UA67991A

UA67991A - Opposite machine

Info

Publication number: UA67991A
Application number: UA2003087576A
Authority: UA
Inventors: Oleh Petrovych Dzetsyna; Andrii Leonidovych Kalinin; Oleh Mykolaiovych Tolkachov
Original assignee: Volodymyr Dal East Ukrainian N
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2004-07-15

Abstract

The opposite piston machine has power four-link direct-guiding mechanism with crankshaft, beam, connecting rod with three hinged joints, the axles of those are place in the apexes of isosceles triangle, the lengths of the sides of this one are equal to the distance between the axles of the hinges of the beam. One hinge of the connecting rod is connected to the con-rod journal of the crankshaft, the other one - to the beam, and the third hinge, with a pin placed in it in central position, is connected to two pairs of compensation connecting rods hinged to four pistons moving in reciprocal motion in four fixed, coaxial in pairs, placed in opposite positions cylinders.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до області машинобудування і може бути використаний в двигунобудуванні при 2 створенні чотирьохциліндрових двигунів внутрішнього згоряння, а також при створенні поршневих компресорів.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in engine building in the creation of four-cylinder internal combustion engines, as well as in the creation of piston compressors.

Відомо поршнева машина (див. ас. СРСР Мо323562, кл. Е02875/26, опублік. у бюл. Мо1, 1972), що містить силовий перетворюючий плоско-важільний чотирьохланковий прямолінійно- направляючий механізм з колінчастим валом, коромислом, шатуном з трьома шарнірними з'єднаннями, осі яких розташовані у вершинах рівнобедреного трикутника, причому один шарнір шатуна з'єднаний із шатунною шийкою колінчастого вала, 70 інший - з коромислом, а третій - зі штоком, жорстко з'єднаним із двома поршнями, що зворотно-поступально переміщуються в двох співвісно розташованих циліндрах.A piston machine is known (see AS. USSR Mo323562, cl. E02875/26, published in Bull. Mo1, 1972), which contains a force-converting flat-lever four-link rectilinear guide mechanism with a crankshaft, a rocker arm, a connecting rod with three joints with joints, the axes of which are located at the vertices of an isosceles triangle, and one connecting rod hinge is connected to the connecting rod neck of the crankshaft, 70 another - to the rocker arm, and the third - to a rod rigidly connected to two pistons that move reciprocatingly in two coaxially located cylinders.

Відома поршнева машина має наступні недоліки: великі габарити силового механізму щодо величини ходу поршнів, жорстке з'єднання поршнів зі штоком, що призводить до підвищення вимог до точності виготовлення силового механізму, який не є абсолютно прямолінійно-направляючим.The known piston machine has the following disadvantages: the large dimensions of the power mechanism in relation to the stroke of the pistons, the rigid connection of the pistons to the rod, which leads to increased requirements for the accuracy of the power mechanism, which is not absolutely rectilinearly guiding.

Відомо опозитна поршнева машина (див. деклараційний патент України Мо44554 А, кл. Е02875/32, Е0О2833/06, опублік. у бюл. Мо2, 2002), обрана за прототип, що містить силовий перетворюючий плоско-важільний чотирьохланковий прямолінійно-направляючий механізм з колінчастим валом, коромислом, шатуном з трьома шарнірними з'єднаннями, осі яких розташовані у вершинах рівнобедреного трикутника, бічні сторони якого дорівнюють відстані між осями шарнірів коромисла, причому один шарнір шатуна з'єднаний із шатунною шийкою колінчастого вала, інший - з коромислом, а третій - із двома компенсаційними шатунами, що шарнірно з'єднані з двома поршнями, які поступально переміщуються уздовж однієї осі в двох нерухомих опозитно розташованих циліндрах.A well-known opposed piston machine (see the declaratory patent of Ukraine Мо44554 А, class Е02875/32, Е0О2833/06, published in the bulletin Мо2, 2002), chosen as a prototype, containing a power-converting flat-lever four-link rectilinear guide mechanism with crankshaft, rocker arm, connecting rod with three hinge joints, the axes of which are located at the vertices of an isosceles triangle, the sides of which are equal to the distance between the axes of the rocker arm joints, and one connecting rod joint is connected to the connecting rod neck of the crankshaft, the other to the rocker arm, and the third - with two compensating connecting rods, which are hingedly connected to two pistons, which move forward along one axis in two fixed oppositely located cylinders.

Недоліком відомої опозитної поршневої машини є невисокий ступінь реалізації потенціалу чотирьохланкового прямолінійно-нсаправляючого механізму з погляду механічного коефіцієнта корисної дії машини. Щодо числа циліндрів передавальний механізм містить велику кількість шарнірних з'єднань, які мають істотні втрати на « тертя, що знижує ефективність застосування силового прямолінійно-направляючого механізму.The disadvantage of the well-known opposed piston machine is the low degree of realization of the potential of the four-link rectilinear control mechanism from the point of view of the mechanical efficiency of the machine. Regarding the number of cylinders, the transmission mechanism contains a large number of hinged joints, which have significant frictional losses, which reduces the efficiency of the use of the power linear-guiding mechanism.

В основу винаходу поставлено задачу удосконалення опозитної поршневої машини шляхом з'єднання центрально розташованого в шарнірі шатуна пальця із двома парами компенсаційних шатунів, шарнірно зв'язаних з чотирма поршнями, що дозволить створити компактну чотирьохциліндрову поршневу машину зі -- зменшеною кількісно пар тертя, зі зниженою матеріалоємністю і механічними втратами. Ге»!The invention is based on the task of improving the opposed piston machine by connecting the finger located centrally in the connecting rod joint with two pairs of compensating connecting rods, hinged with four pistons, which will allow to create a compact four-cylinder piston machine with a quantitatively reduced number of friction pairs, with reduced material capacity and mechanical losses. Gee!

Поставлена задача досягається тим, що в опозитній поршневій машині, що містить силовий перетворюючий плоско-важільний чотирьохланковий прямолінійно- направляючий механізм з колінчастим валом, коромислом, о шатуном з трьома шарнірними з'єднаннями, осі яких розташовані у вершинах рівнобедреного трикутника, бічні ча сторони якого дорівнюють відстані між осями шарнірів коромисла, причому один шарнір шатуна з'єднаний із Шатунною шийкою колінчастого вала, інший - з коромислом, згідно винаходу, третій шарнір шатуна центрально о розташованим в ньому пальцем з'єднаний із двома парами компенсаційних шатунів, шарнірно зв'язаних з чотирма поршнями, які зворотно- поступально переміщуються в чотирьох нерухомих, попарно співвісних, опозитно розташованих циліндрах. «The set task is achieved by the fact that in an opposed piston machine, which contains a force-converting flat-lever four-link rectilinear guide mechanism with a crankshaft, a rocker arm, and a connecting rod with three hinged joints, the axes of which are located at the vertices of an isosceles triangle, the sides of which are equal to the distance between the axes of the rocker arm hinges, and one connecting rod hinge is connected to the connecting rod neck of the crankshaft, the other to the rocker arm, according to the invention, the third connecting rod hinge is centrally connected to the finger located in it with two pairs of compensating connecting rods, hinged with four pistons that move reciprocatingly in four stationary, pairwise coaxial, oppositely located cylinders. "

Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 зображена кінематична схема поздовжнього розрізу З запропонованої опозитної поршневої машини, а на фіг.2 - кінематична схема розрізу опозитної поршневої с машини в площині, що проходить через осі симетрії циліндрів.The essence of the invention is explained by the drawings, where Fig. 1 shows the kinematic diagram of the longitudinal section C of the proposed opposed piston machine, and Fig. 2 shows the kinematic diagram of the section of the opposed piston machine c in the plane passing through the axes of symmetry of the cylinders.

Із» Опозитна поршнева машина містить колінчастий вал 1, коромисло 2, шатун 3, який пальцем 4, центральне розташованим в ньому, шарнірно з'єднаний з компенсаційними шатунами 5, 6, 7, 8, шарнірно зв'язаними з поршнями 9, 10,11, 12, які зворотно- поступально переміщуються в циліндрах 13, 14, 15, 16. Круговою стрілкою 49 ва фіг.1 показаний напрямок обертання колінчастого вала 1. Цифрами І, Ії, Ш ї М на фіг.1, 2 позначеніFrom" The opposite piston machine includes a crankshaft 1, a rocker arm 2, a connecting rod 3, which is hinged to compensating connecting rods 5, 6, 7, 8, hinged to pistons 9, 10, by a finger 4, centrally located in it. 11, 12, which move reciprocatingly in cylinders 13, 14, 15, 16. The circular arrow 49 in Fig. 1 shows the direction of rotation of the crankshaft 1. The numbers I, II, Ш and M in Fig. 1, 2 denote

Ме циліндри 13, 14. 15, 16, відповідно до порядку їхньої роботи, у випадку використання запропонованої опозитної -і поршневої машини як двигуна внутрішнього згоряння.Me cylinders 13, 14. 15, 16, in accordance with the order of their operation, in the case of using the proposed opposed-piston machine as an internal combustion engine.

Опозитна поршнева машина працює наступним чином. Якщо вона працює як чотиритактний двигун ее, внутрішнього згоряння, в циліндрах 13, 14, 15, 16 по черзі, відповідно до порядку роботи (див. фіг.1, 2),The opposite piston machine works as follows. If it works as a four-stroke engine ee, internal combustion, in cylinders 13, 14, 15, 16 in turn, according to the order of operation (see Fig. 1, 2),

Те) 20 протягом двох обертів колінчастого вала 1 відбуваються такти впуску, стиску, згоряння-розширення і випуску відпрацьованих газів. При згорянні паливоповітряної суміші в циліндрах 13, 14, 15, 16 виникає рушійна сила, та що надає руху поршням 9, 10, 11, 12. Зворотно-поступальний рух поршнів 9, 10, 11, 12 з компенсаційними шатунами 5, 6, 7, 8, шарнірно з'єднаними між собою пальцем 4, перетворюється в обертальний рух колінчастого вала 1 за допомогою коромисла 2 і шатуна 3, один шарнір якого з'єднаний із шатунною шийкою колінчастого 29 вала 1, інший - з коромислом 2, а третій - з пальцем 4. Потужність від колінчастого вала 1 передається в. споживачу.Te) 20 during two revolutions of the crankshaft 1, strokes of intake, compression, combustion-expansion and release of exhaust gases take place. During the combustion of the air-fuel mixture in cylinders 13, 14, 15, 16, a driving force is generated, which gives movement to pistons 9, 10, 11, 12. The reciprocating movement of pistons 9, 10, 11, 12 with compensating connecting rods 5, 6, 7 , 8, hinged together with a finger 4, turns into a rotational movement of the crankshaft 1 with the help of a rocker arm 2 and a connecting rod 3, one hinge of which is connected to the connecting rod neck of the crankshaft 29 of the shaft 1, the other - to the rocker arm 2, and the third - with finger 4. Power from crankshaft 1 is transmitted to. to the consumer

Якщо опозитна поршнева машина працює як компресор із приводом від стороннього джерела енергії, обертальний рух колінчастого вала 1 за допомогою коромисла 2 і шатуна З перетворюється в поступальний рух пальця 4, що передається, шарнірно з'єднаним з ним компенсаційним шатунам 5, 6, 7, 8, які приводять у рух 60 поршні 9, 10, 11, 12. По черзі і попарно в циліндрах 13, 14 (І, І) ї 15, 16 (І, ІМ) відбуваються такти впуску, стиску і перепуску характерні для об'ємних поршневих компресорів.If the opposed piston machine works as a compressor with a drive from an external energy source, the rotational movement of the crankshaft 1 with the help of the rocker arm 2 and the connecting rod Z is transformed into the translational movement of the finger 4, which is transmitted to the compensating connecting rods 5, 6, 7, which are hinged to it, 8, which set in motion 60 pistons 9, 10, 11, 12. Alternately and in pairs, in cylinders 13, 14 (I, I) and 15, 16 (I, IM), the intake, compression, and bypass strokes characteristic for the capacitive piston compressors.

Запропоноване технічне рішення дозволяє реалізувати роботу чотирьохциліндрової опозитної поршневої машини з колінчастим валом, який містить усього лише дві корінних і одну шатунну шийки, що знижує втрати на тертя, зменшує масу і довжину колінчастого вала, підвищує його жорсткість. Внаслідок практично прямолінійної бо траєкторії переміщення центра шарніра з'єднання шатуна з пальцем втрати на тертя в шарнірних з'єднаннях компенсаційних шатунів з пальцем і поршнями близькі до нуля. Зменшення кількості пар тертя, рухомих деталей і маси механізму дозволяє підвищити ефективність застосування силового плоско-важільного чотирьохланкового прямолінійно-нсаправляючого механізму у багатоциліндрових поршневих машинах.The proposed technical solution makes it possible to realize the operation of a four-cylinder opposed piston machine with a crankshaft that contains only two main and one connecting rod necks, which reduces frictional losses, reduces the mass and length of the crankshaft, and increases its rigidity. As a result of the almost rectilinear trajectory of the movement of the center of the hinge connecting the connecting rod with the finger, the friction losses in the hinged joints of the compensating connecting rods with the finger and pistons are close to zero. Reducing the number of friction pairs, moving parts and the mass of the mechanism makes it possible to increase the efficiency of the use of a power flat-lever four-link rectilinear control mechanism in multi-cylinder piston machines.

Практична реалізація запропонованого технічного рішення дає можливість створення поршневих машин з високим механічним коефіцієнтом корисної дії.The practical implementation of the proposed technical solution makes it possible to create piston machines with a high mechanical efficiency.

Claims

The formula of the invention , и и , и и Opposite piston machine, which contains a power-converting flat-lever four-link rectilinear guide mechanism with a crankshaft, a rocker arm, a connecting rod with three hinged joints, the axes of which are located at the vertices of an isosceles triangle, the length of the sides of which is equal to the distance between the axes of the rocker arm hinges, and one connecting rod hinge is connected to the connecting rod neck of the crankshaft, the other to the rocker arm, which differs in that the third connecting rod hinge with a centrally located finger in it is connected to two pairs of compensating connecting rods, hinged connected with four pistons that can reciprocate in four stationary, pairwise coaxial, oppositely located cylinders. « «- (o) (o) in (Se)

- and? (o) -i se) se) - 60 b5