[go: up one dir, main page]

RU2381372C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

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
Application number
RU2008122209/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008122209A (en
Inventor
Геннадий Георгиевич Смердов (RU)
Геннадий Георгиевич Смердов
Original Assignee
Геннадий Георгиевич Смердов
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 Геннадий Георгиевич Смердов filed Critical Геннадий Георгиевич Смердов
Priority to RU2008122209/06A priority Critical patent/RU2381372C1/en
Publication of RU2008122209A publication Critical patent/RU2008122209A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2381372C1 publication Critical patent/RU2381372C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to engine production, particularly to piston ICE. Proposed ICE comprises work shaft (4), cylinders with combustion chamber and piston (2) with pin (3) reciprocating therein, con rod mechanism converting piston reciprocation in work shaft rotation. Aforesaid con rod mechanism consists of con rods (10), drive spur gears (6, 12) and driven spur gear (5) of work shaft (4). Drive gears (6, 12) have crank axle (8) arranged off-center of the axle of gear (6) on its face side that faces the cylinder axis. Con rod (10) is coupled with crank axle (8) and piston pin (3). Work shaft driven gears of all cylinders are made integral with work shaft (5). Adjacent cylinders have con rods (10) crank axles (8) arranged to allow anti-phase motion of pistons. Several drive gears (6, 12) are in mesh with the gear of main shaft (5). Crank axle (8) of drive gear (6) is coupled with con rod (10) and crank axle rod (11) of drive gear (12). Crank axle (8) with counterweight (9) can be fitted on drive gears (6, 12) to turn relative to irregular-wear toothed surface of gears (6, 12) and be locked in the other position.
EFFECT: reduced friction losses, higher reliability of con rod gear.
2 cl, 2 dwg

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 pistons 2 with piston pins 3, a working shaft 4 with a driven gear 5, in engagement with which are the driving gears 6 mounted freely rotating on the axles 7, on the free end part of which the crank axles are installed 8 with a counterbalance 9. On the axis of the crank 8, the lower head of the connecting rod 10 is installed on one side, the upper head of the link 11 on the other, and the upper head of the connecting rod 10 is mounted on the piston pin 3, the lower head of the links 11 is mounted on another pinion shaft 8 of the crank 12 is also meshed with the driven gear 5. On the shaft 4 there is a flywheel 13 having a free end.

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 piston 2 of the latter makes a “stroke” from the top to the bottom dead center, driving the pinion gears 6 through the connecting rods 10. From the pinion 6, the rotation is transmitted to the other pinion gear 12 through the link 11 . From the driving gears 6 and 12, through the driven gear 5, the rotation is transmitted to the working shaft 4, while from the driven gear 5, the rotations are transmitted to the driving gear 6 of the other cylinder and the piston 2 moves in the opposite direction through the connecting rod 10 and performing at the same time in the cylinder cycle "compression" or "exhaust". If the engine has several parallel planes containing cylinders, the shaft 4 transmits the rotation of the drive gears 6 of the respective cylinders. With appropriate operation, the gas distribution system will alternate the clocks and the order of the engine cylinders.

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)

1. 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, 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 рабочего цикла двигателя, отличающийся тем, что 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.1. An internal combustion engine containing 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 the rotational movement of the working shaft, consisting of connecting rods, driving gears and driven gear of the working one, is placed in each cylinder. shaft made cylindrical and engaged, the drive gears are provided with a crank axis, fixed eccentrically relative to the axis of the gear on its end face facing the axis of the cylinder Ndra, 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 integral with it, while the connecting rod and crank axis in the adjacent cylinders the connecting rod 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 engine duty cycle, characterized in that the gears of the main shaft are engaged multiple pinion gears, one of the crank axle which is connected to the piston rod on the one hand and with the other axis of the thrust crank drive pinion. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что ось кривошипа с противовесом установлена на ведущей шестерне с возможностью поворота относительно неравномерно изнашивающейся зубчатой поверхностью шестерни с последующим закреплением в другом положении. 2. The engine according to claim 1, characterized in that the axis of the crank with a counterweight is mounted on the drive gear with the possibility of rotation of the relatively unevenly worn gear surface of the gear with subsequent fixing in a different position.
RU2008122209/06A 2008-06-02 2008-06-02 Internal combustion engine RU2381372C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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