RU2381372C1 - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381372C1 RU2381372C1 RU2008122209/06A RU2008122209A RU2381372C1 RU 2381372 C1 RU2381372 C1 RU 2381372C1 RU 2008122209/06 A RU2008122209/06 A RU 2008122209/06A RU 2008122209 A RU2008122209 A RU 2008122209A RU 2381372 C1 RU2381372 C1 RU 2381372C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- gears
- crank
- piston
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to the field of engine construction, in particular to reciprocating internal combustion engines.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочий вал и, по меньшей мере, один цилиндр с размещенным в нем поршнем с двумя поперечными пальцами, снабженный механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение рабочего вала, включающим два крестообразно расположенных шатуна равной длины и два коленчатых вала, каждый из которых снабжен эксцентрично расположенным пальцем и цилиндрической шестерней, при этом шестерни коленчатых валов имеют равный диаметр и выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом с их вращением в противоположных направлениях, а палец каждого коленчатого вала шарнирно соединен одним из шатунов с одним из поршневых пальцев (см. заявку WO 9722785, опубл. 26.06.97). Такая симметричная конструкция двигателя исключает боковое прижатие поршня к стенкам цилиндра, благодаря чему снижается износ деталей цилиндропоршневой группы двигателя и снижаются потери на трение, за счет чего повышается КПД двигателя и снижается расход топлива при его работе. Вместе с тем известный двигатель имеет сложный и тяжелый механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение рабочего вала, что усложняет конструкцию двигателя, увеличивает его вес и повышает стоимость изготовления и ремонта двигателя.Known internal combustion engine containing a working shaft and at least one cylinder with a piston placed therein with two transverse fingers, equipped with a mechanism for converting the reciprocating motion of the piston into rotational movement of the working shaft, including two crosswise arranged connecting rods of equal length and two cranked shaft, each of which is equipped with an eccentrically located finger and a cylindrical gear, while the gears of the crankshafts have an equal diameter and are made with the possibility of inter actions with each other with their rotation in opposite directions, and the finger of each crankshaft is pivotally connected by one of the connecting rods to one of the piston fingers (see application WO 9722785, published on 06/26/97). This symmetrical design of the engine eliminates the lateral pressing of the piston against the cylinder walls, which reduces wear on the cylinder-piston parts of the engine and reduces friction losses, thereby increasing engine efficiency and reducing fuel consumption during its operation. However, the known engine has a complex and heavy mechanism for converting the reciprocating motion of the piston into rotational motion of the working shaft, which complicates the design of the engine, increases its weight and increases the cost of manufacturing and repair of the engine.
Наиболее близким к предлагаемому двигателю по существенным признакам является принятый за прототип двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочий вал, цилиндры с камерами сгорания, в каждом цилиндре размещен поршень с поршневым пальцем, кривошипно-шатунный механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение рабочего вала, состоящий из шатунов, ведущих шестерен и ведомой шестерни рабочего вала, выполненных цилиндрическими и находящихся в зацеплении, ведущие шестерни снабжены осью кривошипа, закрепленной эксцентрично относительно оси шестерни на ее торцевой стороне, обращенной к оси цилиндра, и соединенной с концом одного из шатунов, другой конец каждого из которых шарнирно соединен с поршневым пальцем, ведомые шестерни рабочего вала всех цилиндров установлены на рабочем валу или выполнены с ним за одно целое. Причем указанный двигатель может быть выполнен с несколькими цилиндрами, расположенными в одной плоскости, все ведущие шестерни которых находятся в зацеплении с общим цилиндрическим зубчатым колесом ведомого вала, при этом в смежных цилиндрах шатун и оси кривошипа кривошипно-шатунного механизма расположены относительно шатуна и оси кривошипа смежного цилиндра с обеспечением возможности противофазного движения поршней согласно рабочему циклу двигателя (см. патентный документ DE 3445430 А1, опубл. 19.06.1986).Closest to the proposed engine in essential features is the internal combustion engine adopted as a prototype, comprising a working shaft, cylinders with combustion chambers, a piston with a piston pin, a crank mechanism for converting the reciprocating motion of the piston into rotational movement of the working shaft, is placed in each cylinder consisting of connecting rods, driving gears and driven gear of the working shaft, made cylindrical and engaged, the driving gears are equipped with a crank axis fixed eccentrically relative to the axis of the gear on its end face facing the axis of the cylinder and connected to the end of one of the connecting rods, the other end of each of which is pivotally connected to the piston pin, the driven gears of the working shaft of all cylinders are mounted on the working shaft or made with it one whole. Moreover, the specified engine can be made with several cylinders located in the same plane, all of the drive gears of which are engaged with the common cylindrical gear of the driven shaft, while in the adjacent cylinders the connecting rod and the crank axis of the crank mechanism are located relative to the connecting rod and the axis of the crank of the adjacent cylinder with the possibility of antiphase movement of the pistons according to the duty cycle of the engine (see patent document DE 3445430 A1, publ. 06/19/1986).
В приведенном прототипе при 4-тактном режиме работы двигателя нагрузки на кривошипно-шатунный механизм и зубчатые шестерни неравномерные, максимальные при такте «рабочий ход» и минимальные при тактах «выхлоп» и «всасывание», из чего следует, что износ зубьев ведущих шестерен будет также неравномерный.In the above prototype, with a 4-stroke engine operating mode, the loads on the crank mechanism and gears are uneven, the maximum at the stroke is the “stroke” and the minimum at the cycles are “exhaust” and “suction”, which implies that the teeth of the drive gears will wear also uneven.
Целью изобретения является снижение потерь на трение при передаче крутящего момента с ведущих шестерен механизма преобразования движения каждого цилиндра на рабочий вал двигателя за счет введения в конструкцию дополнительных ведущих шестерен и повышение долговечности работы ведущих шестерен за счет возможности периодической смены участка ведущих шестерен с повышенным износом зубчатой поверхности.The aim of the invention is to reduce friction losses during transmission of torque from the drive gears of the mechanism for converting the movement of each cylinder to the working shaft of the engine by introducing additional drive gears into the design and increasing the durability of the drive gears due to the possibility of periodically changing the portion of the drive gears with increased wear of the gear surface .
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении потерь на трение, повышении выходной мощности и КПД двигателя, а также ремонтоспособности и долговечности работы кривошипно-шатунного механизма.The technical result achieved by the implementation of the invention is to reduce friction losses, increase the output power and engine efficiency, as well as the maintainability and durability of the crank mechanism.
Технический результат изобретения достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем рабочий вал, цилиндры с камерами сгорания, поршни с поршневыми пальцами, кривошипно-шатунный механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение рабочего вала, состоящий из шатунов, ведущих шестерен и ведомой шестерни рабочего вала, выполненных цилиндрическими и находящихся в зацеплении, причем ведущие шестерни снабжены осью кривошипа, закрепленной эксцентрично относительно оси шестерни на ее торцевой стороне, обращенной к оси цилиндра, и соединенной с концом одного из шатунов, другой конец каждого из которых шарнирно соединен с поршневым пальцем, ведомые шестерни рабочего вала всех цилиндров установлены на рабочем валу или выполнены с ним за одно целое, при этом в смежных цилиндрах шатун и оси кривошипа кривошипно-шатунного механизма расположены относительно шатуна и оси кривошипа смежного цилиндра с обеспечением возможности противофазного движения поршней согласно рабочему циклу двигателя, для уменьшения нагрузок в зубчатом зацеплении с шестерней главного вала в зацеплении находятся несколько ведущих шестерен, ось кривошипа одной из которых соединена с шатуном поршня с одной стороны и с тягой оси кривошипа другой ведущей шестерни. Причем для компенсации наиболее изношенной зубчатой поверхности ведущей шестерни ось кривошипа с противовесом установлена на ведущей шестерне с возможностью поворота относительно неравномерно изнашивающейся зубчатой поверхности шестерни с последующим закреплением в другом положении.The technical result of the invention is achieved in that in an internal combustion engine containing a working shaft, cylinders with combustion chambers, pistons with piston fingers, a crank mechanism for converting the reciprocating motion of the piston into the rotational movement of the working shaft, consisting of connecting rods, pinion gears and driven gears of the working shaft, made cylindrical and meshing, the drive gears being provided with a crank axis fixed eccentrically relative to the gear axis on its t the front side facing the axis of the cylinder and connected to the end of one of the connecting rods, the other end of each of which is pivotally connected to the piston pin, the driven gears of the working shaft of all cylinders are mounted on the working shaft or made integrally with it, while in adjacent cylinders the connecting rod and the crank axis of the crank mechanism are located relative to the connecting rod and the crank axis of the adjacent cylinder with the possibility of antiphase movement of the pistons according to the duty cycle of the engine, to reduce gear loads m meshed with mainshaft gear meshes are several pinions, crank axis one of which is connected to the piston rod with one hand and crank with the other axis of the rod pinion. Moreover, to compensate for the most worn gear surface of the pinion gear, the counterweight axis of the crank is mounted on the pinion gear to rotate the relatively unevenly gear surface of the pinion gear, followed by fixing in a different position.
Все это обеспечивает достижение поставленной цели изобретения. Благодаря тому, что в кривошипно-шатунном механизме использована возможность передачи прямолинейного движения поршня на ведомую шестерню ведущего вала с использованием нескольких ведущих шестерен и возможности периодической переналадки оси кривошипа с противовесом на менее изношенную зубчатую поверхность ведущей шестерни, достигается снижение потерь на трение, повышение выходной мощности и КПД двигателя, а также улучшение надежности работы кривошипно-шатунного механизма.All this ensures the achievement of the goal of the invention. Due to the fact that the crank mechanism uses the possibility of transferring the linear motion of the piston to the driven gear of the drive shaft using several drive gears and the possibility of periodically changing the axis of the crank with a counterweight to the less worn gear surface of the drive gear, friction losses are reduced, and the output power is increased and engine efficiency, as well as improving the reliability of the crank mechanism.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично изображены:The invention is illustrated by drawings, which schematically depict:
на фиг.1 - общий вид двигателя.figure 1 - General view of the engine.
на фиг.2 - сечение по «А-А» фиг.1.figure 2 is a section along "aa" of figure 1.
Заявляемый двигатель внутреннего сгорания содержит блок цилиндров 1, внутри цилиндров находятся поршни 2 с поршневыми пальцами 3, рабочий вал 4 с ведомой шестерней 5, в зацеплении с которой находятся ведущие шестерни 6, установленные свободновращающимися на осях 7, на свободной торцевой части которых установлены оси кривошипов 8 с противовесом 9. На оси кривошипа 8 установлена с одной стороны нижняя головка шатуна 10, с другой стороны - верхняя головка тяги 11, при этом верхняя головка шатуна 10 установлена на поршневом пальце 3, нижняя головка тяги 11 установлена на оси кривошипа 8 другой ведущей шестерни 12, также находящейся в зацеплении с ведомой шестерней 5. На валу 4 со свободного конца имеется маховик 13.The inventive internal combustion engine contains a cylinder block 1, inside the cylinders there are
Двигатель работает следующим образом.The engine operates as follows.
После каждого цикла сгорания топливной смеси в камере сгорания каждого из цилиндров поршень 2 последнего совершает «рабочий ход» от верхней к нижней мертвой точке, приводя во вращение посредством шатунов 10 ведущие шестерни 6. От шестерни 6 через тягу 11 вращение передается на другую ведущую шестерню 12. От ведущих шестерен 6 и 12 через ведомую шестерню 5 вращение передается на рабочий вал 4, при этом от ведомой шестерни 5 вращения передаются на ведущую шестерню 6 другого цилиндра и через шатун 10 производится движение поршня 2 в обратном направлении, совершая при этом в цилиндре такт «сжатия» или «выхлопа». При наличии в двигателе нескольких параллельно расположенных плоскостей, содержащих цилиндры, вал 4 передает вращение ведущими шестернями 6 соответствующих цилиндров. При соответствующей работе система газораспределения произведет чередование тактов и порядок работы цилиндров двигателя.After each cycle of combustion of the fuel mixture in the combustion chamber of each of the cylinders, the
Согласно предварительным расчетам и эскизной проработке предлагаемое конструктивное решение заявляемого двигателя внутреннего сгорания значительно упростит конструкцию двигателя, особенно систему смазки, при этом повысится механический КПД на 3-5%, увеличится долговечность в 1,5-2 раза.According to preliminary calculations and preliminary design, the proposed design solution of the inventive internal combustion engine will greatly simplify the engine design, especially the lubrication system, while mechanical efficiency will increase by 3-5%, and durability will increase by 1.5-2 times.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122209/06A RU2381372C1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122209/06A RU2381372C1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008122209A RU2008122209A (en) | 2009-12-10 |
RU2381372C1 true RU2381372C1 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=41489097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008122209/06A RU2381372C1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2381372C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449141C2 (en) * | 2010-05-12 | 2012-04-27 | Геннадий Георгиевич Смердов | Internal combustion engine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN213298110U (en) * | 2019-09-10 | 2021-05-28 | 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 | Engine |
-
2008
- 2008-06-02 RU RU2008122209/06A patent/RU2381372C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449141C2 (en) * | 2010-05-12 | 2012-04-27 | Геннадий Георгиевич Смердов | Internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008122209A (en) | 2009-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201025125Y (en) | Double-sided rack drive fuel engine | |
CN102207179A (en) | Rotary motion and reciprocating motion converting device | |
RU2381372C1 (en) | Internal combustion engine | |
CN201581990U (en) | Four cylinder offset rack and pinion engine | |
CN1529045A (en) | Piston crankshaftless engine | |
RU2380543C2 (en) | Piston machine | |
CN102230422A (en) | Reciprocating piston type internal combustion engine | |
EP1924784A1 (en) | A transmission arrangement | |
CN101776009B (en) | Piston-type direct-drive engine and design method for first taking force and then integrating | |
CN213175834U (en) | Fixed connecting rod assembly and crank connecting rod mechanism | |
CN201071754Y (en) | Energy-saving engine | |
CN101509423A (en) | A hypocycloidal single-cylinder diesel engine | |
RU2449141C2 (en) | Internal combustion engine | |
CN201818366U (en) | Piston type direct-drive engine | |
RU2382891C2 (en) | Con rod gear with double drive links (versions) | |
RU2386826C2 (en) | Rodless internal combustion engine | |
RU2375595C1 (en) | Asynchronous toothed converter of reciprocation into rotation and vice versa, front and rear crank pairs, idle gear and its anvil gear wheel | |
RU2474707C2 (en) | Piston engine | |
RU2411382C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2228453C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2341667C1 (en) | Central rotor shaft ice | |
RU2184865C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU72273U1 (en) | PISTON MACHINE | |
CN202073638U (en) | Reciprocating-piston internal combustion engine | |
RU80200U1 (en) | PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH VARIABLE COMPRESSION AND EFFICIENT THERMODYNAMIC CYCLE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110603 |