RU2480597C1 - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2480597C1 RU2480597C1 RU2011148884/06A RU2011148884A RU2480597C1 RU 2480597 C1 RU2480597 C1 RU 2480597C1 RU 2011148884/06 A RU2011148884/06 A RU 2011148884/06A RU 2011148884 A RU2011148884 A RU 2011148884A RU 2480597 C1 RU2480597 C1 RU 2480597C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- cylinder
- piston
- axis
- longitudinal axis
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 18
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).The invention relates to mechanical engineering, namely to the design of piston internal combustion engines (ICE).
Из теории рабочих процессов («Двигатели внутреннего сгорания», т.1. «Теория рабочих процессов», Москва, «Высшая школа», 2007 г., стр.14, 16 рис. 1.3; 1.5) известно, что конструкции широко применяющаяся в настоящее время ДВС предназначены для работы с применением шатунно-кривошипного способа продольного перемещения поршня во вращательное движение вала. При использовании этого способа в каждом непрерывно следующем друг за другом ходе происходит взаимодействие круто снижающегося усилия поршня с плечом вала, начиная с момента, когда усилие поршня имеет максимальный размер, а плечо вала равно нулю. При такой организации рабочего хода полностью исключается возможность взаимодействия усилия поршня с плечом вала при их максимальных размерах, а следовательно, исключается обеспечение создания высокого крутящего момента, а следовательно, и мощности. При таком ходе значительная доля энергии топлива расходуется впустую. В атмосферу выбрасывается повышенное количество углекислого газа от сгорающего без совершения работы топлива. Известны также конструкции ДВС по изобретениям (патенты РФ №№2187006, 2374466 и 2413363), в которых для превращения продольного перемещения поршня во вращательное движение вала используются микротолчки поршня на эксцентриковое плечо вала, при этом гарантированно обеспечивается взаимодействие максимального усилия поршня в один и тот же момент времени с плечом вала при каждом его обороте. Такое взаимодействие поршня с плечом вала обеспечивает высокий крутящий момент и мощность ДВС. Для осуществления этого взаимодействия в конструкцию ДВС в указанных изобретениях вводится специальный механизм, включающий кулачковый вал с продольными канавками, штоки с поперечными выступами. Но для создания нового механизма нужно обеспечить оптимальное конкретное техническое решение по конструктивному оформлению новых деталей и их размещению. Эти вопросы должны решаться так, чтобы обеспечивались простота конструкции и высокая надежность. Практически должен решиться вопрос модернизации существующих работающих ДВС.From the theory of work processes (“Internal combustion engines”, v. 1. “The theory of work processes”, Moscow, “Higher School”, 2007, p. 14, 16, Fig. 1.3; 1.5) it is known that the design is widely used in Currently, ICEs are designed to operate using the crank-crank method for longitudinal displacement of the piston in the rotational movement of the shaft. When using this method, in each continuously following one after another, there occurs an interaction of a steeply decreasing piston force with a shaft shoulder, starting from the moment when the piston force has a maximum size and the shaft shoulder is zero. With this organization of the working stroke, the possibility of interaction of the piston force with the shoulder of the shaft at their maximum dimensions is completely excluded, and therefore, the creation of high torque, and therefore power, is excluded. With this move, a significant proportion of the fuel energy is wasted. An increased amount of carbon dioxide is released into the atmosphere from the fuel that burns out without commissioning work. The ICE designs according to the inventions are also known (RF patents Nos. 2187006, 2374466 and 2413363), in which piston microshocks on the eccentric shaft shoulder are used to convert the longitudinal movement of the piston to the rotational movement of the shaft, and the maximum piston force is guaranteed to interact with the same moment of time with the shoulder of the shaft at each of its rotation. This interaction of the piston with the shaft shoulder provides high torque and engine power. To implement this interaction in the design of the internal combustion engine in these inventions, a special mechanism is introduced, including a cam shaft with longitudinal grooves, rods with transverse protrusions. But to create a new mechanism, it is necessary to provide an optimal concrete technical solution for the design of new parts and their placement. These issues must be addressed in such a way as to ensure simplicity of design and high reliability. In practice, the issue of modernizing existing working ICEs should be decided.
Установлено, что превращение продольного перемещения поршня во вращение вала двигателя - это фактически рабочий ход ДВС, который идентично повторяется, пока двигатель работает.It has been established that the transformation of the longitudinal displacement of the piston into the rotation of the engine shaft is actually the working stroke of the internal combustion engine, which repeats identically while the engine is running.
При шатунно-кривошипном способе превращения движения полностью исключается возможность взаимодействия в один и тот же момент максимального усилия поршня и полного плеча вала, т.е. возможность получения максимального крутящего момента и мощности. Поэтому крутящий момент, который в настоящее время обеспечивается при изготовлении и работе ДВС многократно меньше того, что мог бы быть, если бы обеспечивалась возможность одновременного взаимодействия усилия поршня с плечом вала при их максимальных размерах. Для того чтобы такая возможность обеспечивалась, разработан принципиально новый способ превращения продольного перемещения поршня во вращательное движение вала. При предложенном способе используется постоянное плечо вала, созданное заблаговременно с помощью доработки конструкции корпуса ДВС или за счет применения спаренных штоков (см. патент №2412363), а максимальное усилие от поршня вместо наклонного усилия от шатуна передается через шток и специальный механизм, состоящий из поперечного выступа на штоке и канавки на кулачке вала. Для создания максимального давления сжимаемой горючей смеси поршень с помощью ползуна и функциональных кулачков поднимается в верхнюю мертвую точку (ВМТ). Максимальное давление газа над поршнем достигается в момент, когда выступ входит в канавку. В этот же момент ползун пересекает радиальный уступ функциональных кулачков, поршень полностью освобождается и создает микротолчок на вращение вала. Благодаря этому толчку обеспечивается многократное увеличение Мкр. и мощности ДВСWith the connecting rod-crank method of converting movement, the possibility of interaction at the same moment of the maximum piston force and the total shaft arm, is completely excluded the ability to obtain maximum torque and power. Therefore, the torque that is currently provided in the manufacture and operation of the internal combustion engine is many times less than what would be possible if the possibility of simultaneous interaction of the piston force with the shaft shoulder at their maximum dimensions was provided. In order to ensure this possibility, a fundamentally new method has been developed for converting the longitudinal displacement of the piston into rotational motion of the shaft. With the proposed method, a constant shaft shoulder is used, created in advance by finalizing the design of the engine body or by using twin rods (see patent No. 2412363), and the maximum force from the piston is transmitted instead of the inclined force from the connecting rod through the rod and a special mechanism consisting of a transverse protrusions on the stock and grooves on the shaft cam. To create maximum pressure of the compressible combustible mixture, the piston rises to the top dead center (TDC) using a slider and functional cams. The maximum gas pressure above the piston is reached when the protrusion enters the groove. At the same moment, the slider crosses the radial ledge of the functional cams, the piston is completely released and creates a microshock to rotate the shaft. Thanks to this push, a multiple increase in the microcircuit is provided. and engine power
Идея повышения эффективности ДВС изложена в журнале «Автомобильная промышленность», №5 за 2003 г., а пути ее реализации - в патентах РФ №2187006, №2374466, №2412363 и предлагаемом варианте ДВС. Суть идеи - разработка конструктивного варианта ДВС, в котором обеспечивается при каждом рабочем ходе в один и тот же момент времени взаимодействие усилия поршня и плеча вала при их максимальных размерах. Теоретически это дает, как уже указывалось, возможность многократного повышение крутящего момента по сравнению с существующим в настоящее время.The idea of increasing the efficiency of ICEs is presented in the journal “Automotive Industry”, No. 5 for 2003, and the ways of its implementation are described in RF patents No. 2187006, No. 2374466, No. 2412363 and the proposed version of ICE. The essence of the idea is the development of a constructive version of the internal combustion engine, in which, at each working stroke, at the same time, the interaction of the piston and the shaft arm at their maximum dimensions is ensured. Theoretically, this gives, as already indicated, the possibility of a multiple increase in torque compared to the current one.
Для реализации возможности взаимодействия поршня и плеча вала при их максимальных размерах нужно отказаться от применения шатуна и обеспечить их взаимодействие в один и тот же момент времени. Для этого необходимо помимо отказа от шатуна разработать новые детали и доработать ДВС конструктивно для их рационального размещения.To realize the possibility of interaction between the piston and the shaft shoulder at their maximum sizes, it is necessary to abandon the use of the connecting rod and ensure their interaction at the same time. To do this, in addition to the rejection of the connecting rod, it is necessary to develop new parts and modify the ICE constructively for their rational placement.
Задача, на которую направлено создание предлагаемой конструкции, заключается в упрощении конструкции ДВС при его высокой надежности. Практически должен решаться вопрос модернизации существующих работающих ДВС.The task to which the creation of the proposed design is directed is to simplify the design of the internal combustion engine with its high reliability. In practice, the issue of modernizing existing working ICEs should be addressed.
Поставленная задача решается тем, что предлагается ДВС, состоящий из цилиндропоршневой группы, головки двигателя с камерой сгорания, механизма газораспределения, систем смесеобразования, топливоподачи, смазки и охлаждения, микротолчкового механизма с продольным валом, выполненным многокулачковым, ось которого параллельна торцам цилиндров и лежит в плоскости, проходящей через оси цилиндров, симметрично оси каждого из цилиндров выполнены кулачки, по три кулачка напротив каждого цилиндра, в том числе по одному среднему кулачку, имеющему продольную канавку, и двух функциональных кулачков, каждый из которых связан с поршнем и имеет радиальный уступ, смещенный на 90° от канавки в сторону, противоположную вращению вала, усилие от поршня передается штоками. Каждый шток состоит из двух частей, одна из них служит ведущей, а другая ведомой. Обе части жестко спарены друг с другом так, что оси их параллельны и расположены на расстоянии, равном плечу вала. На верхнем торце ведущей части штока расположена головка для прессовой посадки на пальце поршня, а на нижнем торце смонтирован ползун. Продольная ось ведущей части штока совмещена с осью поршня. Согласно изобретению на каждом ведомом штоке, конец которого свободно перемещается при ходе поршня в кольцевой обойме, смонтированной на крышке вала, выполнено сквозное цилиндрическое отверстие, продольная ось которого расположена нормально продольной оси ведомого штока, в цилиндрическое отверстие введен по скользящей посадке полый жесткий цилиндр, в котором со стороны вала образована головка в виде поперечного выступа. С другой стороны на внутренней поверхности цилиндрического отверстия выполнена резьба, где монтируется наружный колпак с внутренним диаметром, равным наружному диаметру жесткого цилиндра. Внутри цилиндра расположена пружина сжатия с регулировкой усилия с помощью колпака. Цилиндр имеет возможность перемещаться вдоль продольной оси, что обеспечивает создание на поверхности штока, контактирующего с валом поперечного выступа, а при сжатии пружины его полное утопание, заподлицо с поверхностью штока. Жесткий цилиндр запрессован от возможности поворота вокруг продольной оси, при каждом повороте вала поперечный выступ на штоке имеет возможность входить в продольную канавку на среднем кулачке, при этом непременно изменяется направление движения штока и чередуются два варианта взаимодействия поперечного выступа с продольной канавкой. Первоначально обеспечивается возможность начала рабочего хода за счет того, что ползун в зоне радиального уступа отключается от взаимодействия с рабочей поверхностью функционального кулачка и все усилие поршня, возникшее от сгорания и сжатия рабочего газа, через поперечный выступ и канавку может передаваться на вал, увеличивая его инерцию с маховиком, в дальнейшем может обеспечиваться начало процесса всасывания топлива за счет того, что ползун отключается от взаимодействия с рабочей поверхностью функциональных кулачков, вращающий вал с помощью продольной канавки может создавать ускорение для перемещения штока с помощью воздействия на поперечный выступ.The problem is solved by the fact that an internal combustion engine is proposed, consisting of a cylinder-piston group, an engine head with a combustion chamber, a gas distribution mechanism, mixing systems, fuel supply, lubrication and cooling, a micropulse mechanism with a multi-jaw longitudinal shaft, the axis of which is parallel to the ends of the cylinders and lies in the plane passing through the axis of the cylinders, the cams are made symmetrically to the axis of each of the cylinders, three cams opposite each cylinder, including one middle cam having a longitudinal groove, and two functional cams, each of which is connected to the piston and has a radial ledge, offset 90 ° from the groove in the direction opposite to the rotation of the shaft, the force from the piston is transmitted by the rods. Each stock consists of two parts, one of them serves as a leader, and the other as a slave. Both parts are rigidly paired with each other so that their axes are parallel and are located at a distance equal to the shoulder of the shaft. At the upper end of the leading part of the rod, there is a head for a press fit on the piston finger, and a slider is mounted at the lower end. The longitudinal axis of the leading part of the rod is aligned with the axis of the piston. According to the invention, on each driven rod, the end of which moves freely during the piston stroke, an annular cylindrical hole is made in the annular cage mounted on the shaft cover, the longitudinal axis of which is located normally to the longitudinal axis of the driven rod, a hollow rigid cylinder is inserted into the cylindrical hole in a sliding fit, which on the shaft side is formed by a head in the form of a transverse protrusion. On the other hand, a thread is made on the inner surface of the cylindrical hole, where the outer cap is mounted with an inner diameter equal to the outer diameter of the rigid cylinder. Inside the cylinder there is a compression spring with force adjustment using a cap. The cylinder has the ability to move along the longitudinal axis, which ensures the creation on the surface of the rod in contact with the shaft of the transverse protrusion, and when the spring is compressed, it is completely drowned flush with the surface of the rod. A rigid cylinder is pressed in to prevent rotation around the longitudinal axis, with each rotation of the shaft, the transverse protrusion on the rod has the ability to enter the longitudinal groove on the middle cam, while the direction of movement of the rod will certainly change and two options for the interaction of the transverse protrusion with the longitudinal groove will alternate. Initially, it is possible to start the working stroke due to the fact that the slider in the zone of the radial ledge is disconnected from the interaction with the working surface of the functional cam and all the piston force arising from combustion and compression of the working gas can be transmitted to the shaft through the transverse protrusion and groove, increasing its inertia with the flywheel, in the future, the beginning of the fuel suction process can be ensured due to the fact that the slider is disconnected from the interaction with the working surface of the functional cams, rotating via the longitudinal groove can create acceleration to move the rod via effects on the transverse guide.
Предлагаемый вариант ДВС - это усовершенствованный способ превращения продольного перемещения поршня во вращательное движение вала, то есть это вариант конструкции ДВС, при котором обеспечивается использование принципиально нового рабочего хода при работе двигателя. В принципе этот новый вариант рабочего хода уже использован при разработке патентов РФ №2374466 и №2412363, в предлагаемом варианте имеется ввиду его усовершенствование. Главное положительное качество новой конструкции - это обеспечение многократной экономии топлива, многократного повышения крутящего момента и мощности нового ДВС. Как уже излагалось, новую технологию можно использовать при создании супермощных грузовых машин, скоростных танков и других машин, то есть как технологию двойного назначения. Неограниченный объем работ открывается по модернизации в настоящее время ДВС. Для обеспечения ускоренной, дешевой модернизации в предлагаемом варианте конструкции обеспечивается возможность заблаговременного изготовления и испытания комплектующих узлов для замены применяющихся до модернизации. Помимо многократного повышения крутящего момента, а следовательно, и КПД, при реализации предлагаемого варианта ДВС уменьшится приблизительно в полтора раза расход топлива на обеспечение внутренней работы двигателя, главным образом, за счет уменьшения работы на процесс сжатия рабочей смеси.The proposed version of the internal combustion engine is an improved way of converting the longitudinal movement of the piston into a rotational movement of the shaft, that is, this is an embodiment of the internal combustion engine design, which ensures the use of a fundamentally new working stroke during engine operation. In principle, this new version of the working stroke has already been used in the development of patents of the Russian Federation No. 2374466 and No. 2412363, in the proposed version is meant its improvement. The main positive quality of the new design is the provision of multiple fuel savings, a multiple increase in torque and power of the new engine. As already stated, the new technology can be used to create super-powerful trucks, high-speed tanks and other vehicles, that is, as a dual-use technology. An unlimited amount of work is currently underway to modernize the internal combustion engine. To ensure accelerated, cheap modernization in the proposed design option, it is possible to manufacture and test components in advance to replace those used before the modernization. In addition to a multiple increase in torque and, consequently, efficiency, the implementation of the proposed ICE option will reduce fuel consumption by one and a half times to ensure internal operation of the engine, mainly due to a decrease in work on the compression process of the working mixture.
Как уже указывалось, для повышения эффективности каждого рабочего хода ДВС нужно обеспечить взаимодействие максимального давления поршня на максимальное плечо вала, причем, обязательно за счет одновременного взаимодействия самого высокого усилия поршня с наибольшей величиной плеча вала.As already mentioned, in order to increase the efficiency of each ICE stroke, it is necessary to ensure the interaction of the maximum piston pressure on the maximum shaft arm, and this is necessary due to the simultaneous interaction of the highest piston force with the largest shaft arm.
Как уже отмечалось техническое решение, предлагаемое по новому варианту конструктивного исполнения ДВС практически решает ту же задачу, что и конструктивный вариант, изложенный в патенте РФ №2187066, №2374466, №2412363.As already noted, the technical solution proposed by the new design variant of the internal combustion engine practically solves the same problem as the design version set forth in RF patent No. 2187066, No. 2374466, No. 2412363.
Но в патенте РФ №2374466 РФ это достигается сложно, а сложно значит и не особенно надежно, да и дороже, чем в предлагаемом простом варианте. Именно для достижения подобного взаимодействия по патенту №2074466 требуется обеспечить для штока два движения. Одно из них вдоль его продольной оси и второе поперечное колебательное движение, создаваемое при использовании поперечного выступа и постоянного упругого поджатия штока к поверхности вала и для создания постоянного упругого поджатия, требуется провести механическую обработку корпусных деталей ДВС для крепления элементов упругого поджатия и найти свободное место для их крепления. Для решения этих вопросов в новой конструкции варианта не требуется мехобработка корпусов и место для размещения элементов упругого поджатия.But in the patent of the Russian Federation No. 2374466 of the Russian Federation this is difficult, but difficult means not particularly reliable, and more expensive than in the proposed simple version. It is to achieve such an interaction according to patent No. 2074466 that it is required to provide two movements for the rod. One of them along its longitudinal axis and the second transverse oscillatory movement created by using a transverse protrusion and constant elastic preload of the rod to the shaft surface and to create a constant elastic preload, it is necessary to carry out machining of the ICE body parts to fasten the elastic preload elements and find free space for their fastenings. To solve these issues in the new design of the variant, the machining of the cases and the place for placing the elements of elastic preload are not required.
При работе достаточно одного продольно-поступательного перемещения штока. Изложенное позволяет утверждать, что предлагаемый конструктивный вариант обеспечивает повышение надежности, снижение трудоемкости и стоимости по сравнению с патентом РФ 2374466.During operation, one longitudinal-translational movement of the rod is sufficient. The foregoing allows us to argue that the proposed design option provides increased reliability, reduced labor intensity and cost in comparison with RF patent 2374466.
Кроме того, при использовании нового процесса, как уже отмечалось, обеспечивается и существенная экономия топлива, расходуемого на совершении внутренней работы ДВС.In addition, when using the new process, as already noted, significant savings are also achieved in the fuel spent on the internal work of the internal combustion engine.
Экономия внутренней энергии обеспечивается за счет того, что при каждом рабочем ходе в широко применяющихся в настоящее время ДВС ~ в 1,5 раза больше затрачивается работы на сжатие каждой порции горючей смеси, чем в предлагаемом варианте, т.к. в предлагаемом варианте усилие для сжатия перемещается по окружности, а в существующем варианте - по прямой.The saving of internal energy is ensured due to the fact that during each working stroke in ICEs that are widely used at present, ~ 1.5 times more work is spent on compressing each portion of the combustible mixture than in the proposed embodiment, since in the proposed embodiment, the compression force moves in a circle, and in the existing embodiment, in a straight line.
После модернизации эксплуатирующихся ДВС для повышения эффективности обеспечивается возможность многократного повышения их мощности при неизменной величине пропускной способности клапанов впуска и выпуска газов.After modernization of the internal combustion engines in order to increase efficiency, it is possible to repeatedly increase their power with a constant flow rate of the gas inlet and outlet valves.
Главным условием повышения эффективности ДВС в предлагаемом конструктивном варианте и в варианте по изобретению, изложенному в патенте РФ №2374466, является обеспечение возможности одновременного взаимодействия усилия поршня с плечом вала при их максимальной величине в каждом из цилиндров ДВС, что гарантирует получение высокого КПД.The main condition for increasing the efficiency of the internal combustion engine in the proposed structural embodiment and in the embodiment according to the invention set forth in the RF patent No. 2374466 is the possibility of simultaneous interaction of the piston force with the shaft arm at their maximum value in each of the internal combustion engine cylinders, which ensures high efficiency.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлен поперечный разрез предлагаемого ДВС; на фиг.2 - вид.А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a cross section of the proposed internal combustion engine; figure 2 is a view. A in figure 1; figure 3 is a view of B in figure 1.
В каждом из цилиндров предлагаемого ДВС должна обеспечиваться передача усилия от поршня на плечо кулачкового вала в соответствии со схемами, показанными на фиг.1, 2, 3. На фиг.1 схематично показаны элементы, обеспечивающие передачу усилия поршня на эксцентриситет вала при каждом микротолчке в каждом из цилиндров ДВС.In each of the cylinders of the internal combustion engine of the proposed force transmission from the piston to the camshaft arm should be provided in accordance with the diagrams shown in Figs. 1, 2, 3. Fig. 1 schematically shows the elements providing the transmission of the piston force to the shaft eccentricity at each microshock each of the internal combustion engine cylinders.
Предлагаемый вариант содержит ведущий шток 1, жестко связанный с ведомым штоком, имеющим цилиндрическое отверстие 7, ось которого нормальна продольной оси штока. В цилиндрическое отверстие 7 по скользящей посадке введен жесткий цилиндр 2, имеющий головку 3 в виде поперечного выступа. Жесткий цилиндр 2 постоянно поджимается с помощью пружины 4 к валу 5. Регулировка усилия сжатия пружины 4 обеспечивается с помощью колпака 6, который вворачивается по резьбе внутри наружного торца цилиндрического отверстия 7. Головка 3 взаимодействует с продольной канавкой 8 на среднем кулачке 9. Перемещение штока 1 обеспечивается за счет взаимодействия ползуна 10 с функциональными кулачками 11. Обеспечение свободы перемещения штока 1 обеспечивается за счет радиального уступа на функциональном кулачке 11, который взаимодействует с ползуном 10 опоры.The proposed option contains a leading rod 1, rigidly connected with a driven rod having a cylindrical hole 7, the axis of which is normal to the longitudinal axis of the rod. A rigid cylinder 2 having a head 3 in the form of a transverse protrusion is inserted into the cylindrical hole 7 along a sliding fit. The rigid cylinder 2 is constantly pressed by the spring 4 to the shaft 5. The compression force of the spring 4 is adjusted using the cap 6, which is screwed in the thread inside the outer end of the cylindrical hole 7. The head 3 interacts with the longitudinal groove 8 on the middle cam 9. Moving the rod 1 is ensured by the interaction of the slider 10 with the functional cams 11. The freedom of movement of the rod 1 is ensured by the radial step on the functional cam 11, which interacts with the slider 10 about pores.
Надо отметить, что в передаче усилия любого из поршней участвуют два цилиндра. Если к примеру два четырехцилиндровых, то через каждые 180° поворота кулачкового вала происходит микротолчок в одном из цилиндров в соответствии с порядком их работы. Каждый из толчков увеличивает инерцию вращения маховика и вала.It should be noted that two cylinders are involved in the transmission of the force of any of the pistons. If, for example, there are two four-cylinder ones, then after every 180 ° rotation of the cam shaft, a micropulse occurs in one of the cylinders in accordance with the order of their operation. Each of the shocks increases the inertia of rotation of the flywheel and shaft.
Работа предлагаемого ДВС понятна и при рассмотрении процесса в каждом цилиндре ДВС. Целесообразно описание работы ДВС начать с рабочего хода, т.е. с создания микротолчка поршня на плечо вала. Как уже отмечалось этот процесс начинается после того, как головка 3 цилиндра 2, перемещаясь вдоль оси цилиндрического отверстия штока 1 под действием пружины 4, перемещается в канавку 8 на среднем кулачке 9. Усилие пружины регулируется с помощью колпачка 6, перемещающегося по резьбе внутри цилиндрического отверстия 7. Перемещение штока 1 после совмещения головки 3 с канавкой 8 под действием максимального усилия поршня происходит в момент, когда ползун 10 после выхода через радиальные уступы теряет опору с функциональными кулачками 11.The work of the proposed engine is understandable when considering the process in each cylinder of the engine. It is advisable to start the operation of the internal combustion engine with a working stroke, i.e. with the creation of a micropulse of the piston on the shaft shoulder. As already noted, this process begins after the head 3 of the cylinder 2, moving along the axis of the cylindrical hole of the rod 1 under the action of the spring 4, moves into the groove 8 on the middle cam 9. The force of the spring is controlled by a cap 6 moving along the thread inside the cylindrical hole 7. The movement of the rod 1 after combining the head 3 with the groove 8 under the action of the maximum piston force occurs at the moment when the slider 10, after exiting through the radial ledges, loses support with the functional cams 11.
Потеря опоры ползуна 10 происходит в момент, когда он теряет контакт с функциональными кулачками 11.The loss of support of the slider 10 occurs at the moment when it loses contact with the functional cams 11.
В момент микротолчка обеспечивается максимальная величина эксцентричности вала и создается максимальный крутящий момент на кулачковом валу ДВС.At the moment of micropulse, the maximum value of the shaft eccentricity is provided and maximum torque is created on the camshaft of the ICE.
В момент, когда ползун 10 вступает в контакт с функциональными кулачками, движение штока 1 останавливается и переходит на обратное в соответствии с движением ползуна 10. Начинается процесс расширения отработанного газа, которое продолжается до остановки ползуна 10 и входа головки 3 цилиндра 2 в канавку 8. Кромка канавки 8, вращаясь, сопрягается с валом, кулачковым валом вовлекает в свое движение головку 3 жесткого цилиндра 2, благодаря чему начинается процесс всасывания. Процесс всасывания происходит до очередной остановки ползуна 10. После остановки ползун 10, взаимодействуя с функциональными кулачками, поднимает шток, следовательно, поршень.At the moment when the slider 10 comes into contact with the functional cams, the movement of the rod 1 is stopped and reverses in accordance with the movement of the slider 10. The process of expansion of the exhaust gas begins, which continues until the slider 10 stops and the cylinder head 3 enters the groove 8. The edge of the groove 8, rotating, mates with the shaft, the cam shaft engages the head 3 of the rigid cylinder 2 in its movement, due to which the suction process begins. The suction process occurs until the next stop of the slider 10. After stopping, the slider 10, interacting with the functional cams, raises the rod, therefore, the piston.
При подъеме поршня в ВМТ обеспечивается сжигание и сжатие топливно-воздушной смеси с доведенным давлением газа в цилиндре до максимального размера. В дальнейшем происходит уже описанный ранее микротолчок усилия поршня на эксцентриситет вала. Таким образом, за два оборота ДВС происходят рабочий ход, расширение, всасывание и сжатие за счет многократного снижения расхода топлива или повышения мощности.When the piston rises at the TDC, the fuel-air mixture is burned and compressed with the gas pressure in the cylinder brought to the maximum size. Subsequently, the previously described microshock of the piston forces on the eccentricity of the shaft occurs. Thus, over two turns of the internal combustion engine, a stroke occurs, expansion, absorption and compression due to the multiple reduction of fuel consumption or increase power.
Такой же рабочий цикл происходит за два оборота ДВС в каждом из его цилиндров. Многократное снижение расхода топлива или повышение мощности обеспечивается за счет одновременного взаимодействия в каждом рабочем цикле максимального усилия поршня с максимальным эксцентриком вала.The same working cycle occurs in two turns of the internal combustion engine in each of its cylinders. A multiple reduction in fuel consumption or an increase in power is provided due to the simultaneous interaction in each working cycle of the maximum piston force with the maximum shaft eccentric.
Таким образом, предлагаемый конструктивный вариант практически обеспечит возможность модернизации работающих ДВС для обеспечения эффективности как работающих, так и изготавливаемых ДВС.Thus, the proposed constructive option will practically provide an opportunity to upgrade working ICEs to ensure the efficiency of both working and manufactured ICEs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011148884/06A RU2480597C1 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011148884/06A RU2480597C1 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2480597C1 true RU2480597C1 (en) | 2013-04-27 |
Family
ID=49153183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011148884/06A RU2480597C1 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2480597C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2413947A1 (en) * | 1973-03-27 | 1974-10-17 | Constant Guy | EXPLOSION ENGINE |
| US4408578A (en) * | 1980-03-14 | 1983-10-11 | Siegfried Konther | Piston engine as a combustion engine or as a compressor with opposed cylinders |
| WO1993013336A1 (en) * | 1991-12-20 | 1993-07-08 | Environmental Engines Limited | Drive conversion |
| RU2101525C1 (en) * | 1994-11-01 | 1998-01-10 | Владимир Петрович Подрезов | Internal combustion engine drive mechanism |
| RU2187006C1 (en) * | 2001-06-26 | 2002-08-10 | Абросимов Василий Прокопьевич | Internal combustion engine |
| RU2374466C1 (en) * | 2008-05-22 | 2009-11-27 | Василий Прокопьевич Абросимов | Internal combustion engine |
| RU2412363C1 (en) * | 2010-02-16 | 2011-02-20 | Василий Прокопьевич Абросимов | Internal combustion engine |
-
2011
- 2011-11-30 RU RU2011148884/06A patent/RU2480597C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2413947A1 (en) * | 1973-03-27 | 1974-10-17 | Constant Guy | EXPLOSION ENGINE |
| US4408578A (en) * | 1980-03-14 | 1983-10-11 | Siegfried Konther | Piston engine as a combustion engine or as a compressor with opposed cylinders |
| WO1993013336A1 (en) * | 1991-12-20 | 1993-07-08 | Environmental Engines Limited | Drive conversion |
| RU2101525C1 (en) * | 1994-11-01 | 1998-01-10 | Владимир Петрович Подрезов | Internal combustion engine drive mechanism |
| RU2187006C1 (en) * | 2001-06-26 | 2002-08-10 | Абросимов Василий Прокопьевич | Internal combustion engine |
| RU2374466C1 (en) * | 2008-05-22 | 2009-11-27 | Василий Прокопьевич Абросимов | Internal combustion engine |
| RU2412363C1 (en) * | 2010-02-16 | 2011-02-20 | Василий Прокопьевич Абросимов | Internal combustion engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2687707A2 (en) | A large reciprocating piston combustion engine, a control apparatus and a method for controlling such an engine | |
| CN101392684B (en) | Cylinder double-face cam axial piston type crankless internal combustion engine | |
| US20200072133A1 (en) | Cam rotary engine power system of internal combustion type | |
| US5529029A (en) | Tri-lobed cam engine | |
| US9353681B2 (en) | Internal combustion engine | |
| RU2480597C1 (en) | Internal combustion engine | |
| US6435145B1 (en) | Internal combustion engine with drive shaft propelled by sliding motion | |
| US8281764B2 (en) | Half cycle eccentric crank-shafted engine | |
| RU2374466C1 (en) | Internal combustion engine | |
| US9032917B1 (en) | Barrel cam rotating cylinder engine | |
| RU2406838C2 (en) | Piston conrod-free internal combustion engine (versions) | |
| US11945019B2 (en) | Behnam engine | |
| RU2833366C1 (en) | Conrod-free internal combustion engine | |
| US20190195124A1 (en) | Piston arrangement and internal combustion engine | |
| WO2007053060A1 (en) | Rodless piston internal combustion engine | |
| RU2412363C1 (en) | Internal combustion engine | |
| RU2448263C1 (en) | Internal combustion engine | |
| RU2480596C2 (en) | Conversion mechanism of piston back-and-forth movement to rotational movement with rack-and-pinion mechanism in internal combustion engine | |
| CN101629515A (en) | Automatically varied crank-link mechanism of four-stroke internal combustion engine | |
| EP3247891B1 (en) | Linear piston engine for operating external linear load | |
| CN205592020U (en) | No crankshaft piston engine | |
| RU2263800C1 (en) | Internal combustion engine | |
| GB2338030A (en) | I.c. engine with guide channel(s) instead of a crankshaft | |
| US20220243650A1 (en) | Engine with slider-crank mechanism | |
| RU1815364C (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161201 |