UA143328U

UA143328U - CRANK-SLIDE MECHANISM OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: UA143328U
Application number: UAU202000277U
Authority: UA
Inventors: Леонід Степанович Серілко; Олег Леонтійович Ляшук; Дмитро Леонідович Серілко; Олександр Петрович Рижий; Роман Михайлович Ігнатюк; Валерій Миколайович Глінчук; Володимир Лепольдович Пахаренко
Original assignee: Національний Університет Водного Господарства Та Природокористування
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2020-07-27

Abstract

Кривошипно-повзунний механізм двигуна внутрішнього згоряння містить нерухомий циліндр, поршень, шатун, кривошип і вал. Основний поршень встановлений всередині додаткового поршня, який має осьовий та радіальні отвори, причому в останніх встановлені фіксатори. В стінках циліндра, у верхній його частині, виконані отвори, в яких розміщені пружини.The crank-slider mechanism of the internal combustion engine contains a stationary cylinder, a piston, a connecting rod, a crank and a shaft. The main piston is installed inside the additional piston, which has axial and radial holes, and the latter have retainers. In the walls of the cylinder, in its upper part, holes are made in which the springs are placed.

Description

Корисна модель належить до поршневих двигунів внутрішнього згоряння, зокрема до кривошипно-повзунних механізмів перетворення зворотно-поступального руху поршня в обертальний рух колінчастого вала, і може бути використана у двигунобудуванні.The useful model belongs to internal combustion piston engines, in particular to the crank-slider mechanisms for converting the reciprocating motion of the piston into the rotational motion of the crankshaft, and can be used in engine construction.

Відомий двигун внутрішнього згоряння СбоЕпдіпє, силовий механізм якого складається з планетарної зубчастої передачі із внутрішнім зачепленням, з'єднаної через шатун з поршнем, а кривошип виконує роль водила |11.The SboEpdipye internal combustion engine is well-known, the power mechanism of which consists of a planetary gear with an internal mesh, connected through a connecting rod to a piston, and the crank acts as a driver |11.

Недоліком даного пристрою є те, що при зростанні ступеня стиску об'єм надпоршневої порожнини циліндра наприкінці випуску продуктів згоряння та початку впуску паливно- повітряної суміші значно збільшується, що призводить до підвищення коефіцієнта залишкових газів та зниження коефіцієнта наповнення, що погіршує робочий процес двигуна. Також до недоліків, що стримують серійне виробництво даних двигунів внутрішнього згоряння, можна віднести великі габаритні розміри, погану зрівноваженість та значні механічні втрати.The disadvantage of this device is that with an increase in the compression ratio, the volume of the above-piston cavity of the cylinder at the end of the release of combustion products and the beginning of the intake of the fuel-air mixture increases significantly, which leads to an increase in the coefficient of residual gases and a decrease in the filling coefficient, which worsens the working process of the engine. Also, the large overall dimensions, poor balance and significant mechanical losses can be attributed to the disadvantages that hold back the serial production of these internal combustion engines.

Найближчим аналогом за технічною суттю є відомий в двигунобудуванні класичний кривошипно-повзунний механізм, який складається з нерухомого циліндра, поршня, шатуна, кривошипа і вала (2.The closest analogue in terms of technical essence is the classic crank-slider mechanism known in engine engineering, which consists of a fixed cylinder, piston, connecting rod, crank and shaft (2.

Основним недоліком даного пристрою є те, що згоряння паливно-повітряної суміші відбувається в об'ємі, який постійно збільшується за рахунок руху поршня, що призводить до додаткових теплових втрат, а отже, і зменшення коефіцієнта корисної дії двигуна в цілому.The main disadvantage of this device is that the combustion of the fuel-air mixture takes place in a volume that is constantly increasing due to the movement of the piston, which leads to additional heat losses, and therefore to a decrease in the efficiency of the engine as a whole.

Задачею корисної моделі є забезпечення мінімального об'єму надпоршневої порожнини циліндра в період згоряння паливно-повітряної суміші, що дозволяє зменшити теплові втрати, а отже і збільшити коефіцієнт корисної дії двигуна вцілому.The task of the useful model is to ensure the minimum volume of the above-piston cavity of the cylinder during the combustion of the fuel-air mixture, which allows to reduce heat losses, and therefore to increase the efficiency of the engine as a whole.

Поставлена задача вирішується тим, що у кривошипно-повзунному механізмі двигуна внутрішнього згоряння, який містить нерухомий циліндр, поршень, шатун, кривошитп і вал, згідно з корисною моделлю, основний поршень встановлений в середині додаткового поршня, який має осьовий та радіальні отвори, причому в останніх встановлені фіксатори, а в стінках циліндра, у верхній його частині, виконані отвори, в яких розміщені пружини.The problem is solved by the fact that in the crank-slider mechanism of the internal combustion engine, which contains a fixed cylinder, piston, connecting rod, crank and shaft, according to a useful model, the main piston is installed in the middle of the additional piston, which has axial and radial holes, and in the latter are fitted with retainers, and holes are made in the walls of the cylinder, in its upper part, in which the springs are placed.

Оскільки в запропонованій конструкції встановлений додатковий поршень, який завдяки фіксаторам, що розташовані в отворах стінок циліндра та пружинам, в певний момент часу залишається нерухомим, то об'єм, де відбувається згоряння, збільшується тільки за рахунокSince in the proposed design, an additional piston is installed, which, thanks to the latches located in the holes of the cylinder walls and springs, remains stationary at a certain moment in time, the volume where combustion takes place increases only due to

Зо руху основного поршня, площа якого значно менша від сумарної площі основного і додаткового поршнів. Отже згоряння паливно-повітряної суміші відбувається практично в незмінному об'ємі, в результаті чого знижуються теплові втрати двигуна внутрішнього згоряння та підвищується його коефіцієнт корисної дії.From the movement of the main piston, the area of which is much smaller than the total area of the main and additional pistons. Therefore, the combustion of the fuel-air mixture takes place in an almost unchanged volume, as a result of which the heat losses of the internal combustion engine are reduced and its efficiency is increased.

На фігурі 1 зображена схема кривошипно-повзунного механізму двигуна внутрішнього згоряння в нижньому положенні поршня, на фігурі 2 - у верхньому.Figure 1 shows the diagram of the crank-slider mechanism of the internal combustion engine in the lower position of the piston, Figure 2 - in the upper position.

Основний поршень 1 встановлений всередині додаткового поршня 2, який знаходиться в циліндрі 3, з'єднаний за допомогою шатуна 4 з кривошипом 5, який встановлений на вихідному валу 6. Додатковий поршень 2 має осьовий 7 та радіальні 8 отвори, в яких встановлено фіксатори 9. Крайнє положення основного поршня 1 відносно додаткового 2 обмежується вставкою 10. Стінки циліндра З у верхній частині мають отвори 11, в яких встановлені пружини 12.The main piston 1 is installed inside the additional piston 2, which is located in the cylinder 3, connected by means of the connecting rod 4 to the crank 5, which is installed on the output shaft 6. The additional piston 2 has axial 7 and radial 8 holes, in which the latches 9 are installed. The extreme position of the main piston 1 relative to the additional one 2 is limited by the insert 10. The walls of the cylinder C in the upper part have holes 11 in which the springs 12 are installed.

Кривошипно-повзунний механізм двигуна внутрішнього згоряння працює наступним чином.The crank-slider mechanism of the internal combustion engine works as follows.

При русі основного поршня 1 вверх з нижньої мертвої точки він опирається на фіксатори 9, при цьому додатковий поршень 2 рухається разом з ним. В момент співвісності фіксатора 9 з віссю отвору 11 в циліндрі З, за рахунок скосу, фіксатор під дією основного поршня 1 рухається всередину циліндра 3, при цьому додатковий поршень 2 буде залишатися нерухомим, а поршень 1 буде продовжувати рухатися до верхньої мертвої точки. Після проходження верхньої мертвої точки основний поршень 1, під дією сили тиску газів, починає переміщуватися донизу.When the main piston 1 moves up from the bottom dead center, it rests on the latches 9, while the additional piston 2 moves with it. At the moment of alignment of the latch 9 with the axis of the hole 11 in the cylinder Z, due to the bevel, the latch moves inside the cylinder 3 under the action of the main piston 1, while the additional piston 2 will remain stationary, and the piston 1 will continue to move to the top dead center. After passing the top dead center, the main piston 1, under the influence of gas pressure, begins to move downwards.

Додатковий поршень 2 при цьому залишається нерухомим до тих пір, доки основний поршень 1 не опуститься нижче фіксатора 9, який за рахунок пружини 12 буде рухатися вправо, доки не звільнить додатковий поршень 2, який теж почне рухатися разом з поршнем 1. Одночасний рух основного 1 і додаткового поршня 2 забезпечується фіксаторами 9 та вставкою 10.At the same time, the additional piston 2 remains stationary until the main piston 1 falls below the latch 9, which will move to the right due to the spring 12, until it releases the additional piston 2, which will also begin to move together with the piston 1. Simultaneous movement of the main 1 and the additional piston 2 is provided by latches 9 and an insert 10.

При цьому сила тиску газів передається через шатун 4 на кривошип 5, внаслідок чого починає обертатися вихідний вал б двигуна. При досягненні нижньої мертвої точки процес повторюється.At the same time, the force of gas pressure is transmitted through the connecting rod 4 to the crank 5, as a result of which the output shaft b of the engine begins to rotate. When the bottom dead center is reached, the process is repeated.

Таким чином запропоноване технічне рішення може бути використано у двигунах внутрішнього згоряння, забезпечуючи при русі основного поршня в період згоряння паливно- повітряної суміші мінімальне збільшення об'єму надпоршневої порожнини циліндра, а так і мінімальне співвідношення площі поверхні камери згоряння до її об'єму. Це дозволить покращити ефективність використання теплоти у термодинамічному циклі, зменшити тепловтрати та підвищити коефіцієнт корисної дії даних двигунів.In this way, the proposed technical solution can be used in internal combustion engines, providing a minimum increase in the volume of the above-piston cavity of the cylinder during the movement of the main piston during the combustion of the fuel-air mixture, as well as a minimum ratio of the surface area of the combustion chamber to its volume. This will improve the efficiency of heat use in the thermodynamic cycle, reduce heat loss and increase the efficiency of these engines.

Джерела інформації: 1. Пат. 6349684 США, ВІ: Е16Н 21/36. СтапК-соппесіпуд год теспапізт / ЮОе СооїегSources of information: 1. Pat. 6349684 USA, VI: Е16Н 21/36. StapK-soppesipud h thespapizt / YuOe Sooieg

І атбепиз Н. - Заявлено 17.04.2000; Опубл. 26. 02. 2002. 2. Артоболевский И.И. Механизмьй в современной технике. В 7 томах. Т.ІЇ: Кулисно- рьічажньсе и кривошипно-ползуннье механизмьі. - 2-е изд., переработанное. - М.: Наука, 1979. - 385 б.And atbepiz N. - Reported on 04/17/2000; Publ. 26. 02. 2002. 2. I. I. Artobolevsky. Mechanism in modern technology. In 7 volumes. T.I.I.: Rocking-wheel and crank-sliding mechanisms. - 2nd edition, revised. - M.: Nauka, 1979. - 385 p.

Claims

UTILITY MODEL FORMULA A crank-slider mechanism of an internal combustion engine comprising a stationary cylinder, a piston, a connecting rod, a crank and a shaft, characterized in that the main piston is mounted inside an additional piston having axial and radial bores, the latter being fitted with retainers, and in the walls of the cylinder, in its upper part, holes are made in which the springs are placed.