RU2480648C1 - Conversion method of back-and-forth movement of stock to rotational movement of shaft, converter for its implementation (versions), and engine using such converter - Google Patents
Conversion method of back-and-forth movement of stock to rotational movement of shaft, converter for its implementation (versions), and engine using such converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2480648C1 RU2480648C1 RU2011137395/06A RU2011137395A RU2480648C1 RU 2480648 C1 RU2480648 C1 RU 2480648C1 RU 2011137395/06 A RU2011137395/06 A RU 2011137395/06A RU 2011137395 A RU2011137395 A RU 2011137395A RU 2480648 C1 RU2480648 C1 RU 2480648C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- rod
- stock
- oval
- converter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области машиностроения, а именно к силовым агрегатам, в основе которых лежит поршневой двигатель внутреннего сгорания, и могут использоваться в двигателестроении.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to power units, which are based on a piston internal combustion engine, and can be used in engine building.
Известны технические средства, описанные в патенте РФ №2299341 по кл. F02B 75/32, F01B 3/04, F01B 9/06, з. 07.09.2004, оп. 20.05.2007.Known technical means described in the patent of the Russian Federation No. 2299341 class. F02B 75/32, F01B 3/04,
Известный способ преобразования возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала заключается в воздействии штоком на кривую поверхность, причем кривых поверхностей выполняют две, образовывая их на цилиндрах разного диаметра, связывают их каждую со своей конической шестерней, между коническими шестернями помещают не менее двух сателлитов, которые устанавливают на корпусе, во время рабочего хода шток воздействует на кривые поверхности, в результате чего цилиндры с кривыми поверхностями получают синхронное вращение навстречу друг другу, возврат штока в исходное положение обеспечивается за счет кинетической энергии, накопленной цилиндрами с кривыми поверхностями, при этом обеспечивают гашение вращающего момента штока и возможность отключения штоков от кривых поверхностей при ненадобности. При этом конец штока может быть связан с двумя вращающимися роликами, которые опираются на кривые поверхности, а равномерность опирания роликов на поверхности достигают путем поворота корпуса с сателлитами вокруг оси. Также шток может воздействовать на кривые поверхности через вращающийся относительно оси штока конус, при этом равномерность опирания конуса на поверхности достигают путем поворота корпуса с сателлитами вокруг оси. При этом конус может быть выполнен ступенчатым, а боковую поверхность ступени опирают на внутреннюю поверхность внешнего цилиндра, обеспечивая этим гашение изгибающего момента штока. Кроме того, вращающий момент штока могут гасить установкой ограничителя на корпусе либо посредством того, что шток изготавливают некруглым.A known method of converting the reciprocating movement of the rod into rotational movement of the shaft consists in exposing the rod to a curved surface, moreover, two curved surfaces are formed, forming them on cylinders of different diameters, each of them is connected with its bevel gear, at least two satellites are placed between bevel gears, which are mounted on the housing, during the stroke the stem acts on curved surfaces, as a result of which cylinders with curved surfaces receive synchronous rotation tion towards each other, returns the rod to its original position is provided by the kinetic energy stored cylinders with curved surfaces, thus providing damping of the torque rod and an off rods from the curves surfaces in the uselessness. In this case, the end of the rod can be connected with two rotating rollers, which are supported by curved surfaces, and uniformity of support of the rollers on the surface is achieved by turning the case with the satellites around the axis. Also, the rod can act on curved surfaces through a cone rotating relative to the axis of the rod, while the cone is evenly supported on the surface by rotating the housing with the satellites around the axis. In this case, the cone can be made stepwise, and the side surface of the step is supported on the inner surface of the outer cylinder, thereby damping the bending moment of the rod. In addition, the stem torque can be suppressed by installing a limiter on the housing or by making the stem non-circular.
Известный двигатель внутреннего сгорания имеет в своем составе корпус с, по меньшей мере, одним цилиндром с клапанами, внутри которого поршень со штоком совершает возвратно-поступательное движение, преобразование которого во вращательное движение вала обеспечивается воздействием штока на кривую поверхность, причем для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное шток поршня воздействует на две кривые поверхности, выполненные в виде синусоид, которые образованы на торцах двух цилиндров разного диаметра, при этом двигатель обеспечивается средствами для гашения вращающего момента штока и для отключения штоков поршней от кривых поверхностей при ненадобности, с одной из синусоид связано водило планетарного редуктора, его сателлиты связаны с коронной и солнечной шестернями, солнечная шестерня в свою очередь связана с якорем или ротором универсальной электрической машины, установленной на корпусе ДВС в его главной оси, при этом вращение цилиндров с кривыми поверхностями может осуществляться от возвратно-поступательного движения поршней при сгорании топлива, при всех отключенных поршнях - только от электроэнергии и комбинированно - от работы поршней и электроэнергии.The known internal combustion engine incorporates a housing with at least one cylinder with valves, inside of which the piston with the rod makes a reciprocating movement, the conversion of which into rotational movement of the shaft is provided by the action of the rod on the curved surface, and for the conversion of the reciprocating movement in the rotary piston rod acts on two curved surfaces made in the form of sinusoids, which are formed at the ends of two cylinders of different diameters, while the engine is provided with means for damping the rod torque and for disconnecting the piston rods from curved surfaces when unnecessary, a planetary gear carrier is connected to one of the sinusoids, its satellites are connected to the crown and sun gears, the sun gear, in turn, is connected to the anchor or rotor of a universal electric machine mounted on the engine body in its main axis, while the rotation of the cylinders with curved surfaces can be carried out from the reciprocating movement of the pistons during combustion fuel, with all pistons turned off - only from electricity and, combined, from the operation of pistons and electricity.
При этом шток поршня может воздействовать на кривые поверхности, выполненные в виде синусоид, посредством сопряженного с ними конуса, установленного на конце штока с возможностью вращения в его оси и выполненного ступенчатым, а боковая поверхность ступени сопрягается с внутренней поверхностью внешнего цилиндра, на торце которого выполнена кривая поверхность в виде синусоиды. Кроме того, что шток поршня может воздействовать на кривые поверхности, выполненные в виде синусоид, посредством установленных на нем вращающихся роликов, а синусоиды кривых поверхностей могут быть соединены каждая со своей конической шестерней, а на корпусе между шестернями установлено не менее двух сателлитов. При этом вместе с цилиндрами, на которых выполнены кривые поверхности, могут вращаться первичные валы, кинематически жестко связанные с вторичным валом, причем цилиндры с кривыми поверхностями опирают на подшипники. Кроме того, снизу двигателя также могут устанавливаться цилиндры с поршнями, при этом цилиндры с кривыми поверхностями соединены с тремя коническими шестернями: внутренние цилиндры соединены с крайними шестернями, а внешние - с внутренней шестерней, которая имеет зубья с двух сторон, между коническими шестернями установлено не менее четырех сателлитов. С верхней шестерней может быть соединен полый вал, на котором жестко установлена, по меньшей мере, одна шестерня, соединенная с установленной на корпусе цилиндра паразитной шестерней, паразитная шестерня в свою очередь соединена с зубчатым колесом вторичного вала, причем симметрично может быть установлено более одной паразитной шестерни, при этом паразитные шестерни соединены с шестерней внутреннего зацепления. Электромашина в период рабочего хода поршней может вводиться в режим генератора и заряжает конденсатор или аккумулятор, или электромашина в период сжатия смеси над поршнями может вводиться в режим электродвигателя с питанием ее от конденсатора или аккумулятора. На корпусе может быть установлено не менее двух цилиндров с поршнями и штоками, на цилиндры установлены индивидуальные рубашки для их охлаждения и каждый цилиндр имеет продувочные окна, выполненные выше нижней мертвой точки хода поршня с возможностью принудительной продувки цилиндра воздухом. При этом двигатель может быть выполнен четырехтактным, а на корпусе может быть установлен один цилиндр, расположенный в главной оси двигателя, при этом шток поршня связан с коромыслом, на котором установлены конусы или ролики, сопряженные диаметрально с синусоидами. Недостатком известного двигателя является сложность конструкции.In this case, the piston rod can act on curved surfaces made in the form of sinusoids by means of a cone mating with them, mounted on the end of the rod rotatably in its axis and made stepwise, and the side surface of the stage mates with the inner surface of the outer cylinder, at the end of which is made curved surface in the form of a sinusoid. In addition, the piston rod can act on curved surfaces made in the form of sinusoids by means of rotating rollers mounted on it, and the sinusoids of the curved surfaces can be connected each to its bevel gear, and at least two satellites are installed on the housing between the gears. At the same time, along with cylinders on which curved surfaces are made, primary shafts can rotate kinematically rigidly connected to the secondary shaft, and cylinders with curved surfaces are supported by bearings. In addition, cylinders with pistons can also be installed at the bottom of the engine, while cylinders with curved surfaces are connected to three bevel gears: the inner cylinders are connected to the extreme gears, and the outer ones to the inner gear, which has teeth on both sides, not installed between the bevel gears less than four satellites. A hollow shaft can be connected to the upper gear, on which at least one gear is rigidly mounted, connected to a parasitic gear mounted on the cylinder body, the parasitic gear, in turn, is connected to the gear wheel of the secondary shaft, more than one parasitic can be mounted symmetrically gears, while parasitic gears are connected to the internal gear. The electric machine during the stroke of the pistons can be entered into the generator mode and charges the capacitor or battery, or the electric machine during the compression of the mixture over the pistons can be entered into the electric motor mode with its power from the capacitor or battery. At least two cylinders with pistons and rods can be installed on the housing, individual shirts are installed on the cylinders to cool them, and each cylinder has purge windows made above the bottom dead center of the piston stroke with the possibility of forced purging of the cylinder with air. In this case, the engine can be made four-stroke, and one cylinder can be installed on the housing located in the main axis of the engine, while the piston rod is connected to the beam, on which cones or rollers are mounted, conjugated diametrically with sinusoids. A disadvantage of the known engine is the design complexity.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является четырехтактный поршневой двигатель с приводным дисковым кулачком, описанный в немецком патенте №2500608 по кл. F01B 9/06, з. 09.01.75, оп. 15.07.76. и выбранный в качестве прототипа. Известный двигатель содержит корпус, по меньшей мере, с одним цилиндром, в котором имеется преобразователь возвратно-поступательного движения во вращательное в виде поршня со штоком, совершающего возвратно-поступательное движение, преобразуемое во вращательное воздействием штока на две кривые концентричные поверхности, образованные в цилиндре, имеющие вид замкнутых синусоидальных поверхностей разного диаметра и образующие кулачковый диск, насаженный на ведущий вал, установленный в корпусе с помощью приводной втулки. Для воздействия штока на кривые поверхности в цилиндре на штоке установлены соединенные общей горизонтальной осью три ролика в подшипниках - два крайних для движения по концентричным синусоидальным поверхностям, а средний - для боковой опоры. Известный преобразователь возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала включает в себя цилиндр со штоком, совершающий возвратно-поступательное движение штока с воздействием закрепленного на нем элемента на две замкнутые кривые поверхности, образованные в цилиндре двигателя. При этом замкнутые кривые поверхности концентричны, представляют собой параллельные кривые вида синусоид разного диаметра и выполнены в виде кулачкового диска, жестко закрепленного на ведущем валу, установленном в приводной втулке, расположенной в центре цилиндрического корпуса двигателя. Для воздействия штока на кривые поверхности на штоке цилиндра установлены соединенные общей горизонтальной осью три ролика в шарикоподшипниках, два крайние из которых выполняют движение по кривым поверхностям, а средний расположен по оси штока поршня.The closest in technical essence to the claimed is a four-stroke piston engine with a drive disc cam, described in German patent No. 2500608 for class.
Известный способ преобразования возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала заключается в том, что во время рабочего хода воздействуют установленными на штоке и соединенными между собой общей горизонтальной осью тремя роликами на две криволинейные поверхности, образованные в цилиндре двигателя в виде двух замкнутых концентричных параллельных кривых синусоид, в результате чего цилиндр получает вращение, а возврат штока в исходное положение обеспечивается за счет кинетической энергии, накопленной в накопителе кинетической энергии. Недостатком известного двигателя является следующее. Процесс передачи воздействия поршня на вал вращения происходит через поверхность цилиндра, имеющего торец, срезанный по кривой в форме синусоиды, т.е. по длине окружности имеются две точки с минимальным расстоянием от основания цилиндра и две точки с максимальным расстоянием. Рабочее воздействие происходит только при переходе толкающего устройства- поршня с верхней точки синусоиды в нижнюю, т.е. на 90° от вращения вала, а остальные 270° происходят за счет накопленной энергии, что снижает эффективность двигателя и уменьшает КПД. Передача воздействия движения в прототипе происходит по двум синусоидам, по которым движутся ролики, из-за того, что длина синусоиды наружной больше длины синусоиды внутренней, они должны выполняться с применением сложного оборудования, т.е. устройство сложно в изготовлении.A known method of converting the reciprocating motion of the rod into rotational motion of the shaft is that during the stroke, they act on two curved surfaces formed on the rod and connected by a common horizontal axis by three rollers formed in the cylinder of the engine in the form of two closed concentric parallel curves sinusoid, as a result of which the cylinder receives rotation, and the rod returns to its original position due to the kinetic energy accumulated in the accumulate barely kinetic energy. A disadvantage of the known engine is the following. The process of transferring the action of the piston to the rotation shaft occurs through the surface of a cylinder having an end face cut off along a curve in the form of a sinusoid along the circumference there are two points with a minimum distance from the base of the cylinder and two points with a maximum distance. The working action occurs only when the pushing device, the piston, moves from the upper point of the sinusoid to the lower, i.e. 90 ° from the rotation of the shaft, and the remaining 270 ° are due to the accumulated energy, which reduces the efficiency of the engine and reduces the efficiency. The impact of movement in the prototype is transmitted along two sinusoids along which the rollers move, due to the fact that the length of the external sinusoid is greater than the length of the internal sinusoid, they must be performed using complex equipment, i.e. the device is difficult to manufacture.
Задачей заявляемых технических решений является повышение эффективности при упрощении технологии изготовления.The objective of the claimed technical solutions is to increase efficiency while simplifying manufacturing technology.
Поставленная задача решается тем, что в способе преобразования возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала, заключающемся в том, что воздействуют штоком во время рабочего хода на две поверхности, образованные в одном цилиндре в виде замкнутых параллельных поверхностей, в результате чего цилиндр получает вращение, а возврат штока в исходное положение обеспечивается за счет кинетической энергии, накопленной в накопителе кинетической энергии, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, эти две поверхности выполняют в цилиндре в виде замкнутых параллельных друг другу равновеликих овальных поверхностей А и В, расположенных под одинаковым углом к оси штока и образующих сквозной паз, делящий цилиндр на две части, цилиндр помещают в коаксиальный с ним цилиндрический корпус большего диаметра таким образом, что наружная поверхность внутреннего цилиндра примыкает к внутренней поверхности наружного цилиндрического корпуса, который устанавливают в подшипниках с возможностью вращения, и жестко соединяют с внутренним цилиндром с помощью шпилек, а в качестве накопителя кинетической энергии используют жестко закрепленный на цилиндрическом корпусе маховик, шток воздействует на поверхности через жестко закрепленный на нем палец, который во время рабочего хода скользит по овальной поверхности паза А цилиндра и поворачивает цилиндр относительно штока таким образом, что при достижении пальцем нижней точки С в овале А заставляет цилиндр поворачиваться относительно штока на 180°, после чего палец переходит на овальную поверхность паза В цилиндра и при движении штока в обратную сторону скользит по поверхности В до достижении верхней точки D на овале В, заставляя в итоге цилиндр поворачиваться относительно штока на 360°, после чего переходит на овальную поверхность А и цикл повторяется;The problem is solved in that in the method of converting the reciprocating movement of the rod into rotational motion of the shaft, which consists in the fact that the rod during the stroke moves on two surfaces formed in one cylinder in the form of closed parallel surfaces, as a result of which the cylinder receives rotation and the return of the rod to its original position is provided due to the kinetic energy accumulated in the kinetic energy storage device, ACCORDING TO THE INVENTION, these two surfaces are executed in the cylinder in the form e closed parallel to each other equal oval surfaces A and B, located at the same angle to the axis of the rod and forming a through groove dividing the cylinder into two parts, the cylinder is placed in a coaxial cylindrical body of a larger diameter so that the outer surface of the inner cylinder is adjacent to the inner surface of the outer cylindrical housing, which is mounted in bearings with the possibility of rotation, and is rigidly connected to the inner cylinder using studs, and as a drive, the kin They use a flywheel rigidly fixed on a cylindrical body, the rod acts on the surface through a finger rigidly fixed on it, which during the working stroke slides along the oval surface of the groove A of the cylinder and rotates the cylinder relative to the rod so that when the finger reaches the bottom point C in the oval And it makes the cylinder rotate 180 ° relative to the rod, after which the finger passes to the oval surface of the groove B of the cylinder and slides along the surface B when the rod moves in the opposite direction on reaching the upper point on the oval D B, eventually causing the cylinder to rotate relative to the rod at 360 °, and then proceeds to oval surface A and the cycle repeats itself;
- в первом варианте в преобразователе возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала, включающем в себя цилиндр со штоком, совершающий возвратно-поступательное движение штока с воздействием закрепленного на нем элемента на две замкнутые поверхности, образованные в цилиндре, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, для воздействия штока на эти поверхности на нем жестко закреплен установленный в шарикоподшипнике палец, поверхности выполнены внутри цилиндра в виде двух овальных прорезей, плоскости которых параллельны, расположены под углом к оси штока и делят на две части тело цилиндра, который помещен коаксиально в цилиндрический корпус большего диаметра таким образом, что наружная поверхность внутреннего цилиндра примыкает к внутренней поверхности наружного цилиндрического корпуса, при этом они жестко соединены между собой с помощью шпилек и установлены в подшипниках с возможностью их одновременного вращения, причем на наружном цилиндрическом корпусе с одной стороны жестко закреплен маховик;- in the first embodiment, in the converter of the reciprocating movement of the rod into a rotational movement of the shaft, which includes a cylinder with a rod, making a reciprocating movement of the rod with the action of an element fixed on it on two closed surfaces formed in the cylinder, ACCORDING TO THE INVENTION, for the action of the rod a finger mounted in a ball bearing is rigidly fixed to these surfaces on it, the surfaces are made inside the cylinder in the form of two oval slots, the planes of which are parallel, are located at an angle to the axis of the rod and divided into two parts, the body of the cylinder, which is placed coaxially in a cylindrical body of a larger diameter so that the outer surface of the inner cylinder is adjacent to the inner surface of the outer cylindrical body, while they are rigidly interconnected with studs and installed in bearings with the possibility of their simultaneous rotation, and on the outer cylindrical housing on one side the flywheel is rigidly fixed;
- во втором варианте в преобразователе возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала, включающем в себя цилиндр со штоком, совершающий возвратно-поступательное движение штока с воздействием его на поверхности, образованные на цилиндре, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, для воздействия штока на эти поверхности на нем жестко закреплены четыре пальца, кривые поверхности образованы внутри цилиндра и выполнены в виде четырех овальных прорезей, плоскости каждых двух из которых параллельны между собой, при этом две прорези расположены под углом к оси штока ближе к одному концу цилиндра; а две другие - зеркально им под углом к оси штока ближе к противолежащему концу цилиндра и делят тело цилиндра на несколько частей, при этом цилиндр помещен коаксиально в цилиндрический корпус большего диаметра таким образом, что наружная поверхность внутреннего цилиндра примыкает к внутренней поверхности наружного цилиндрического, при этом они жестко соединены между собой с помощью шпилек и установлены в подшипниках с возможностью их одновременного вращения, причем на наружном цилиндрическом корпусе с одной стороны жестко закреплен маховик;- in the second embodiment, in the converter of the reciprocating movement of the rod into a rotational movement of the shaft, which includes a cylinder with a rod, making a reciprocating movement of the rod with its action on the surfaces formed on the cylinder, ACCORDING TO THE INVENTION, for the rod to act on these surfaces on it four fingers are rigidly fixed, the curved surfaces are formed inside the cylinder and are made in the form of four oval cuts, the planes of each two of which are parallel to each other, while two cuts are located laid at an angle to the axis of the rod closer to one end of the cylinder; and the other two - mirror them at an angle to the axis of the rod closer to the opposite end of the cylinder and divide the cylinder body into several parts, while the cylinder is placed coaxially in a cylindrical body of a larger diameter so that the outer surface of the inner cylinder is adjacent to the inner surface of the outer cylindrical, this they are rigidly interconnected with studs and mounted in bearings with the possibility of their simultaneous rotation, and on the outer cylindrical housing on one side is rigidly fixed m Ahovik;
- в двигателе внутреннего сгорания, имеющем в своем составе корпус по меньшей мере, с одним цилиндром, в котором имеется преобразователь возвратно-поступательного движения во вращательное в виде штока с закрепленным на нем элементом, совершающего возвратно-поступательное движение, преобразуемое во вращательное воздействием закрепленного на штоке элемента на две замкнутые параллельные между собой поверхности, образованные в цилиндре, при этом двигатель снабжен средством для гашения вращающего момента штока, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что на корпусе двигателя с каждой из двух противоположных сторон установлен блок из двух цилиндров с поршнями, которые жестко соединены со штоком преобразователя, через промежуточные штоки, исключающие проворот штока преобразователя.- in an internal combustion engine having a housing with at least one cylinder in which there is a reciprocating-to-rotational transducer in the form of a rod with an element fixed thereto, making a reciprocating motion, which is converted into rotational by being fixed to the rod of the element into two closed parallel to each other surfaces formed in the cylinder, while the engine is equipped with a means for damping the torque of the rod, characterized in that Engine sensor body with each of two opposite sides of the installed assembly of two cylinders with pistons which are rigidly connected to the drive rod through the intermediate rods precluding cranking inverter rod.
При этом в двигателе внутреннего сгорания в качестве преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное может быть использован преобразователь, выполненный по первому или по второму варианту.Moreover, in the internal combustion engine, a converter made in accordance with the first or second embodiment may be used as a converter of reciprocating motion to rotational.
Осуществление передачи воздействия поршня на вал через две (или восемь во втором варианте выполнения преобразователя) плоские поверхности, расположенные под углом к движению штока поршня в совокупности с воздействием поршня, происходящим в течение 180°-ного поворота вала, повышает эффективность преобразования (поворот вала от 180° до 360° происходит за счет накопленной в маховике энергии). Установка пальца на штоке в подшипнике позволяет уменьшить трение, что также увеличивает эффективность преобразования.Transmission of the action of the piston to the shaft through two (or eight in the second embodiment of the transducer) flat surfaces located at an angle to the movement of the piston rod in conjunction with the action of the piston during the 180 ° rotation of the shaft increases the conversion efficiency (rotation of the shaft from 180 ° to 360 ° is due to the energy stored in the flywheel). Installing a finger on the rod in the bearing reduces friction, which also increases conversion efficiency.
Выполнение в преобразователе двух (или восьми - во втором варианте выполнения преобразователя) поверхностей в виде плоских равновеликих овальных поверхностей, полученных разрезанием цилиндрического тела поршня под углом к горизонтальной оси в совокупности с креплением последнего в цилиндрическом наружном корпусе, прикрепленном к нему шпильками, резко упрощает технологию изготовления и обеспечивает воздействие штока поршня на эти поверхности в течение 360° поворота вала, т.е. повышает эффективность преобразования. Выполнение элемента воздействия штока на эти поверхности в виде пальца, установленного в обойме подшипников, позволяет снизить трение пары «палец - поверхность соприкосновения с цилиндром», что также увеличивает эффективность преобразования.The execution in the transducer of two (or eight - in the second embodiment of the transducer) surfaces in the form of flat, equal oval surfaces obtained by cutting the cylindrical body of the piston at an angle to the horizontal axis in conjunction with the fastening of the latter in a cylindrical outer case attached to it with studs, greatly simplifies the technology manufacturing and provides the impact of the piston rod on these surfaces during 360 ° rotation of the shaft, i.e. improves conversion efficiency. The implementation of the element of the impact of the rod on these surfaces in the form of a finger installed in the cage of the bearings, allows to reduce the friction of the pair "finger - surface of contact with the cylinder", which also increases the conversion efficiency.
Размещение цилиндрического тела поршня в цилиндрическом корпусе вплотную к его внутренней поверхности при соединении их между собой шпильками и наличии маховика на цилиндрическом корпусе обеспечивает преобразование возвратно-поступательного движения штока поршня во вращательное движение вала.Placing the cylindrical body of the piston in the cylindrical body close to its inner surface when connecting them with studs and having a flywheel on the cylindrical body allows the reciprocating movement of the piston rod to rotate the shaft.
Технический результат - упрощение технологии изготовления и повышение эффективности преобразования.EFFECT: simplification of manufacturing technology and increase of conversion efficiency.
В сравнении с прототипом заявляемые технические решения обладают новизной, отличаясь от него:In comparison with the prototype, the claimed technical solutions have novelty, differing from it:
- в способе наличием таких существенных отличительных признаков, как выполнение двух поверхностей в цилиндре в виде замкнутых параллельных друг другу равновеликих овальных поверхностей А и В, расположенных под одинаковым углом к оси штока и образующих сквозной паз, делящий цилиндр на две равные части, размещение цилиндра в коаксиальный с ним цилиндрический корпус большего диаметра таким образом, что наружная поверхность внутреннего цилиндра примыкает к внутренней поверхности наружного цилиндрического корпуса, который устанавливают в подшипниках с возможностью вращения и жестко соединяют с внутренним цилиндром с помощью шпилек, использование в качестве накопителя кинетической энергии жестко закрепленного на цилиндрическом корпусе маховика, воздействие штока на эти поверхности через жестко закрепленный на нем палец, который во время рабочего хода скользит по овальной поверхности паза А цилиндра и поворачивает цилиндр относительно штока таким образом, что при достижении пальцем нижней точки С в овале А он заставляет цилиндр поворачиваться относительно штока на 180°, после чего палец переходит на овальную поверхность паза В цилиндра и при движении штока в обратную сторону скользит по поверхности В до достижении верхней точки D на овале В, заставляя в итоге цилиндр поворачиваться относительно штока на 360°, после чего переходит на овальную поверхность А и цикл повторяется;- in the method, by the presence of such significant distinguishing features as the execution of two surfaces in the cylinder in the form of closed parallel equal to each other oval surfaces A and B located at the same angle to the axis of the rod and forming a through groove dividing the cylinder into two equal parts, placing the cylinder in a coaxial cylindrical body of a larger diameter so that the outer surface of the inner cylinder is adjacent to the inner surface of the outer cylindrical body, which is installed in bearings rotatably and rigidly connected to the inner cylinder with the help of pins, using kinetic energy as a drive of kinetic energy of a flywheel rigidly fixed on a cylindrical body, the impact of the rod on these surfaces through a finger rigidly fixed on it, which slides along the oval surface of groove A during a working stroke cylinder and rotates the cylinder relative to the rod in such a way that when the finger reaches the bottom point C in oval A, it causes the cylinder to rotate 180 ° relative to the rod , after which the finger passes to the oval surface of the groove B of the cylinder and, when the rod moves in the opposite direction, slides along surface B until it reaches the top point D on oval B, causing the cylinder to rotate 360 ° relative to the rod, after which it moves to the oval surface A and the cycle repeats;
- в преобразователе (1 вариант) такими существенными признаками, как закрепление на штоке для воздействия его на кривые поверхности установленного в шарикоподшипнике пальца, выполнение поверхностей внутри цилиндра в виде двух овальных поверхностей, плоскости которых параллельны, расположены под углом к оси штока и делят на две части тело цилиндра, размещение тела цилиндра коаксиально в цилиндрический корпус большего диаметра таким образом, что наружная поверхность внутреннего цилиндра примыкает к внутренней поверхности наружного цилиндрического корпуса, жесткое соединение их между собой с помощью шпилек и установка в подшипниках с возможностью их одновременного вращения, наличие на наружном цилиндрическом корпусе с одной стороны жестко закрепленного маховика, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата;- in the transducer (option 1), with such essential features as fixing on the rod to affect the curved surfaces of the finger installed in the ball bearing, the execution of the surfaces inside the cylinder in the form of two oval surfaces, the planes of which are parallel, are located at an angle to the axis of the rod and are divided into two parts of the cylinder body, the placement of the cylinder body coaxially in a cylindrical body of a larger diameter so that the outer surface of the inner cylinder is adjacent to the inner surface of the outer cylinder a single housing, their rigid connection with studs and installation in bearings with the possibility of their simultaneous rotation, the presence on the outer cylindrical housing on one side of a rigidly fixed flywheel, which together ensure the achievement of a given result;
- в преобразователе (2 вариант) такими существенными признаками, как закрепление на штоке для воздействия его на поверхности на нем четырех пальцев, образование этих поверхностей внутри цилиндра и выполнение их в виде четырех овальных прорезей, образующих 8 поверхностей, плоскости каждых двух из которых параллельны между собой, при этом две прорези расположены под углом к оси штока ближе к одному концу цилиндра, а две другие - зеркально им под углом к оси штока ближе к противолежащему концу цилиндра и делят тело цилиндра на несколько частей, размещение цилиндра коаксиально в цилиндрический корпус большего диаметра таким образом, что наружная поверхность внутреннего цилиндра примыкает к внутренней поверхности наружного цилиндрического, жестко соединены между собой с помощью шпилек и установлены в подшипниках с возможностью их одновременного вращения, наличие на наружном цилиндрическом корпусе с одной стороны жестко закрепленного маховика, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата;- in the transducer (option 2), with such essential features as fixing on the rod for four fingers to act on its surface on it, forming these surfaces inside the cylinder and making them in the form of four oval slots forming 8 surfaces, the planes of each two of which are parallel between by itself, while two slots are located at an angle to the axis of the rod closer to one end of the cylinder, and the other two are mirrored by them at an angle to the axis of the rod closer to the opposite end of the cylinder and divide the cylinder body into several parts, placing the cylinder coaxially in a cylindrical case of a larger diameter so that the outer surface of the inner cylinder is adjacent to the inner surface of the outer cylindrical, rigidly interconnected by pins and mounted in bearings with the possibility of their simultaneous rotation, the presence on the outer cylindrical body on one side of a rigidly fixed flywheel, providing in the aggregate the achievement of a given result;
- в двигателе наличием таких существенных отличительных признаков, как установка на корпусе двигателя с каждой из двух противоположных сторон блока из двух цилиндров с поршнями, которые соединены со штоком преобразователя через промежуточные штоки, исключающие проворот штока преобразователя (в его первом или втором варианте выполнения), обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.- in the engine, the presence of such significant distinguishing features as the installation on the engine casing from each of the two opposite sides of a block of two cylinders with pistons that are connected to the converter rod through intermediate rods, eliminating the rotation of the converter rod (in its first or second embodiment), providing in aggregate the achievement of a given result.
Заявителю не известны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает их соответствующими критерию «изобретательский уровень».The applicant is not aware of technical solutions that have the indicated distinguishing features, which together ensure the achievement of a given result, therefore he considers them to meet the criterion of "inventive step".
Заявляемые технические решения могут найти применение в двигателестроении, а потому соответствуют критерию «промышленная применимость».The claimed technical solutions can find application in the engine industry, and therefore meet the criterion of "industrial applicability".
Изобретения иллюстрируются чертежами, где показаны на:The invention is illustrated by drawings, where shown in:
фиг.1 - вид в разрезе преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное (I вариант);figure 1 is a view in section of the Converter reciprocating motion into rotational (I option);
фиг.2 - вид в разрезе пальца, устанавливаемого на штоке;figure 2 is a view in section of a finger mounted on the rod;
фиг.3 - вид в разрезе преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное (II вариант);figure 3 is a view in section of a Converter reciprocating motion into rotational (II option);
фиг.4 - функциональная схема двигателя внутреннего сгорания на основе преобразователя.4 is a functional diagram of an internal combustion engine based on a converter.
В первом варианте выполнения преобразователь возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала (фиг.1) содержит цилиндр 1 со штоком 2, совершающий возвратно-поступательное движение штока 2 с воздействием закрепленного на нем элемента 3 на две замкнутые кривые поверхности, образованные в цилиндре 1. На штоке 2 жестко закреплен палец 3, установленный в шарикоподшипнике 4 (фиг.2). При этом поверхности выполнены внутри цилиндра 1 в виде двух овальных прорезей 5 и 5', плоскости которых параллельны, расположены под углом к оси штока 2 и делят на две части тело цилиндра 1. Цилиндр 1, в свою очередь, помещен коаксиально в цилиндрический корпус 6 большего диаметра таким образом, что наружная поверхность внутреннего цилиндра 1 примыкает к внутренней поверхности наружного цилиндрического корпуса 6. Цилиндрический корпус 6 и цилиндр 1 жестко соединены между собой с помощью шпилек 7 и установлены в подшипниках 8 с возможностью их одновременного вращения. На наружном цилиндрическом корпусе 6 с одной стороны жестко закреплен маховик 9, служащий для накопления кинематической энергии.In the first embodiment, the converter of the reciprocating movement of the rod into the rotational movement of the shaft (Fig. 1) comprises a cylinder 1 with a
Чтобы выдержать размеры паза цилиндра 1, цилиндр 1 помещен в цилиндр 6 и соединен с ним жестко, к примеру, шпильками 7. Цилиндр 1, а с ним и цилиндр 6 вращается в двух подшипниках 8. Для успешного прохождения пальцем 3 точек С и D применяется маховик 9, жестко закрепленный на цилиндре 6. Палец 3 движется в плоскости Е, а цилиндры 1 и 6 совместно с маховиком 9 будут вращаться в ту сторону, в которую будет дан первый импульс маховику 9, по часовой стрелке или против часовой стрелки.In order to withstand the dimensions of the groove of cylinder 1, cylinder 1 is placed in
Во втором варианте выполнения преобразователь возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала (фиг.3) содержит цилиндр 1' со штоком 2', совершающий возвратно-поступательное движение штока 2'с воздействием его на поверхности, образованные в цилиндре 1'. Для воздействия штока 2' на эти поверхности на нем жестко закреплены четыре пальца 31' 3'4. Кривые поверхности образованы внутри цилиндра 1' и выполнены в виде четырех овальных прорезей 5'1-5'4 и 5''1-5''4, плоскости каждых двух из которых параллельны между собой. При этом две прорези 5'1, 5'3 и 5''1 и 5''3 расположены под углом к оси штока 2' ближе к одному концу цилиндра 1', а две другие 5'2, 5'4 и 5''2 и 5''4 - зеркально им под углом к оси штока 2' ближе к противолежащему концу цилиндра 1' и делят тело цилиндра 1' на несколько частей. Цилиндр 1' помещен коаксиально в цилиндрический корпус 6' большего диаметра таким образом, что наружная поверхность внутреннего цилиндра 1' примыкает к внутренней поверхности наружного цилиндрического, при этом они жестко соединены между собой с помощью шпилек 7' и установлены в подшипниках 8'с возможностью их одновременного вращения. На наружном цилиндрическом корпусе 6' с одной стороны жестко закреплен маховик 9'.In the second embodiment, the converter of the reciprocating movement of the rod into the rotational movement of the shaft (Fig. 3) comprises a cylinder 1 'with a rod 2', which performs a reciprocating movement of the rod 2 'with its action on the surfaces formed in the cylinder 1'. For the impact of the rod 2 'on these surfaces on it four fingers 3 1 ' 3 ' 4 are rigidly fixed. Curved surfaces are formed inside the cylinder 1 'and are made in the form of four oval cuts 5' 1 -5 ' 4 and 5'' 1 -5'' 4 , the planes of each two of which are parallel to each other. In this case, two slots 5 ' 1 , 5' 3 and 5 '' 1 and 5 '' 3 are located at an angle to the axis of the rod 2 'closer to one end of the cylinder 1', and the other two 5 ' 2 , 5' 4 and 5 '' 2 and 5'' 4 - mirror them at an angle to the axis of the rod 2' closer to the opposite end of the cylinder 1 'and divide the body of the cylinder 1' into several parts. The cylinder 1 'is placed coaxially in a cylindrical housing 6' of a larger diameter so that the outer surface of the inner cylinder 1 'is adjacent to the inner surface of the outer cylindrical, while they are rigidly interconnected with studs 7' and installed in bearings 8 'with the possibility of simultaneous rotation. On the outer cylindrical housing 6 ', on one side, a flywheel 9' is rigidly fixed.
Способ преобразования прямолинейного движения во вращательное заключается в том, что при прямолинейном движении штока 2 палец 3, жестко закрепленный на штоке 2, скользит по поверхности А паза цилиндра 1 и поворачивает цилиндр 1 относительно штока 2 таким образом, что при достижении пальцем нижней точки С в овале А он заставляет цилиндр поворачиваться относительно штока на 180°. После этого палец 3 переходит на овальную поверхность паза В цилиндра 1 и при движении штока 2 в обратную сторону скользит по поверхности В до достижении верхней точки D на овале В, заставляя в итоге цилиндр 1 поворачиваться относительно штока 2 на 360°, после чего переходит на овальную поверхность А и цикл повторяется. Вместе с цилиндром 1 вращается и цилиндрический корпус 6, при этом кинетическая энергия накапливается в маховике 9 (фиг.1).The method of converting rectilinear motion into rotational motion consists in the fact that, in the rectilinear motion of the
В двигателе внутреннего сгорания, описанном ниже и использующем принцип преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное с помощью преобразователя в его первом или втором варианте выполнения, для разгрузки штока 2 от вращательных сил, действующих на шток, и для уменьшения сил трения, возникающих при движении штока, используют 4 цилиндра, устанавливаемых попарно с противоположных сторон корпуса и соединенных между собой промежуточными штоками через шток преобразователя.In the internal combustion engine, described below and using the principle of converting the reciprocating motion into rotary by means of a converter in its first or second embodiment, for unloading the
Двигатель внутреннего сгорания (фиг.4), использующий способ преобразования прямолинейного движения во вращательное с помощью преобразователя в его первом или втором варианте выполнения, состоит из корпуса 10, в котором крепится преобразователь 11 прямолинейного движения во вращательное, на котором закреплен маховик 12, шестерня 13 отбора мощности, подшипник 14. На корпусе 10 также установлен блок 15 цилиндров с поршнями 16 и 17, которые через промежуточные штоки 18 и 19 жестко соединены со штоком 2 преобразователя прямолинейного движения во вращательное, выполненного по первому или второму варианту. С противоположной стороны корпуса 10 установлен блок 20 цилиндров с поршнями 21 и 22, которые через промежуточные штоки 23 и 24 жестко соединены со штоком 2 преобразователя прямолинейного движения во вращательное.The internal combustion engine (Fig. 4), using the method of converting rectilinear motion into rotational motion using a converter in its first or second embodiment, consists of a housing 10 in which a rectilinear motion
При этом может использоваться преобразователь, выполненный по первому или второму варианту.In this case, a converter made according to the first or second embodiment may be used.
При сгорании топлива в поршнях 16 и 17 шток 2 идет влево, поворачивая цилиндр преобразователя по часовой стрелке, при сгорании топлива в поршнях 21 и 2 шток 2 преобразователя идет вправо, цилиндр преобразователя продолжает вращение по часовой стрелке.When fuel is burned in the
Процесс подготовки и сгорания топлива аналогичен процессу подготовки и сгорания топлива в ДВС, используемых в данное время.The process of preparation and combustion of fuel is similar to the process of preparation and combustion of fuel in the internal combustion engine, currently used.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011137395/06A RU2480648C1 (en) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | Conversion method of back-and-forth movement of stock to rotational movement of shaft, converter for its implementation (versions), and engine using such converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011137395/06A RU2480648C1 (en) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | Conversion method of back-and-forth movement of stock to rotational movement of shaft, converter for its implementation (versions), and engine using such converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011137395A RU2011137395A (en) | 2013-03-20 |
| RU2480648C1 true RU2480648C1 (en) | 2013-04-27 |
Family
ID=49123427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011137395/06A RU2480648C1 (en) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | Conversion method of back-and-forth movement of stock to rotational movement of shaft, converter for its implementation (versions), and engine using such converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2480648C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2716551C1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-03-12 | Александр Владимирович Носов | Internal combustion engine |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU530982A1 (en) * | 1974-04-15 | 1976-10-05 | Mechanism for converting continuous rotational motion into reciprocating | |
| SU727923A1 (en) * | 1978-09-27 | 1980-04-15 | Izmalkov German | Mechanism for converting reciprocating motion to rotary motion |
| RU2089733C1 (en) * | 1993-12-21 | 1997-09-10 | Альмир Вагисович Адельшин | Opposite internal combustion engine |
| RU2162157C2 (en) * | 1999-04-06 | 2001-01-20 | Ващенко Юрий Федорович | Two-stroke internal combustion engine |
| RU2281399C2 (en) * | 2003-02-03 | 2006-08-10 | Анатолий Георгиевич Кулинич | Opposed-piston engine |
| US7334558B2 (en) * | 2004-01-02 | 2008-02-26 | Darrell Grayson Higgins | Slide body internal combustion engine |
| US7793623B2 (en) * | 2005-09-30 | 2010-09-14 | Boyan Kirilov Bahnev | Piston cam engine |
-
2011
- 2011-09-09 RU RU2011137395/06A patent/RU2480648C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU530982A1 (en) * | 1974-04-15 | 1976-10-05 | Mechanism for converting continuous rotational motion into reciprocating | |
| SU727923A1 (en) * | 1978-09-27 | 1980-04-15 | Izmalkov German | Mechanism for converting reciprocating motion to rotary motion |
| RU2089733C1 (en) * | 1993-12-21 | 1997-09-10 | Альмир Вагисович Адельшин | Opposite internal combustion engine |
| RU2162157C2 (en) * | 1999-04-06 | 2001-01-20 | Ващенко Юрий Федорович | Two-stroke internal combustion engine |
| RU2281399C2 (en) * | 2003-02-03 | 2006-08-10 | Анатолий Георгиевич Кулинич | Opposed-piston engine |
| US7334558B2 (en) * | 2004-01-02 | 2008-02-26 | Darrell Grayson Higgins | Slide body internal combustion engine |
| US7793623B2 (en) * | 2005-09-30 | 2010-09-14 | Boyan Kirilov Bahnev | Piston cam engine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2716551C1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-03-12 | Александр Владимирович Носов | Internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011137395A (en) | 2013-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101787794B1 (en) | Improved combustion engine | |
| US8061326B2 (en) | Four cycle engine with load crank | |
| RU2480648C1 (en) | Conversion method of back-and-forth movement of stock to rotational movement of shaft, converter for its implementation (versions), and engine using such converter | |
| CN105604696A (en) | Internal combustion engine driven by needle roller block with any tooth difference | |
| JP2010533273A (en) | Reciprocating rotational power converter | |
| US7543559B2 (en) | Gear crank mechanism for engine | |
| US20210131540A1 (en) | External heat engine with non-sinusoidal motion | |
| RU2455509C2 (en) | Internal combustion engine | |
| US5749262A (en) | Crank mechanism | |
| CN103089425A (en) | Integrated annular curved slideway engine | |
| CN1112191A (en) | Engine | |
| US11261947B2 (en) | Apparatus to convert linear motion to rotary motion | |
| US10309301B2 (en) | Constant-volume combustion engine | |
| JP4845989B2 (en) | engine | |
| WO2021006926A1 (en) | Apparatus to convert linear motion to rotary motion | |
| CN220227039U (en) | Crankless internal combustion engine | |
| RU2420680C1 (en) | Conrod-free mechanism of motion conversion | |
| RU2421621C1 (en) | Internal combustion engine | |
| RU59181U1 (en) | MOTOR CONVERSION DEVICE | |
| RU2702819C1 (en) | Crankless motor | |
| AU677113B2 (en) | Crank mechanism | |
| RU2388918C2 (en) | Kinetic energy generation device | |
| RU2341668C2 (en) | Variable crank-length ice crank mechanism | |
| RU2651106C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
| JP2016520750A (en) | Small non-vibration endothermic engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150910 |