 3.1 of the second piston 2.2 of one adjacent cylinder 7 in this case the sixth cylinder 1. The same five also between the combinations of the first and second cylinders 7, the second and third cylinders 1, the third and fourth cylinders 7, the fourth and fifth cylinders 7, and finally the fifth and sixth cylinders 1. 8.1, 8.2 are fixedly attached to the respective crankshafts which fit with their teeth into the internal gear reducer 12.

Príklad 3Example 3

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná konštrukcia štvortaktného vznetového motora s protibežnými piestami s núteným plnením. Motor je dostatočne opísaný v príklade 1 a 2. Rozdiel je len v usporiadaní vznetového ústrojenstva ako to vyplýva zo samotného názvu.In this example of a particular embodiment of the invention, a four-stroke compression engine with forced-action counter-pistons is described. The engine is sufficiently described in Examples 1 and 2. The only difference is in the configuration of the diesel engine, as is clear from the name itself.

V ďalšej zdokonalenej verzii, môže byť motor opatrený reduktorom 12 zrealizovaným ozubeným kolesom, ktoré je v styku s ozubenými prenosovými kolesami 8.1, 8.2 z ich vnútornej strany. Na ozrejmenie uvádzame, že pomerom priemerov reduktora 12 a prenosových koliesIn a further improved version, the engine may be provided with a gear reducer 12 realized by a gear that is in contact with the gear wheels 8.1, 8.2 from the inside thereof. For clarity, the ratio of the diameter of the reducer 12 and the transmission wheels is shown

8,1, 8,2 je možné zvoliť prevodový pomer redukcie otáčiek a tým voliť v konečnom dôsledku otáčky rotorových listov náhonu vrtuľníka.8, 8, 8, it is possible to select the gear ratio of the speed reduction and thus ultimately to select the speed of the rotor blades of the helicopter drive.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Štvortaktný motor s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa vynálezu nachádza uplatnenie v leteckom priemysle najmä v konštrukciách vrtuľníkov.The four-stroke engine with counter-rotating pistons in the modification of the spark-ignition or compression-ignition engine according to the invention finds application in the aircraft industry, especially in helicopter constructions.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Štvortaktný motor s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z minimálne jedného valca (1) s dvoma protibežne usporiadanými prvým a druhým piestom (2.1, 2.2) s prvou a druhou ojnicou (3.1, 3.2) a prvým a druhým kľukovým hriadeľom (4.1, 4.2) tak, že prvý kľukový hriadeľ (4.1) je opatrený prvým satelitným ozubeným kolesom (5.1) zapadajúcim do pevne ukotveného prvého venca alebo ozubeného kolesa (6.1) s vnútorným ozubením a druhý kľukový hriadeľ (4.2) je opatrený druhým satelitným ozubeným kolesom (5.2) zapadajúcim do pevne ukotveného druhého venca alebo ozubeného kolesa (6.2) s vnútorným ozubením, pričom prvá ojnica (3.1) prvého piesta (2.1) je druhým koncom spriahnutá s excentrický uloženým prvým pomocným hriadeľom (7.1) na prvom satelitnom ozubenom kolese (5.1) a pričom druhá ojnica (3.2) druhého piesta (2.2) je druhým koncom spriahnutá s excentrický uloženým druhým pomocným hriadeľom (7.2) na druhom satelitnom ozubenom kolese (5.2) , pričom každý kľukový hriadeľ (4.1, 4.2) je opatrený ozubeným náhonovým alebo prenosovým kolesom (8.1, 8.2); pričom každé ozubené prenosové koleso (8.1, 8.2) pevne uchytené o kľukový hriadeľ (4.1, 4.2) zapadá do reduktora (12) s vnútorným alebo vonkajším ozubením; valec (1) je v jednej časti svojej dĺžky opatrený aspoň jedným nasávacím samočinným ventilom (9) a aspoň jedným výfukovým samočinným ventilom (10); valec (1) je v druhej časti svojej dĺžky opatrený zážihovým alebo vznetovým ústrojenstvom (11).A four-stroke engine with counter-pistons in a positive-ignition or compression-ignition engine modification, characterized in that it consists of at least one cylinder (1) with two first and second pistons (2.1, 2.2) arranged opposite to each other with first and second connecting rods (3.1, 3.2) and first and second crankshafts (4.1, 4.2) such that the first crankshaft (4.1) is provided with a first satellite gear (5.1) engaging a fixed anchored first ring or internally toothed gear (6.1) and a second crankshaft (4.2) ) is provided with a second satellite gear (5.2) engaging a fixed anchored second rim or internally toothed gear (6.2), the first connecting rod (3.1) of the first piston (2.1) being coupled with a second end with an eccentrically mounted first auxiliary shaft (7.1) on the first satellite gear (5.1) and wherein the second connecting rod (3.2) of the second piston (2.2) is coupled with the eccentric ý a second auxiliary shaft (7.2) mounted on the second satellite gear (5.2), each crankshaft (4.1, 4.2) being equipped with a gear or transmission wheel (8.1, 8.2); wherein each gearwheel (8.1, 8.2) fixedly attached to the crankshaft (4.1, 4.2) fits into an internal or external gear reducer (12); the cylinder (1) is provided with at least one intake valve (9) and at least one exhaust valve (10) in one part of its length; the cylinder (1) is provided with a positive-ignition or compression-ignition device (11) in the second part of its length. 2. Štvortaktný motor s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m, že prevodový pomer medzi vencom alebo ozubeným kolesom (6) s vnútorným ozubením a satelitným ozubeným kolesom (5) je 3 : 1 alebo 3 : 2.A four-stroke engine with counter-pistons in a positive-ignition or compression-ignition engine modification according to claim 1, characterized in that the transmission ratio between the inner ring gear or the gear (6) and the satellite gear (5) is 3: 1 or 3 : 2. 3. Štvortaktný motor s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa nároku 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z párneho počtu minimálne štyroch valcov (1) usporiadanými do N-uholníka, kde N = párne tak, že vždy o jeden excentrický uložený prvý pomocný hriadeľ (7.1) na prvom satelitnom ozubenom kolese (5.1) je uchytená prvá ojnica (3.1) prvého piesta (2.1) N-teho valca (1) a druhá ojnica (3.2) druhého piesta (2.2) jedného susedného valca (1) a vždy o jeden excentrický uložený druhý pomocný hriadeľ (7.2) na druhom satelitnom ozubenom kolese (5.2) je uchytená druhá ojnica (3.2) druhého piesta (2.2) Nteho valca (1) a prvá ojnica (3.1) prvého piesta (2.1) druhého susedného valca (1).A four-stroke engine with counter-pistons in a positive-ignition or compression-ignition engine modification according to claims 1 and 2, characterized in that it consists of an even number of at least four cylinders (1) arranged in an N-angle, where N = even so the eccentric mounted first auxiliary shaft (7.1) on the first satellite gear (5.1) is fitted with a first connecting rod (3.1) of the first piston (2.1) of the N-th cylinder (1) and a second connecting rod (3.2) of the second piston (2.2) of one adjacent cylinder ( 1) and a second connecting rod (7.2) on the second satellite gear (5.2) is fitted with a second connecting rod (3.2) of the second piston (2.2) of the first cylinder (1) and a first connecting rod (3.1) of the first piston (2.1) the second adjacent cylinder (1). 4. Štvortaktný motor s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa nároku 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že prvé vence alebo ozubené kolesa (6.1) s vnútorným ozubením sú pevne prepojené s druhými vencami alebo ozubenými kolesami (6.2) s vnútorným ozubením.A four-stroke engine with counter-piston engines in a positive-ignition or compression-ignition engine modification according to claims 1 to 3, characterized in that the first rims or the internal gear teeth (6.1) are rigidly connected to the second rims or the internal gear teeth (6.2). . 5. Štvortaktný motor s protibežnými piestami v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa nároku 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že reduktor (12) s vnútorným alebo vonkajším ozubením obsahuje výstupnú os (13) náhonu vrtuľníkových listov.A four-stroke engine with counter-piston engines in a spark-ignition or compression-ignition engine modification according to claims 1 to 4, characterized in that the internal or external gear reducer (12) comprises a helicopter blades output axis (13).
SK896-2003A 2003-07-14 2003-07-14 Four-stroke engine with opposed pistons SK285842B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK896-2003A SK285842B6 (en) 2003-07-14 2003-07-14 Four-stroke engine with opposed pistons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK896-2003A SK285842B6 (en) 2003-07-14 2003-07-14 Four-stroke engine with opposed pistons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK8962003A3 true SK8962003A3 (en) 2005-03-04
SK285842B6 SK285842B6 (en) 2007-09-06

Family

ID=34215093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK896-2003A SK285842B6 (en) 2003-07-14 2003-07-14 Four-stroke engine with opposed pistons

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK285842B6 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SK5954Y1 (en) 2010-11-24 2011-12-05 Albin Orth Valveless four stroke internal combustion engine with opposed axial piston

Also Published As

Publication number Publication date
SK285842B6 (en) 2007-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5394839A (en) Internal combustion engine
WO1997022785A1 (en) Counter-rotating twin crankshaft internal combustion engine
CN102434279A (en) Combustion engine without crank shaft connection rod
WO1997022785A9 (en) Counter-rotating twin crankshaft internal combustion engine
US6974313B2 (en) Multiple induction energy-driven engine
US20090165744A1 (en) Pulling rod engine
RU2296234C1 (en) Crank mechanism
US5482015A (en) Device for coupling reciprocating and rotating motions
EP3066312B1 (en) Internal combustion engine
EP0722532A1 (en) Opposed piston engines
CN101205812A (en) Four-piston cylinder engine
US6273052B1 (en) Coupling arrangement for reciprocating piston engine
SK8962003A3 (en) Four-stroke engine with opposed pistons
CN2528939Y (en) One-stroke internal-combustion engine
WO2009078747A1 (en) Piston machine
GB2564409A (en) Radial piston machine
US3447515A (en) Engine gearing arrangement
JP6384115B2 (en) engine
JPH10196396A (en) Variable stroke device for miller cycle engine
GB2103755A (en) Mechanism having a reciprocating member coupled to a rotary member
CN113323737B (en) Timing connecting rod component and horizontally opposed engine
WO2022269644A1 (en) Output helical shaft of internal combustion engines
RU2228453C1 (en) Internal combustion engine
WO1995012772A1 (en) Device and method for coupling reciprocating and rotating motions
RU2161713C2 (en) Engine