RU2296871C1 - Multicylinder radial opposite four-stroke internal combustion engine - Google Patents
Multicylinder radial opposite four-stroke internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296871C1 RU2296871C1 RU2005124985/06A RU2005124985A RU2296871C1 RU 2296871 C1 RU2296871 C1 RU 2296871C1 RU 2005124985/06 A RU2005124985/06 A RU 2005124985/06A RU 2005124985 A RU2005124985 A RU 2005124985A RU 2296871 C1 RU2296871 C1 RU 2296871C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- engine
- rods
- crankcase
- piston
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции бесшатунных многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, namely to the design of rodless multi-cylinder internal combustion engines.
Цель изобретения - уменьшение габаритов и металлоемкости бесшатунного двигателя внутреннего сгорания, достигаемых за счет упрощения конструкции узлов и деталей, служащих для передачи на рабочий вал двигателя энергии расширения газов при сгорании топлива в цилиндрах.The purpose of the invention is to reduce the size and metal consumption of a rodless internal combustion engine, achieved by simplifying the design of components and parts used to transfer gas expansion energy to the working shaft of the engine during fuel combustion in cylinders.
Известны многоцилиндровые четырехтактные, в том числе бесшатунные, двигатели внутреннего сгорания, в которых передача энергии от расширения газов при сгорании топлива в одном из цилиндров на поршни цилиндров, в которых происходят подготовительные такты (выпуск, впуск, сжатие), осуществляется через механические, чаще всего многозвенные шарнирные передаточные устройства, каковыми являются либо шатуны или штоки и коленчатые валы, либо качающиеся косые или пространственные шайбы, либо системы шарнирно соединенных рычагов, либо зубчатые рейки и шестерни. При этом значительная часть энергии от сгорания в цилиндрах топлива расходуется на преодоление сил трения в узлах трансмиссий, а рабочий вал двигателя используется как один из основных узлов этой трансмиссии.Multi-cylinder four-stroke, including rodless, internal combustion engines are known, in which the energy transfer from the expansion of gases during the combustion of fuel in one of the cylinders to the pistons of the cylinders in which preparatory cycles (exhaust, intake, compression) take place, is carried out through mechanical, most often multi-link articulated transmission devices, which are either connecting rods or rods and crankshafts, or swinging oblique or spatial washers, or systems of articulated levers, or gear yki and gears. At the same time, a significant part of the energy from combustion in the fuel cylinders is spent on overcoming the friction forces in the transmission units, and the working shaft of the engine is used as one of the main units of this transmission.
Близким к патентуемому по технической сущности является оппозитный двигатель внутреннего сгорания (см. патент РФ №2089733, МПК F01B 3/04, 9/06, F02B 75/24, 75/32 опубл. 10.09.1997), который содержит, по крайней мере, два оппозитно расположенных поршня, связанных между собой общим штоком, зафиксированным от проворота, с кулачковым элементом в центральной части, взаимодействующим со втулкой с зубчатым венцом через канавку синусоидальной формы, что позволяет при осевом смещении штока провернуть втулку и передать момент потребителю. В данном двигателе передача энергии на рабочий вал происходит при сгорании топлива (рабочем ходе) в каждом из двух цилиндров, а при подготовительных тактах - выпуске, впуске и сжатии - энергия "отнимается" у потребителя. Кроме того, для приведения в действие механизма газораспределения требуются дополнительные многозвенные шарнирные узлы трансмиссии. Кроме того, при данной конструкции двигатель не сбалансирован кинематически.Close to patentable in technical essence is the opposed internal combustion engine (see RF patent No. 2089733, IPC F01B 3/04, 9/06, F02B 75/24, 75/32 publ. 10.09.1997), which contains at least , two opposed pistons located, interconnected by a common rod, fixed from rotation, with a cam element in the central part interacting with a sleeve with a gear ring through a sinusoidal groove, which allows the shaft to rotate the sleeve with axial displacement and transmit the moment to the consumer. In this engine, energy is transferred to the working shaft during the combustion of fuel (working stroke) in each of the two cylinders, and during the preparatory strokes - release, intake and compression - the energy is "taken" from the consumer. In addition, to actuate the gas distribution mechanism, additional multi-link hinged transmission units are required. In addition, with this design, the engine is not kinematically balanced.
Наиболее близким по технической сущности является выбранный за прототип (Заявка РФ на изобретение №2001124006/06 от 03.09.2001 г. и патент РФ на полезные модели №29963 с приоритетом от 19.09.2001) "импульсивный двигатель внутреннего сгорания", в котором поршни в оппозитно расположенных цилиндрах соединены штангами (штоками), а два параллельно расположенных штока основных и дополнительных пар поршней жестко соединены и имеют шарнирно закрепленные на межтоковых перемычках шатуны, взаимодействующие с двусторонней обгонной муфтой, кинематически связанной с валом отбора мощности.The closest in technical essence is the "pulsed internal combustion engine", in which the pistons are in, selected for the prototype (Application of the Russian Federation for the invention No. 2001124006/06 dated September 3, 2001 and the patent of the Russian Federation for utility models No. 29963 with priority dated September 19, 2001). opposite cylinders are connected by rods (rods), and two parallel rods of the main and additional pairs of pistons are rigidly connected and have connecting rods pivotally connected to the intercurrent jumpers, interacting with a two-way overrunning clutch kinematically connected with power take-off shaft.
Недостатком данной конструкции является кинематическая несбалансированность системы, сложность конструкции механизма передачи энергии от поршней к потребителю, а также необходимость дополнительных узлов и деталей трансмиссии для обеспечения работы газораспределительной системы.The disadvantage of this design is the kinematic imbalance of the system, the complexity of the design of the mechanism of energy transfer from the pistons to the consumer, as well as the need for additional components and parts of the transmission to ensure the operation of the gas distribution system.
Изобретение решает задачу уменьшения габаритов и металлоемкости двигателя внутреннего сгорания, а также повышения его КПД, достигаемых за счет совершенствования конструкции механизма передачи энергии от поршня в цилиндре с рабочим ходом (тактом), к поршням в цилиндрах со вспомогательными (подготовительными - выпуск, впуск, сжатие) тактами и передачи эффективной (полезной) работы от поршней на рабочий вал двигателя. Кроме того, в патентуемом двигателе газораспределительный механизм установлен непосредственно на рабочем валу двигателя без системы трансмиссии.The invention solves the problem of reducing the size and metal consumption of the internal combustion engine, as well as increasing its efficiency, achieved by improving the design of the mechanism of energy transfer from the piston in the cylinder with a stroke (stroke) to the pistons in the cylinders with auxiliary (preparatory - release, intake, compression ) strokes and transmission of effective (useful) work from the pistons to the working shaft of the engine. In addition, in the patented engine, the gas distribution mechanism is mounted directly on the working shaft of the engine without a transmission system.
Согласно изобретению многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания содержит два закрепленных оппозитно на общем для них картере как минимум восьмицилиндровых блока с цилиндрами, расположенными симметрично и параллельно оси вала веретенообразной формы, центральная часть которого расположена в полости картера, поршни, попарно оппозитно закрепленные на штоках, два газораспределительных узла, расположенных над блоками цилиндров. Картер выполнен в форме полого цилиндра с фланцами с обеих сторон, при этом во фланцах выполнены окна для поршневых штоков. В корпусе картера параллельно его оси выполнены как минимум четыре паза, а между фланцами над пазами в корпусе картера и параллельно им установлены планки с пазами. Вал веретенообразной формы имеет центральный, расположенный в полости картера, увеличенный в диаметре по сравнению с двумя полуосями узел, на цилиндрической поверхности которого выполнена замкнутая синусоидальная профильная канавка с амплитудой размаха синусоиды, равной ходу поршня между "верхним" и "нижним" мертвыми положениями, длина синусоиды равна двум ее периодам. Две полуоси вала с установленными на них подшипниками качения проходят через центральные отверстия в блоках цилиндров. Каждые четыре поршня с использованием двух штоков и жесткой перемычки между штоками попарно оппозитно соединены в Н-образные штокопоршневые узлы - ШПУ. При этом на межштоковой перемычке перпендикулярно осям штоков и валу двигателя установлена ось с, по меньшей мере, тремя роликами - кулачками. Один из роликов входит в синусоидальную канавку, выполненную на боковой поверхности центральной части вала, и передает полезную работу на вал двигателя, а два других ролика входят соответственно в паз картера и в паз направляющей планки, воспринимают тангенциальные нагрузки и обеспечивают перемещение штокопоршневого узла параллельно оси двигателя. Число штокопоршневых узлов, расположенных вокруг вала, не менее четырех, при этом их может быть четыре, восемь или шестнадцать, а штоки поршней могут быть выполнены регулируемой длины. Газораспределительные механизмы выполнены раздельно для каждого из оппозитно расположенных блоков цилиндров в виде закрепленных на полуосях вала двигателя шайб или втулок с, как минимум, четырьмя сегментами-кулачками, при этом каждый из кулачков последовательно воздействует на одноименные клапаны как минимум, четырех цилиндров, расположенных вокруг вала. Смазка двигателя осуществляется дозированной подачей масла, распыленного и в смеси с негорючим газом подаваемого либо через осевое отверстие в вале двигателя и радиальные каналы в зону полости картера с последующей подачей масляно-газовой смеси через подшипники качения полуосей вала и откачкой смеси через штуцеры в крышках головок блоков цилиндров, либо подачей масляно-газовой смеси через штуцеры в крышках головок блоков цилиндров, полости между полуосями вала и блоками цилиндров с откачкой смеси из полости картера. В качестве газовой составляющей компонентов смазки используется азот или углекислый газ, или охлажденные отработанные газы двигателя.According to the invention, the multi-cylinder internal combustion engine contains two at least eight-cylinder blocks mounted opposite to the crankcase, at least eight-cylinder blocks symmetrically and parallel to the axis of the spindle-shaped shaft, the central part of which is located in the crankcase cavity, pistons pairwise opposed to the rods, two gas distribution units located above the cylinder blocks. The crankcase is made in the form of a hollow cylinder with flanges on both sides, while the windows for the piston rods are made in the flanges. At least four grooves are made in the crankcase in parallel with its axis, and planks with grooves are installed between the flanges above the grooves in the crankcase and in parallel with it. The spindle-shaped shaft has a central assembly located in the crankcase cavity and enlarged in diameter compared to the two semi-axes with a closed sinusoidal profile groove with a sinusoidal amplitude equal to the piston stroke between the “upper” and “lower” dead positions, the length sinusoids is equal to its two periods. Two shaft axles with rolling bearings mounted on them pass through the central holes in the cylinder blocks. Every four pistons using two rods and a rigid jumper between the rods are oppositely connected in pairs in H-shaped piston-piston assemblies - silos. At the same time, an axis with at least three rollers, cams, is installed on the inter-rod jumper perpendicular to the axis of the rods and the motor shaft. One of the rollers enters the sinusoidal groove, made on the side surface of the central part of the shaft, and transfers useful work to the engine shaft, and the other two rollers enter the crankcase groove and the groove of the guide bar, perceive tangential loads and ensure the piston-piston assembly moves parallel to the motor axis . The number of piston rod assemblies located around the shaft is at least four, and there may be four, eight or sixteen of them, and the piston rods can be made of adjustable length. Gas distribution mechanisms are made separately for each of the opposed cylinder blocks in the form of washers or bushings fixed to the axle shaft of the engine shaft with at least four cam segments, while each of the cams sequentially acts on the valves of the same name of at least four cylinders located around the shaft . The engine is lubricated by a metered supply of oil, sprayed and mixed with non-combustible gas supplied either through an axial hole in the engine shaft and radial channels into the crankcase cavity area, followed by an oil-gas mixture through roller bearings of the shaft shaft and pumping the mixture through fittings in the heads of the block heads cylinders, or by supplying an oil-gas mixture through fittings in the head covers of the cylinder blocks, the cavity between the axle shafts of the shaft and the cylinder blocks with pumping the mixture out of the crankcase. Nitrogen or carbon dioxide, or cooled engine exhaust gas, are used as the gas component of the lubricant components.
Устройство и принцип работы двигателя поясняется чертежами, на которых изображено:The device and the principle of operation of the engine is illustrated by drawings, which depict:
Фиг.1 - продольный разрез двигателя.Figure 1 is a longitudinal section of the engine.
Фиг.2 - картер двигателя, продольный разрез.Figure 2 - crankcase, a longitudinal section.
Фиг.2а - картер двигателя, поперечный разрез.Figa - crankcase, cross section.
Фиг.2b - картер двигателя без направляющих планок, продольный разрез.Fig.2b - crankcase without guide rails, a longitudinal section.
Фиг.2с - картер двигателя, вид А на фиг 2b.Fig. 2c is an engine crankcase, view A in Fig. 2b.
Фиг.3 - поперечный разрез двигателя при положении поршней в середине между крайними (мертвыми) точками.Figure 3 is a transverse section of the engine with the position of the pistons in the middle between the extreme (dead) points.
Фиг.3a - поперечный разрез двигателя при положении поршней в крайних (мертвых) точках.Figa - cross section of the engine with the position of the pistons at the extreme (dead) points.
Фиг.4 - вал двигателя с установленными на него подшипниками.Figure 4 - motor shaft with bearings mounted on it.
Фиг.5 - штокопоршневый узел.Figure 5 - piston rod assembly.
Фиг.5а - штокопоршневый узел, вид по стрелке "Б" на фиг.5.Figa - stock piston assembly, view along arrow "B" in Fig.5.
Фиг.5b - штокопоршневый узел, поперечный разрез по оси роликов-кулачков.Fig.5b - stock piston assembly, a cross section along the axis of the cam rollers.
Фиг.6 - схема расположения штокопоршневых узлов вокруг вала.6 is a diagram of the location of the piston rod assemblies around the shaft.
Фиг.7 - схема-разверстка синусоидальной канавки на цилиндрической части вала и последовательность циклов в цилиндрах двигателя.7 is a diagram of the sinusoidal groove on the cylindrical part of the shaft and the sequence of cycles in the cylinders of the engine.
Фиг.8 - схема расположения сегментных кулачков на газораспределительной шайбе.Fig. 8 is a diagram of an arrangement of segmented cams on a gas distribution washer.
Фиг.9, 9а - вариант исполнения штоков регулируемой длины.Fig.9, 9a is an embodiment of rods of adjustable length.
Фиг.10, 10а - варианты прохождения смазочно-охлаждающего состава (вещества) через полости двигателя.Figure 10, 10A - options for the passage of the lubricating-cooling composition (substance) through the cavity of the engine.
На чертежах используются следующие обозначения:The following notation is used in the drawings:
1 - блок цилиндров,1 - cylinder block,
2 - гильза цилиндра(цилиндр),2 - cylinder liner (cylinder),
3 - картер двигателя,3 - engine crankcase,
4 - корпус картера,4 - housing
5 - фланец картера,5 - flange of the crankcase,
6 - окна во фланце для поршневых штоков,6 - windows in the flange for piston rods,
7 - паз в корпусе картера,7 - a groove in the housing,
8 - направляющая планка,8 - guide bar,
9 - паз в направляющей планке,9 - groove in the guide bar,
10 - вал двигателя,10 - motor shaft,
11 - центральный узел вала,11 - the Central node of the shaft,
12 - полуоси вала,12 - shaft shaft
13 - упорные подшипники вала,13 - thrust shaft bearings,
14 - радиальные подшипники вала,14 - radial shaft bearings,
15 - синусоидальная профильная канавка,15 - sinusoidal profile groove,
16 - поршень,16 is a piston,
17 - шток поршня,17 - the piston rod,
17а - средний узел поршневого штока,17a - the middle node of the piston rod,
17b - полушток поршневой,17b - half piston,
18 - межштоковая перемычка,18 - interdigital jumper,
19 - Н-образный штоко-поршневой узел,19 - N-shaped rod-piston unit,
20 - ось опорных роликов,20 - axis of the support rollers,
21 - ролик-кулачок,21 - cam roller
22 - ролик-опора в картере,22 - roller support in the crankcase,
23 - ролик-опора в направляющей планке,23 - roller bearing in the guide bar,
24 - головка блока цилиндров,24 - cylinder head,
25 - шайба газораспределительного механизма,25 - the washer of the gas distribution mechanism,
26 - кулачок газораспределительного механизма,26 - cam timing mechanism,
27 - клапан,27 - valve
28 - коллектор впускной,28 - intake manifold,
29 - коллектор выпускной,29 - exhaust manifold,
30 - крышка головки цилиндров,30 - cylinder head cover,
31 - сальник (уплотнение),31 - an epiploon (consolidation),
32 - осевое отверстие системы смазки,32 - axial hole of the lubrication system,
33 - радиальные каналы системы смазки,33 - radial channels of the lubrication system,
34 - обечайка картера,34 - crankcase,
35 - фиксатор штока,35 - rod lock,
36 - штуцер системы смазки и охлаждения,36 - fitting of the lubrication and cooling system,
K1 - кулачок впускных клапанов нечетных цилиндров,K1 - cam of the inlet valves of the odd cylinders,
К2 - кулачок впускных клапанов четных цилиндров,K2 - cam inlet valves of even cylinders,
К3 - кулачок выпускных клапанов нечетных цилиндров,K3 - cam exhaust valves of the odd cylinders,
К4 - кулачок выпускных клапанов четных цилиндров,K4 - cam exhaust valves of even cylinders,
α - угол опережения открытия клапанов,α is the angle of advancing the opening of the valves,
φ - угол перекрытия клапанов.φ is the angle of overlap of the valves.
Два, по меньшей мере, восьмицилиндровых блока цилиндров 1 (Фиг.1), в которых цилиндры 2 расположены симметрично вокруг и параллельно оси двигателя, оппозитно закреплены на картере 3 (Фиг.2, 2а), состоящем из корпуса 4 в форме полого цилиндра, и двух фланцев 5, жестко закрепленных с обеих сторон корпуса картера 4 и имеющих окна 6 для поршневых штоков. В корпусе картера 4 выполнены, по меньшей мере, четыре симметрично расположенных паза 7, параллельных оси картера, а между фланцами 5 картера 3 параллельно пазам 7 в его корпусе установлены направляющие планки 8 с пазами 9. Вал 10 веретенообразной формы (Фиг.4) имеет центральный, увеличенный в диаметре по сравнению с двумя полуосями узел 11 цилиндрической формы, расположенный в полости картера 3 и зафиксированный от осевого смещения двумя упорными подшипниками 13, установленными на вал между центральным его узлом 11 и блоками цилиндров 1, и две полуоси 12 вала 10, расположенные соосно и симметрично с двух сторон от центрального узла 11, которые с использованием подшипников качения 14 закреплены в оппозитно расположенных блоках цилиндров 1. На боковой поверхности среднего цилиндрического узла 11 вала 10 выполнена замкнутая синусоидальная профильная канавка 15 с амплитудой размаха синусоиды, равной ходу поршня между "верхним" и "нижним" мертвыми положениями, а длина синусоиды равна двум ее периодам. Поршни 16 (Фиг.5, 5а) попарно оппозитно закреплены на концах штоков 17, а каждая пара параллельно расположенных штоков 17 соединена жесткой перемычкой 18 и образует Н-образные штокопоршневые узлы (ШПУ) 19. Поршни 16 Н-образных ШПУ 19 входят в оппозитно расположенные цилиндры 2 двух блоков цилиндров 1, при этом число ШПУ 19, расположенных вокруг вала 10 - не менее четырех. На каждой межштоковой перемычке 18 Н-образных ШПУ 19 перпендикулярно осям штоков 17 и оси вала 10 двигателя жестко закреплена ось 20 (Фиг.5b), на которой на подшипниках качения установлены три ролика-кулачка, один из которых 21, ближний к оси двигателя, входит в синусоидальную канавку 15 центрального узла 11 вала двигателя 10 и, перемещаясь по ней, создает крутящий момент и передает полезную работу от поршней 16 на вал двигателя, а два других ролика 22 и 23 входят соответственно в паз 7 корпуса картера 4 и в паз 9 направляющей планки 8 и выполняют роль ползунов (крейцкопфов), воспринимают радиальные (тангенциальные) нагрузки и обеспечивают перемещение Н-образных ШПУ 19 вдоль и параллельно оси вала 10 двигателя.Two at least eight-cylinder blocks of cylinders 1 (Fig. 1), in which the
Каждый из межпоршневых штоков 17 выполнен из трех деталей, как вариант, для облегчения конструкции в форме отрезков тонкостенных труб (Фиг.9, 9а): центральный 17а с внутренней резьбой с обеих сторон и двух отрезков (полуштоков) 17b с наружной резьбой на одном конце и поршнем 16, жестко закрепленным на другом конце полуштока. Соединение деталей 17а, 17b в один конструктивный узел, как вариант, на резьбе (фиг.9, 9а) с фиксацией установленного положения (длины) позволяет регулировать длину штоков в значительном диапазоне и, соответственно, объем камер сгорания и степень сжатия, что обеспечивает возможность использования в двигателе различных видов топлива.Each of the
Две головки цилиндров 24 закрывают блоки цилиндров 1. В головках цилиндров размещены клапаны 27 и коллекторы 28, 29 впускной и выпускной газораспределительных систем, механизмы или узлы топливоподачи (не показаны), детали системы зажигания (при необходимости).Two cylinder heads 24 close the cylinder blocks 1. At the cylinder heads are
Два механизма газораспределения, по одному для каждого из блоков цилиндров, выполнены либо в виде шайб 25 (Фиг.8) с сегментами (кулачками) 26, либо в виде кулачковых втулок (не показаны), установленных непосредственно на полуосях 12 рабочего вала двигателя, что исключает необходимость дополнительных узлов трансмиссии.Two gas distribution mechanisms, one for each of the cylinder blocks, are made either in the form of washers 25 (Fig. 8) with segments (cams) 26, or in the form of cam bushings (not shown) mounted directly on the
В вале 10 двигателя вдоль его оси выполнено отверстие 32, а в его центральном цилиндрическом узле 11, как вариант, через синусоидальную канавку 15 выполнено N - количество радиальных отверстий 33 для подачи в полость картера смазочно-охлаждающего состава - смеси негорючего (для предотвращения возгорания) газа с ограниченно дозированным количеством смазочного вещества.An
Патентуемая конструкция позволяет в широком диапазоне варьировать рабочим объемом и, соответственно, мощностью двигателя за счет изменения длины цилиндров, а значит и хода поршней при незначительном изменении габаритов, в данном случае - длины двигателя. При этом большое количество деталей и узлов, в частности поршни 16, межштоковые узлы 18 с роликами 21, 22, 23, головки блоков цилиндров 24, газораспределительные шайбы 25 с сегментными кулачками 26, крышки головок блоков цилиндров 30 могут использоваться в двигателях различной мощности, что упрощает задачу создания типоразмерного ряда двигателей различной мощности с минимальными технологическими изменениями при их производстве. Кроме того, поршни для патентуемого двигателя конструктивно, а значит и технологически проще, чем поршни для шатунных двигателей.Patented design allows a wide range to vary the displacement and, accordingly, engine power by changing the length of the cylinders, and hence the piston stroke with a slight change in size, in this case, the length of the engine. Moreover, a large number of parts and assemblies, in
Четырехтактный бесшатунный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.Four-stroke rodless internal combustion engine operates as follows.
При сгорании топлива (рабочем ходе) в одном из цилиндров 2 поршень 16 перемещает штокопоршневой узел 19 от одного крайнего положения к другому, а в трех других цилиндрах, объединенных этим ШПУ, происходят подготовительные такты - выпуск, впуск, сжатие, при этом передача энергии от поршня в цилиндре с рабочим ходом на поршни в цилиндрах с подготовительными тактами происходит через жесткую конструкцию, а на рабочий вал 10 двигателя через ролик-кулачок 21, установленный на ось 20 на межштоковой перемычке 18 и взаимодействующий с валом 10 через синусоидальную канавку 15 на его центральном узле 11 передается только полезная (эффективная) работа.When fuel is burned (working stroke) in one of the
За каждое перемещение ШПУ 19 от одного крайнего положения к другому вал 10 проворачивается на 90° (Фиг.7), т.е. за один полный оборот вала 10 каждый штокопоршневой узел 19 совершает четыре возвратно-поступательных перемещения, при этом во всех цилиндрах происходят все четыре такта. Два ролика 22 и 23, установленных на оси 20 на межштоковой перемычке 18, взаимодействуют соответственно с картером 3 через паз 7 в его корпусе 4 и направляющей планкой 8 через паз 9 обеспечивают перемещение ШПУ 19 вдоль оси двигателя, при этом ролики 22 и 23 воспринимают тангенциальные нагрузки, а на поршни действуют только осевые нагрузки, которые через штоки 17 и ролик 21, взаимодействующий с валом через синусоидальную канавку 15, создают крутящий момент рабочему валу 10 и обеспечивают передачу энергии потребителю.For each movement of the silos 19 from one extreme position to another, the
Вокруг вала 10 симметрично расположено как минимум четыре штокопоршневых узла, при этом при вращении вала 10 два ШПУ 19, расположенных около вала диаметрально противоположно, движутся в одну, а два других ШПУ движутся в противоположную стороны, что полностью уравновешивает двигатель кинематически и не требует дополнительно балансирующих узлов и деталей.At least four piston-piston assemblies are symmetrically located around the
Вал 10 через синусоидальную канавку 15 и ролики 21 взаимодействует со всеми ШПУ 19, таким образом синхронизирует работу всех цилиндров 2 двигателя. Кроме того, центральный узел 11 вала 10 выполняет роль маховика и, как вариант, роль ротора центробежного насоса системы смазки двигателя. Так как за один оборот рабочего вала 10 штокопоршневые узлы 19, а значит и каждый из поршней 16 совершают четыре перемещения между "верхними" и "нижними" мертвыми положениями, т.е. в каждом из цилиндров 16 за один оборот вала 10 происходят все четыре такта, газораспределительные механизмы 25 установлены непосредственно на рабочий вал двигателя 10 на его полуосях 12 над головками блоков цилиндров 24. При этом газораспределительные механизмы выполнены, как вариант, в виде шайб 25 (Фиг.8) с кулачками 26 в форме сегментов, расположенных на плоскостях шайб 25, обращенных к головкам блоков цилиндров 24. При симметричном расположении цилиндров 2 вокруг вала 10 и прохождении одноименных тактов последовательно в четырех цилиндрах 2 каждый из сегментных кулачков 26 последовательно по ходу вращения вала за один его оборот воздействует на четыре клапана 27. Таким образом, для обеспечения синхронной работы шестнадцати клапанов 27 каждого блока цилиндров 1 требуется только по четыре сегмента-кулачка 26 на каждой из газораспределительных шайб (Фиг.8). Кулачок К1 за один оборот вала двигателя последовательно открывает впускные клапаны нечетных цилиндров (Фиг 7), кулачок К2 - впускные клапаны четных цилиндров, кулачок К3 - выпускные клапаны нечетных цилиндров, кулачок К4 - выпускные клапаны четных цилиндров. На Фиг.8 - α - угол опережения открытия клапанов, φ - угол перекрытия выпускных и впускных клапанов, при этом значения углов α и φ устанавливаются в процессе изготовления кулачковой шайбы и не требуют корректировки при эксплуатации двигателя, так как нет многозвенных трансмиссионных узлов привода газораспределительных механизмов.The
В двигателе используются только подшипники качения, что обеспечивает минимальные потери энергии на взаимодействии узлов и деталей в самом двигателе и, кроме того, позволяет обеспечить надежную работу двигателя при более высоких температурах, его узлов и деталей.The engine uses only rolling bearings, which ensures minimal energy loss on the interaction of components and parts in the engine itself and, in addition, allows for reliable operation of the engine at higher temperatures, its components and parts.
Смазка узлов и деталей двигателя (Фиг.10, 10а) осуществляется подачей масляно-газовой смеси через осевое отверстие 32 вала 10 двигателя и N - количества радиальных отверстий 33 в синусоидальную канавку 15 вала 10, что обеспечивает подачу смазки в картер и на подшипники силового 21 и поддерживающих 22 и 23 роликов, при этом центральный узел 11 вала двигателя выполняет роль ротора центробежного маслонасоса, а повышение давления в полости картера 3 обеспечивает перетекание масляно-газовой смеси через отверстия (не показаны) в блоках цилиндров в полости между полуосями вала 12 и блоками цилиндров 1, обеспечивая смазку подшипников вала, а затем и кулачков и штоков клапанов газораспределительного механизма, одновременно выполняет роль охлаждающей среды.The lubrication of the nodes and engine parts (Figure 10, 10a) is carried out by supplying an oil-gas mixture through the
Патентуемый двигатель может работать при любом его пространственном положении.Patented engine can work in any spatial position.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005124985/06A RU2296871C1 (en) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | Multicylinder radial opposite four-stroke internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005124985/06A RU2296871C1 (en) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | Multicylinder radial opposite four-stroke internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2296871C1 true RU2296871C1 (en) | 2007-04-10 |
Family
ID=38000365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005124985/06A RU2296871C1 (en) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | Multicylinder radial opposite four-stroke internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296871C1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202012100865U1 (en) | 2011-03-14 | 2012-07-05 | Eduard V. Olkhovsky | Free-piston engine generator with oppositely arranged cylinders |
RU2471088C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Piston-type compressor with gear without piston-rod |
RU2476700C2 (en) * | 2011-03-22 | 2013-02-27 | Виктор Федорович Федоров | Con-rod-free ice, device to convert reciprocation into rotation and vice versa |
CN104963770A (en) * | 2015-07-09 | 2015-10-07 | 武克学 | Internal combustion engine body with four cylinders surrounding one shaft |
CN105065131A (en) * | 2015-07-09 | 2015-11-18 | 武克学 | Anti-eccentric wearing device for cylinder of internal combustion engine |
CN105179098A (en) * | 2015-07-09 | 2015-12-23 | 武克学 | Cylinder cover of internal combustion engine with four cylinders surrounding one shaft |
RU2606299C1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-01-10 | Владимир Александрович Никитин | Four-stroke rotary piston engine |
RU2638694C2 (en) * | 2013-08-29 | 2017-12-15 | Николай Павлович Тоскин | Internal combustion engine |
RU197366U1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | FREE PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH LINEAR GENERATOR |
RU2730633C1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технический университет им. В.Г. Шухова" | Free-piston internal combustion engine with linear generator |
WO2023277676A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | Данияр Байжанович СЕЙТКУЛОВ | Conrod-free rod and piston internal combustion engine |
-
2005
- 2005-08-08 RU RU2005124985/06A patent/RU2296871C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202012100865U1 (en) | 2011-03-14 | 2012-07-05 | Eduard V. Olkhovsky | Free-piston engine generator with oppositely arranged cylinders |
RU2476700C2 (en) * | 2011-03-22 | 2013-02-27 | Виктор Федорович Федоров | Con-rod-free ice, device to convert reciprocation into rotation and vice versa |
RU2471088C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Piston-type compressor with gear without piston-rod |
RU2638694C2 (en) * | 2013-08-29 | 2017-12-15 | Николай Павлович Тоскин | Internal combustion engine |
CN104963770A (en) * | 2015-07-09 | 2015-10-07 | 武克学 | Internal combustion engine body with four cylinders surrounding one shaft |
CN105065131A (en) * | 2015-07-09 | 2015-11-18 | 武克学 | Anti-eccentric wearing device for cylinder of internal combustion engine |
CN105179098A (en) * | 2015-07-09 | 2015-12-23 | 武克学 | Cylinder cover of internal combustion engine with four cylinders surrounding one shaft |
RU2606299C1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-01-10 | Владимир Александрович Никитин | Four-stroke rotary piston engine |
RU197366U1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | FREE PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH LINEAR GENERATOR |
RU2730633C1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технический университет им. В.Г. Шухова" | Free-piston internal combustion engine with linear generator |
WO2023277676A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | Данияр Байжанович СЕЙТКУЛОВ | Conrod-free rod and piston internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5375567A (en) | Adiabatic, two-stroke cycle engine | |
KR101397874B1 (en) | Improved opposed piston combustion engine | |
RU2296871C1 (en) | Multicylinder radial opposite four-stroke internal combustion engine | |
US6779494B1 (en) | Balanced barrel-cam internal-combustion engine | |
CA2960339C (en) | Internal combustion engines | |
GB2482750A (en) | An opposed piston engine | |
US7810458B2 (en) | Reciprocating sleeve engine | |
US8757126B2 (en) | Non-reciprocating piston engine | |
CN212839228U (en) | Cam coaxial sine movement mechanism and equipment adopting same | |
US7219633B1 (en) | Compression ignition rotating cylinder engine | |
EA009316B1 (en) | Rodless piston internal combustion engine | |
WO2015159083A1 (en) | Opposed piston machine with rectilinear drive mechanisms | |
CN101586491A (en) | Rotary piston engine | |
RU2335647C1 (en) | Axial-piston engine | |
JPH03149319A (en) | Crankless engine | |
RU2125162C1 (en) | Piston engine | |
RU2494260C2 (en) | Conversion mechanism and volumetric machine using such mechanism | |
RU2793028C1 (en) | Double action internal combustion engine | |
RU2391524C1 (en) | Mechanism of motion transmission from pistons to output shaft of opposed engine | |
RU199557U1 (en) | CONTINUOUS INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH SINUSOIDAL MECHANISM FOR CONVERSION OF RETURN-PASSIVE MOTION INTO ROTARY | |
EP2989309B1 (en) | Compact non-vibrating endothermic engine | |
WO2024038292A1 (en) | Two stroke apposed pistons parallel cylinders internal combustion engine | |
US20200355115A1 (en) | Internal combustion engine with opposed pistons and a central drive shaft | |
RU2341667C1 (en) | Central rotor shaft ice | |
RU2568350C1 (en) | Conrod-free rodless piston ice |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140809 |