[go: up one dir, main page]

RU2837162C2 - Conrodless mechanism of piston machine of belkin - Google Patents

Conrodless mechanism of piston machine of belkin Download PDF

Info

Publication number
RU2837162C2
RU2837162C2 RU2023116458A RU2023116458A RU2837162C2 RU 2837162 C2 RU2837162 C2 RU 2837162C2 RU 2023116458 A RU2023116458 A RU 2023116458A RU 2023116458 A RU2023116458 A RU 2023116458A RU 2837162 C2 RU2837162 C2 RU 2837162C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
rotation
wheel
eccentricity
drive shaft
Prior art date
Application number
RU2023116458A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2023116458A (en
Inventor
Леонид Павлович Белкин
Original Assignee
Леонид Павлович Белкин
Filing date
Publication date
Application filed by Леонид Павлович Белкин filed Critical Леонид Павлович Белкин
Publication of RU2023116458A publication Critical patent/RU2023116458A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2837162C2 publication Critical patent/RU2837162C2/en

Links

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention is intended for conversion of reciprocating motion of pistons into rotary motion of crankshaft of internal combustion engines, pumps and compressors. Conrodless mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion comprises: housing 1, two rods, each of which is common for a pair of dual opposed pistons 4, two cams, which have a hinged connection with the middle of the rods, disc 5 with a hole, crank shaft 3, pinion shaft located on shaft journal 3. Mechanism is equipped with drive shaft 6 located on the neck of shaft 3 in the hole of disc 5 installed inside housing 1 at the middle of the distance between the geometric axes of the cylinders. Eccentricity of the geometrical centre of the hole of disc 5 relative to the geometrical axis of the centre of disc 5 is 1/4 of the stroke of piston 4 and is equal to the radius of rotation of the journal of shaft 3. Inside shaft 6 there is a rigidly fixed wheel having constant internal gearing with the pinion shaft, which is part of the journal of shaft 3. Eccentricity of the geometrical centre of the wheel relative to the geometrical centre of the axis of rotation of shaft 6 is equal to 1/4 of the stroke of piston 4. Ratio of pitch diameters of gear shaft and wheel is 1:2. Cams are located on opposite ends of shaft 6. Eccentricity of cams relative to geometrical centre of axis of rotation of shaft 6 is equal to radius of rotation of shaft 3 and is 1/4 of stroke of piston 4. Cams are made with possibility of transmission of synchronous serial motion of pistons 4 to shaft 6 driving shaft 3 and disc 5 by means of gear shaft.
EFFECT: invention is aimed at balancing the mechanism and increasing the rotation speed of the crank shaft.
1 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение предназначено для преобразования возвратно-поступательного движения поршней машины во вращательное движение коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания, насосов и компрессоров.The invention is intended to convert the reciprocating motion of machine pistons into the rotational motion of the crankshaft of internal combustion engines, pumps and compressors.

Уровень техникиState of the art

Бесшатунных механизмов для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное изобретено к настоящему времени очень много. Две самые большие группы составляют механизмы, созданные с использованием идеи С.С. Баландина, А.С. SU 118471 и кривошипно-кулисных механизмов, например, RU 2059851 C1, RU 2213227 С2, RU 2122638 C1, RU 2794018 C1, US 2004/0255879 А1.A great many connecting rod-less mechanisms for converting reciprocating motion into rotary motion have been invented to date. The two largest groups are mechanisms created using the idea of S.S. Balandin, A.S. SU 118471 and crank-link mechanisms, for example, RU 2059851 C1, RU 2213227 C2, RU 2122638 C1, RU 2794018 C1, US 2004/0255879 A1.

Много также изобретено механизмов, работающих на других, самых разных принципах: RU 2480596 С2, RU 2345259 C1, RU 2107204 С1.Many mechanisms have also been invented that operate on other, very different principles: RU 2480596 C2, RU 2345259 C1, RU 2107204 C1.

Известно изобретение «Бесшатунный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное поршневой машины», патент RU 2107204 С1. В данном механизме для синхронизации движения поршневых штоков с валом двигателя используется внутреннее зацепление с соотношением числа зубьев 1:2. Данная конструкция механизма имеет существенные недостатки:The invention "A connecting rod-less mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion of a piston machine" is known, patent RU 2107204 C1. In this mechanism, internal gearing with a tooth ratio of 1:2 is used to synchronize the movement of the piston rods with the engine shaft. This design of the mechanism has significant disadvantages:

1. Диаметр делительной окружности шестерни, расположенной на шейке кривошипного вала, при малой мощности механизма, особенно это относится к двигателям внутреннего сгорания, имеет малый размер, поэтому, для того чтобы увеличить диаметр шейки кривошипного вала, необходимо уменьшать модуль зацепления, что может привести к поломке зубьев. Поэтому такая конструкция машины ограничивает создание двигателей малой мощности.1. The diameter of the pitch circle of the gear located on the crankshaft journal, at low power of the mechanism, especially for internal combustion engines, is small, therefore, in order to increase the diameter of the crankshaft journal, it is necessary to reduce the engagement module, which can lead to breakage of the teeth. Therefore, such a machine design limits the creation of low-power engines.

2. Трудности с балансировкой механизма, так как на шейке кривошипного вала расположен ведущий вал, на противоположных торцах которого находятся эксцентрики, поэтому для балансировки, требуется сложная система противовесов.2. Difficulties with balancing the mechanism, since the drive shaft is located on the crankshaft journal, on the opposite ends of which there are eccentrics, therefore, a complex system of counterweights is required for balancing.

3. Ограниченная скорость вращения кривошипного вала из-за конструктивных недостатков.3. Limited crankshaft rotation speed due to design flaws.

На устранение этих недостатков направлено это изобретение.This invention is aimed at eliminating these shortcomings.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Указанные недостатки устранены в бесшатунном механизме для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, содержащем корпус, два штока, каждый из которых является общим для пары сдвоенных оппозитно расположенных поршней, эксцентрики, имеющие шарнирное соединение с серединами штоков, диск с отверстием, кривошипный вал, вал-шестерню, расположенный на шейке кривошипного вала. Согласно изобретению, бесшатунный механизм снабжен ведущим валом, расположенным на шейке кривошипного вала в отверстии диска, установленного внутри корпуса на середине расстояния между геометрическими осями цилиндров, эксцентриситет геометрического центра отверстия диска относительно геометрической оси центра диска составляет 1/4 хода поршня и равен радиусу вращения шейки кривошипного вала, внутри ведущего вала расположено жестко закрепленное колесо, имеющее постоянное внутреннее зубчатое зацепление с валом-шестерней, являющимся частью шейки кривошипного вала, эксцентриситет геометрического центра колеса относительно геометрического центра оси вращения ведущего вала составляет 1/4 хода поршня, при этом отношение делительных диаметров вала-шестерни и колеса составляет 1:2, эксцентрики расположены на противоположных торцах ведущего вала, эксцентриситет эксцентриков относительно геометрического центра оси вращения ведущего вала равен радиусу вращения кривошипного вала и составляет 1/4 хода поршня, причем эксцентрики выполнены с возможностью передачи синхронного последовательного движения поршней на колесо ведущего вала, приводящего во вращение кривошипный вал и диск посредством вала-шестерни.The above-mentioned disadvantages are eliminated in a connecting rod-less mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion, comprising a housing, two rods, each of which is common to a pair of twin oppositely located pistons, eccentrics having a hinged connection with the middles of the rods, a disk with a hole, a crank shaft, a gear shaft located on the neck of the crank shaft. According to the invention, the connecting rod-less mechanism is provided with a drive shaft located on the journal of the crank shaft in the opening of the disk installed inside the housing in the middle of the distance between the geometric axes of the cylinders, the eccentricity of the geometric center of the opening of the disk relative to the geometric axis of the center of the disk is 1/4 of the piston stroke and is equal to the radius of rotation of the journal of the crank shaft, a rigidly fixed wheel is located inside the drive shaft, having a constant internal toothed engagement with the pinion shaft, which is part of the journal of the crank shaft, the eccentricity of the geometric center of the wheel relative to the geometric center of the axis of rotation of the drive shaft is 1/4 of the piston stroke, wherein the ratio of the pitch diameters of the pinion shaft and the wheel is 1:2, the eccentrics are located on opposite ends of the drive shaft, the eccentricity of the eccentrics relative to the geometric center of the axis of rotation of the drive shaft is equal to the radius of rotation of the crank shaft and is 1/4 of the piston stroke, and the eccentrics are designed with the possibility of transmission of synchronous sequential movement of the pistons to the wheel of the drive shaft, which drives the crank shaft and disk by means of a gear shaft.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

1. На Фиг. 1 показаны все основные части механизма, содержащиеся в описании механизма.1. Fig. 1 shows all the main parts of the mechanism contained in the description of the mechanism.

2. На Фиг. 2 показан вид сверху, а также линия разреза А-А механизма по диску 5.2. Fig. 2 shows a top view, as well as a section line A-A of the mechanism along disk 5.

3. На Фиг. 3 показан разрез А-А по диску, содержащий следующие детали: корпус 1, диск 5, ведущий вал 6, колесо 7 и кривошипный вал 3 с валом-шестерней, а также геометрические соотношения, указанные в формуле изобретения.3. Fig. 3 shows a section A-A along the disk, containing the following parts: housing 1, disk 5, drive shaft 6, wheel 7 and crank shaft 3 with a gear shaft, as well as the geometric relationships specified in the invention formula.

4. На Фиг. 4 показана в разрезе сборка основного узла механизма для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, состоящая из следующих деталей: диск 5, ведущий вал 6, колесо 7, кривошипный вал 3, шейка которого является валом-шестерней.4. Fig. 4 shows a sectional view of the assembly of the main unit of the mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion, consisting of the following parts: disk 5, drive shaft 6, wheel 7, crank shaft 3, the neck of which is a gear shaft.

5. На Фиг. 5 показан ведущий вал в разрезе, внутри которого жестко закреплено колесо 7, а также геометрические параметры между центрами эксцентриков и геометрической осью вращения ведущего вала.5. Fig. 5 shows a cross-section of the drive shaft, inside which the wheel 7 is rigidly fixed, as well as the geometric parameters between the centers of the eccentrics and the geometric axis of rotation of the drive shaft.

6. На Фиг. 6 показан диск 5 и геометрические параметры между геометрическим центром оси вращения диска и геометрическим центром вращения ведущего вала.6. Fig. 6 shows disk 5 and the geometric parameters between the geometric center of the disk rotation axis and the geometric center of rotation of the drive shaft.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Бесшатунный механизм содержит корпус 1, щиты 2, два штока, каждый из которых является общим для пары сдвоенных оппозитно расположенных поршней 4, два эксцентрика, которые имеют шарнирное соединение с серединами штоков, диск 5 с отверстием, кривошипный вал 3, вал-шестерню, которая является частью шейки кривошипного вала. Механизм снабжен ведущим валом 6, который расположен на шейке кривошипного вала и находится в отверстии диска 5, установленном внутри корпуса на середине расстояния между геометрическими осями цилиндров. Эксцентриситет геометрического центра отверстия диска 5, относительно геометрической оси центра диска, составляет 1/4 хода поршня и равен радиусу вращения шейки кривошипного вала 3. Внутри ведущего вала расположено жестко закрепленное колесо 7, имеющее постоянное внутреннее зубчатое зацепление с валом-шестерней, которая является частью шейки кривошипного вала 3, эксцентриситет геометрического центра колеса относительно геометрического центра оси вращения ведущего вала 6, составляет 1/4 хода поршня, при этом отношение делительных диаметров вала шестерни и колеса 7 составляет 1:2. Эксцентрики расположены на противоположных торцах ведущего вала 6, эксцентриситет эксцентриков относительно геометрического центра оси вращения ведущего вала равен радиусу вращения кривошипного вала 3 и составляет 1/4 хода поршня. Эксцентрики выполнены с возможностью передачи синхронного последовательного движения поршней 4 на колесо 7 ведущего вала 6, который приводит во вращение кривошипный вал 3 и диск 5 посредством вала-шестерни.The connecting rod-less mechanism comprises a housing 1, shields 2, two rods, each of which is common for a pair of double oppositely located pistons 4, two eccentrics that have a hinged connection with the middles of the rods, a disk 5 with an opening, a crank shaft 3, a shaft-gear, which is part of the journal of the crank shaft. The mechanism is equipped with a drive shaft 6, which is located on the journal of the crank shaft and is in the opening of the disk 5, installed inside the housing in the middle of the distance between the geometric axes of the cylinders. The eccentricity of the geometric center of the opening of the disk 5, relative to the geometric axis of the center of the disk, is 1/4 of the piston stroke and is equal to the radius of rotation of the journal of the crank shaft 3. Inside the drive shaft, there is a rigidly fixed wheel 7, having a constant internal toothed engagement with the pinion shaft, which is part of the journal of the crank shaft 3, the eccentricity of the geometric center of the wheel relative to the geometric center of the axis of rotation of the drive shaft 6, is 1/4 of the piston stroke, while the ratio of the pitch diameters of the pinion shaft and wheel 7 is 1:2. The eccentrics are located on opposite ends of the drive shaft 6, the eccentricity of the eccentrics relative to the geometric center of the axis of rotation of the drive shaft is equal to the radius of rotation of the crank shaft 3 and is 1/4 of the piston stroke. The eccentrics are designed with the possibility of transmitting synchronous sequential movement of pistons 4 to wheel 7 of drive shaft 6, which drives crank shaft 3 and disk 5 into rotation by means of a gear shaft.

Бесшатунный механизм работает следующим образом. Синхронная последовательная работа поршней 4 через эксцентрики передается колесу ведущего вала 6, находящегося в постоянном зацеплении с валом-шестерней, которая приводит во вращение кривошипный вал 6 и диск 5 механизма.The connecting rod-less mechanism operates as follows. The synchronous sequential operation of the pistons 4 is transmitted through the eccentrics to the wheel of the drive shaft 6, which is in constant engagement with the shaft-gear, which sets the crank shaft 6 and the disk 5 of the mechanism in rotation.

Claims (1)

Бесшатунный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, содержащий корпус, два штока, каждый из которых является общим для пары сдвоенных оппозитно расположенных поршней, эксцентрики, имеющие шарнирное соединение с серединами штоков, диск с отверстием, кривошипный вал, вал-шестерню, расположенный на шейке кривошипного вала, отличающийся тем, что механизм снабжен ведущим валом, расположенным на шейке кривошипного вала в отверстии диска, установленного внутри корпуса на середине расстояния между геометрическими осями цилиндров, эксцентриситет геометрического центра отверстия диска относительно геометрической оси центра диска составляет 1/4 хода поршня и равен радиусу вращения шейки кривошипного вала, внутри ведущего вала расположено жестко закрепленное колесо, имеющее постоянное внутреннее зубчатое зацепление с валом-шестерней, являющимся частью шейки кривошипного вала, эксцентриситет геометрического центра колеса относительно геометрического центра оси вращения ведущего вала составляет 1/4 хода поршня, при этом отношение делительных диаметров вала-шестерни и колеса составляет 1:2, эксцентрики расположены на противоположных торцах ведущего вала, эксцентриситет эксцентриков относительно геометрического центра оси вращения ведущего вала равен радиусу вращения кривошипного вала и составляет 1/4 хода поршня, причем эксцентрики выполнены с возможностью передачи синхронного последовательного движения поршней на колесо ведущего вала, приводящего во вращение кривошипный вал и диск посредством вала-шестерни.A connecting rod-less mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion, comprising a housing, two rods, each of which is common to a pair of twin oppositely located pistons, eccentrics having a hinged connection with the centers of the rods, a disk with an opening, a crank shaft, a gear shaft located on the neck of the crank shaft, characterized in that the mechanism is provided with a drive shaft located on the neck of the crank shaft in an opening in a disk mounted inside the housing in the middle of the distance between the geometric axes of the cylinders, the eccentricity of the geometric center of the opening in the disk relative to the geometric axis of the center of the disk is 1/4 of the piston stroke and is equal to the radius of rotation of the neck of the crank shaft, a rigidly fixed wheel is located inside the drive shaft, having a constant internal toothed engagement with the gear shaft, which is part of the neck of the crank shaft, the eccentricity of the geometric center of the wheel relative to the geometric center of the axis of rotation of the drive shaft is 1/4 of the stroke piston, wherein the ratio of the pitch diameters of the pinion shaft and the wheel is 1:2, the eccentrics are located on opposite ends of the drive shaft, the eccentricity of the eccentrics relative to the geometric center of the axis of rotation of the drive shaft is equal to the radius of rotation of the crank shaft and is 1/4 of the piston stroke, and the eccentrics are designed with the possibility of transmitting synchronous sequential movement of the pistons to the wheel of the drive shaft, which drives the crank shaft and disk into rotation by means of the pinion shaft.
RU2023116458A 2023-06-21 Conrodless mechanism of piston machine of belkin RU2837162C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2023116458A RU2023116458A (en) 2024-12-23
RU2837162C2 true RU2837162C2 (en) 2025-03-26

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU164756A1 (en) * Е. И. Лев SNOW-FREE MECHANISM FOR CONVERSION
US3894522A (en) * 1973-11-26 1975-07-15 Mark H Bennett Piston apparatus
US5727513A (en) * 1996-03-01 1998-03-17 Bayerische Motoren Werke Atiengesellschaft Hypocycloidal crank transmission for piston engines, particularly internal-combustion engines
RU2107204C1 (en) * 1995-10-04 1998-03-20 Леонид Павлович Белкин Axial mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion of piston machine
RU2392443C1 (en) * 2008-12-12 2010-06-20 Леонид Павлович Белкин Mechanism of rotary piston machine without piston rod

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU164756A1 (en) * Е. И. Лев SNOW-FREE MECHANISM FOR CONVERSION
US3894522A (en) * 1973-11-26 1975-07-15 Mark H Bennett Piston apparatus
RU2107204C1 (en) * 1995-10-04 1998-03-20 Леонид Павлович Белкин Axial mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion of piston machine
US5727513A (en) * 1996-03-01 1998-03-17 Bayerische Motoren Werke Atiengesellschaft Hypocycloidal crank transmission for piston engines, particularly internal-combustion engines
RU2392443C1 (en) * 2008-12-12 2010-06-20 Леонид Павлович Белкин Mechanism of rotary piston machine without piston rod

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8789455B2 (en) Drive mechanism for an oscillating piston rotor
US20100031916A1 (en) Hypocycloid Engine
RU2837162C2 (en) Conrodless mechanism of piston machine of belkin
US4651689A (en) Internal combustion engine with first order mass balancing
JPH0419454A (en) Crank drive with planetary pivot pin
RU2472017C2 (en) Rotary engine
US5542308A (en) Crank mechanism and machines, especially engines, using same
CN208935302U (en) A swing rack-crankshaft conversion mechanism
EA003724B1 (en) Conversion of rectilinear reciprocating motion into rotational motion
RU2107204C1 (en) Axial mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion of piston machine
RU2022118C1 (en) Piston machine
US4207774A (en) Drive mechanism for piston engines
RU2023116458A (en) Connecting rodless mechanism of the piston machine Belkin L.P.
RU2134795C1 (en) Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion
SU909250A1 (en) I.c. engine
RU2375595C1 (en) Asynchronous toothed converter of reciprocation into rotation and vice versa, front and rear crank pairs, idle gear and its anvil gear wheel
KR102286484B1 (en) Multi-Cylinder Rotary Engine With Triangular Cylinder
RU1815364C (en) Internal combustion engine
CA2652922A1 (en) Materials for device transforming rectilinear reciprocating motion in rotary motion
RU2119074C1 (en) Piston machine
RU2073102C1 (en) Internal combustion engine
RU2070635C1 (en) Opposite piston machine
RU2090791C1 (en) Revers differential cam mechanism for converting reciprocation into rotation
RU2392443C1 (en) Mechanism of rotary piston machine without piston rod
CA1112910A (en) Drive mechanism for piston engines