[go: up one dir, main page]

WO2024158313A1 - Энергетическая машина - Google Patents

Энергетическая машина Download PDF

Info

Publication number
WO2024158313A1
WO2024158313A1 PCT/RU2023/050270 RU2023050270W WO2024158313A1 WO 2024158313 A1 WO2024158313 A1 WO 2024158313A1 RU 2023050270 W RU2023050270 W RU 2023050270W WO 2024158313 A1 WO2024158313 A1 WO 2024158313A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
machine
gears
internal combustion
combustion engine
shaft
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/050270
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Анатолий Анатольевич ЛУЩИКОВ
Original Assignee
Анатолий Анатольевич ЛУЩИКОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Анатольевич ЛУЩИКОВ filed Critical Анатолий Анатольевич ЛУЩИКОВ
Publication of WO2024158313A1 publication Critical patent/WO2024158313A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/04—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling rendering engines inoperative or idling, e.g. caused by abnormal conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D25/00—Controlling two or more co-operating engines
    • F02D25/04—Controlling two or more co-operating engines by cutting-out engines

Definitions

  • the utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to energy machines and piston internal combustion engines [F01B 9/00, F01B 9/04, F16H 21/00, F16H 21/10, F16H 21/16, F16H 21/18].
  • a GEAR ENGINE [EP2503129 (A1), published: 09.26.2012] is known from the prior art, containing an internal combustion engine having one or more first cylinders, in which a corresponding piston is slidably placed, wherein the cylinder and the piston form a combustion chamber, the piston pivotally connected to the connecting rod, the gear motor includes an output shaft, a pair of driven gears disposed parallel to each other, a pair of driven gears disposed parallel to each other on the output shaft, the first of said driven gears being driven by the first driving gear, and the other of said driven gears is driven by the other drive gear, wherein the connecting rod is connected to both drive gears in an eccentric position to drive the drive gears, the position of the eccentric being eccentric with respect to the axis of rotation of the drive gears.
  • the closest in technical essence is the MACHINE [DE102006033200 (A1), published: 01/24/2008], containing a housing in which it can rotate a crankshaft is installed on which at least one connecting rod carrying a piston is pivotally mounted, wherein the piston is made to move in a cylinder covered by the cylinder head to form a working chamber, and the crankshaft is connected to the working shaft through a gear, characterized in that that the crankshaft and the working shaft are installed in the housing so that they are motionless in relation to each other, the crankshaft is made of segments, at least at the ends of which drive gears are mounted, the drive gears of adjacent shaft segments are connected to each other by a connecting rod pin, the drive gear mounted on a bearing on the crankshaft segment, a driven gear meshed with the drive gear is mounted on the working shaft, the connecting rod is connected to the drive gear eccentrically with the ability to convert the reciprocating motion of the piston into rotation of the drive gear on the crankshaft segment.
  • the main technical problem of the analogues and the prototype is the inability to regulate the rotational power of the output shaft, since the internal combustion engine used in the above solutions is, in essence, single-stage and changing the number of stages to regulate the rotational power of the output shaft without replacing the engine is impossible.
  • Another disadvantage of analogues and the prototype is the large overall dimensions of energy machines built according to the above schemes.
  • a significant disadvantage of the prototype is the fixed relative position of the crankshaft and the working shaft and the rotational motion is transmitted directly from the drive gear to the driven gear due to their movable mounting on the mentioned shafts. This solution complicates the design of the machine and reduces its reliability.
  • the purpose of a utility model is to eliminate the shortcomings of the prototype.
  • the technical result of the utility model is to provide the possibility of creating an energy machine with an adjustable output power of rotation of its output shaft.
  • an energy machine containing an internal combustion engine configured to converting the reciprocating motion of the pistons in the engine cylinders into the rotational movement of its gears, centrically mounted on segments of the shaft of the internal combustion engine and connecting the gears of adjacent cylinders, due to the eccentric connection of the piston connecting rod to the mentioned engine gears and the machine gear mounted on a separate machine shaft, included in engagement with the gears of the internal combustion engine, characterized in that the gears on the shaft of the energy machine are mounted motionless relative to the said shaft, and their number corresponds to the number of stages in the energy machine, each stage represents one gear of the machine and one or more internal combustion engines, with In this case, the gear of the machine of one stage engages with the gears of the internal combustion engine of the same stage.
  • connection of the gears of the internal combustion engines with the gears of the power machine of the stages of the mentioned machine is made through a differential with the ability to transmit and add power flows of different angular speeds of the stages of the power machine into one outgoing power flow of the main shaft.
  • the main shaft is divided into segments, where on each of the segments a machine gear is mounted, which meshes with the engine gears of the corresponding stage of the power machine, while adjacent segments of the main shaft are connected to each other by a clutch.
  • Figure 1 shows a kinematic diagram of a two-stage energy machine.
  • Figure 2 shows a kinematic diagram of a two-stage energy machine with a segmented main shaft.
  • Figure 3 shows the kinematic diagram of a two-cylinder internal combustion engine.
  • the figures indicate: 1 - machine body, 2 - main shaft, 3 - machine gears, 4 - internal combustion engine gears, 5 - internal combustion engine housings, 6 - cylinders, 7 - pistons, 8 - connecting rods, 9 - internal combustion engine shaft segments, 10 - coupling clutch.
  • the largest internal combustion engine in the world is a two-stroke marine diesel engine with a crosshead crank mechanism, equipped with a turbocharger and intercooler RTA96-C, from Wartsila - Sulzer, having the following characteristics: weight - 2300 tons; length - 27 m height - 13.4 m type of turbocharging - constant pressure; number of valves - 1 exhaust valve per cylinder; cylinder diameter - 960 mm; piston stroke - 2500 mm; cylinder working volume - 1820 liters; working volume of the 14-cylinder engine is 25480 liters; average piston speed - 8.5 m/s; maximum power: 108,920 hp With. at 102 rpm; maximum torque: 7,907,720 Nm at 102 rpm; fuel consumption - more than 6,283 l/hour.
  • the classic internal combustion engine design used in the engine made it possible to use about 50% of the thermal energy obtained from fuel combustion, which is a good indicator, while the dimensions of the engine are significant.
  • the power of the internal combustion engine P [kW] is determined by the formula:
  • N MKR • n/ 9550, where MKR is the engine torque, n is the crankshaft speed.
  • the torque of the MKR depends on the stroke of the piston; the larger the stroke, the larger the arm, and the larger the arm, the more work is done, but at the same time the number of revolutions decreases.
  • the utility model is an energy machine in a housing 1 (see Figure 1) in which, at least on one pair of rotatable end supports, a main shaft 2 is mounted with a machine gear 3 rigidly mounted on it.
  • the energy machine may include several stages, where one stage of the power machine represents one gear of machine 3 and one or more internal combustion engines, the gear of machine 3 meshes with the gears of ICE 4 (ICE - internal combustion engine) of one stage.
  • the output shaft 2 may consist of segments of the main shaft 10 (see Fig. 2), each of which in the housing 1 is mounted on its own pair of end supports, while the adjacent segments of the main shaft 2 are connected to each other by a clutch 10.
  • Clutch 10 is made of friction, cam, etc.
  • the internal combustion engine of an energy machine contains an internal combustion engine housing 5, in which one or more cylinders 6 are mounted.
  • a piston 7 is placed in the cylinder 6 with the possibility of reciprocating movement, while a combustion chamber is formed in the cylinder 6 above the piston 7.
  • the piston 7 is pivotally connected to the connecting rod 8, which in turn is eccentrically connected to a pair of ICE gears 4 between them, while the planes of rotation of the ICE 4 gears are parallel.
  • the gears of the internal combustion engine 4 are stationary and centrically mounted on segments of the internal combustion engine shaft 9, mounted along one axis on bearings mounted in the housing of the internal combustion engine 5 with the possibility of rotation, while the gears of the internal combustion engine 4 of two adjacent cylinders 6 are mounted on one segment of the internal combustion engine shaft 9 (see Fig.
  • the connecting rod 8 is mounted centrally between the gears of the internal combustion engine 4 with the possibility of uniformly distributing the load on the axis of the connecting rod 4, the gears of the internal combustion engine 4 and the segments of the shaft of the internal combustion engine 9 and increasing the reliability of such a connection.
  • the connecting rods 8 of adjacent pistons 7 to the gears of the internal combustion engine 4 are mounted diametrically opposite.
  • the gear of the machine 4 is made in the form of two paired or separate gears mounted on the main shaft 2, each of which engages with the gears of the internal combustion engine 4, to which the connecting rod 8 of one piston 7 is mounted.
  • the number of stages must be at least two; the power of internal combustion engines is selected depending on the required power when outputting to the transmission.
  • the number of revolutions of the main shaft 2 can be selected by the gear ratio of the internal combustion engine gears 4 and the gears of the power machine 3.
  • connection of the ICE gears of stage 4 of the power machine with the gear of machine 3 is realized through a differential (not shown in the figures) with the ability to transmit and add flows of different angular velocities power of the stages of the energy machine without slipping and loss of efficiency into one outgoing power flow of the main shaft 2.
  • the operation of the energy machine is based on the transformation of the reciprocating motion of the piston 7 with the connecting rod 8 of the internal combustion engine into the rotational motion of the gears of the internal combustion engine 4 and the transfer of the said rotational motion to the gear of the machine 3 with the addition of the powers of the stages of the energy machine, each of which transmits the rotational motion of the gears of the internal combustion engine 4 to a separate machine gear 3.
  • one segment of the main shaft 2 is connected to the adjacent segments of the main shaft 2, while the first stage of the machine starts the internal combustion engine of the second stage, and the power output from the main shaft 2 of the machine doubles.
  • the third and subsequent stages are connected in the same way, which makes it possible to regulate the rotational power of the main shaft 2 by connecting or disconnecting the stages of the machine.
  • the piston diameter will be 240 mm
  • the piston stroke will be 625 mm
  • the number of revolutions should be 408 rpm
  • the diameter of the machine gear 3 on the main shaft 2 should be 2500 mm.
  • each gear of machine 3 has its own internal combustion engine and by segmenting the main shaft, connecting the segments to each other with clutches 10, we get the opportunity to regulate the rotational power of the main shaft 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к энергетическим машинам и поршневым двигателям внутреннего сгорания. Технический результат полезной модели – обеспечение возможности создания энергетической машины с регулируемой выходной мощностью вращения ее выходного вала достигается за счет того, что энергетическая машина, содержащая двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах двигателя во вращательное движение его шестерен, центрично смонтированных на сегментах вала двигателя внутреннего сгорания и соединяющих шестерни соседних цилиндров, за счет эксцентричного соединения шатуна поршня к упомянутым шестерням двигателя и шестерню машины, смонтированную на отдельном валу машины, входящую в зацепление с шестернями двигателя внутреннего сгорания, отличающаяся тем, что шестерни на валу энергетической машины смонтированы неподвижно относительно упомянутого вала, а их количество соответствует количеству ступеней в энергетической машине, каждая из ступеней представляет собой одну шестерню машины и один или несколько двигателей внутреннего сгорания, при этом шестерня машины одной ступени входит в зацепление с шестернями двигателя внутреннего сгорания этой же ступени.

Description

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МАШИНА
ОПИСАНИЕ
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к энергетическим машинам и поршневым двигателям внутреннего сгорания [F01B 9/00, F01B 9/04, F16H 21/00, F16H 21/10, F16H 21/16, F16H 21/18].
Из уровня техники известен ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ [ЕР2503129 (А1), опубликовано: 26.09.2012], содержащий двигатель внутреннего сгорания, имеющий один или несколько первых цилиндров, в котором с возможностью скольжения размещен соответствующий поршень, при этом цилиндр и поршень образуют камеру сгорания, поршень шарнирно соединен с шатуном, шестеренчатый двигатель содержит выходной вал, пару ведущих зубчатых колес, расположенных параллельно друг другу, пару ведомых зубчатых колес, расположенных параллельно друг другу на выходном валу, причем первое из указанных ведомых зубчатых колес приводится в движение первым ведущим зубчатым колесом, а другое из указанных ведомых зубчатых колес приводится в движение другим ведущим зубчатым колесом, при этом шатун соединен с обеими ведущими зубчатыми колесами в эксцентричном положении для приведения в движение этих ведущих зубчатых колес, при этом положение эксцентрика является эксцентричным по отношению к оси вращения ведущих зубчатых колес.
Также известна ШАТУННО-КРИВОШИПНАЯ СИСТЕМА [IT201800004523 (А1), опубликовано: 16.10.2019], состоящая из коленчатого вала, смонтированного по крайней мере, на одной паре концевых опор, соединенного по крайней мере с одним потребителем через вращающийся вал и по меньшей мере один поршень с соответствующим шатуном, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одну шестерню, образованную первым зубчатым колесом, находящимся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, указанное первое зубчатое колесо выполнено за одно целое с коленчатым валом и центрировано относительно пары концевых опор, указанное второе зубчатое колесо составляет одно целое с вращающимся валом, первое зубчатое колесо снабжено по меньшей мере одним эксцентриковым гнездом для монтажа пальца шатуна к упомянутому первому зубчатому колесу.
Наиболее близкой по технической сущности является МАШИНА [DE102006033200 (А1), опубликовано: 24.01.2008], содержащая корпус, в котором с возможностью вращения установлен коленчатый вал, на котором шарнирно закреплен, по крайней мере, один шатун, несущий поршень, причем поршень выполнен с возможностью перемещения в цилиндре, охваченном головкой блока цилиндров с образованием рабочей камеры, а коленчатый вал соединен с рабочим валом через шестерню, отличающийся тем, что коленчатый вал и рабочий вал установлены в корпусе так, что они неподвижны по отношению друг к другу, коленчатый вал выполнен из сегментов, по крайней мере, на торцах которых смонтированы ведущие шестерни, ведущие шестерни соседних сегментов вала соединены между собой шатунным пальцем, ведущая шестерня смонтирована на сегменте коленчатого вала на подшипник, на рабочем валу смонтирована ведомая шестерня, находящаяся в зацеплении с ведущей шестерней, шатун соединен с ведущей шестерней эксцентрично с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное ведущей шестерни на сегменте коленчатого вала.
Основной технической проблемой аналогов и прототипа является невозможность регулировать мощность вращательного движения выходного вала, так как двигатель внутреннего сгорания, применяемый в приведенных решениях является, по своей сути, одноступенчатым и изменение количества ступеней для регулирования мощности вращения выходного вала без замены двигателя невозможно. Другим недостатком аналогов и прототипа являются большие габаритные размеры энергетических машин, построенных по приведенным схемам. Кроме того, существенным недостатком прототипа является неподвижное взаимное расположение коленчатого вала и рабочего вала и вращательное движение передается непосредственно от ведущей шестерне ведомой за счет их подвижного монтажа на упомянутых валах. Такое решение усложняет конструкцию машину и снижает ее надежность.
Задача полезной модели состоит в устранении недостатков прототипа.
Технический результат полезной модели заключается в обеспечении возможности создания энергетической машины с регулируемой выходной мощностью вращения ее выходного вала.
Указанный технический результат достигается за счет того, что энергетическая машина, содержащая двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах двигателя во вращательное движение его шестерен, центрично смонтированных на сегментах вала двигателя внутреннего сгорания и соединяющих шестерни соседних цилиндров, за счет эксцентричного соединения шатуна поршня к упомянутым шестерням двигателя и шестерню машины, смонтированную на отдельном валу машины, входящую в зацепление с шестернями двигателя внутреннего сгорания, отличающаяся тем, что шестерни на валу энергетической машины смонтированы неподвижно относительно упомянутого вала, а их количество соответствует количеству ступеней в энергетической машине, каждая из ступеней представляет собой одну шестерню машины и один или несколько двигателей внутреннего сгорания, при этом шестерня машины одной ступени входит в зацепление с шестернями двигателя внутреннего сгорания этой же ступени.
В частности, соединение шестерен двигателей внутреннего сгорания с шестернями энергетической машины ступеней упомянутой машины выполнено через дифференциал с возможностью передачи и сложения различных по своим угловым скоростям потоков мощностей ступеней энергетической машины в один исходящий поток мощности главного вала.
В частности, главный вал разбит на сегменты, где на каждом из сегментов смонтирована шестерня машины, входящая в зацепление с шестернями двигателя соответствующей ступени энергетической машины, при этом соседние сегменты главного вала соединены между собой муфтой сцепления.
На фиг. 1 показана кинематическая схема двухступенчатой энергетической машины.
На фиг.2 показан кинематическая схема двухступенчатой энергетической машины с сегментированным главным валом.
На фиг.З показан кинематическая схема двухцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.
На фигурах обозначено: 1 - корпус машины, 2 - главный вал, 3 - шестерни машины, 4 - шестерни ДВС, 5 - корпуса ДВС, 6 - цилиндры, 7 - поршни, 8 - шатуны, 9 - сегменты валов ДВС, 10 - муфта сцепления.
Осуществление полезной модели.
Самым большим двигателем внутреннего сгорания в мире является судовой дизельный двухтактный двигатель с крейцкопфным кривошипно-шатунным механизмом, оборудованный турбонаддувом и интеркулером RTA96-C, компании Wartsila - Sulzer, имеющий следующие характеристики: вес - 2300 тонн; длина - 27 м высота - 13,4 м тип турбонаддува — постоянного давления; количество клапанов — 1 выпускной клапан на цилиндр; диаметр цилиндра — 960 мм; ход поршня — 2500 мм; рабочий объём цилиндра — 1820 литров; рабочий объём 14-ти цилиндрового двигателя 25480 литров; средняя скорость поршня — 8,5 м/с; максимальная мощность: 108 920 л. с. при 102 об/мин; максимальный крутящий момент: 7 907 720 Нм при 102 об/мин; расход топлива - более 6 283 л/час.
Использованная в двигателе классическая схема двигателя внутреннего сгорания позволила использовать около 50% тепловой энергии, получаемой от сгорания топлива, что является хорошим показателем, при этом габариты приведенного двигателя значительны. Мощность двигателя внутреннего сгорания Р [кВт] определяется по формуле:
N = МКР • п/ 9550, где МКР - крутящий момент двигателя, п - обороты коленчатого вала.
Крутящий момент МКР зависит от величины хода поршня, чем больше ход, тем больше плечо, а чем больше плечо, тем большая работа совершается, но при этом количество оборотов уменьшается.
Полезная модель представляет собой энергетическую машину в корпусе 1 (см.Фиг.1) которой, по крайней мере, на одной паре концевых опор с возможностью вращения, смонтирован главный вал 2 с жестко установленной на нем шестерней машины 3. Энергетическая машина может включать в себя несколько ступеней, где одна ступень энергетической машины представляет собой одну шестерню машины 3 и один или несколько двигателей внутреннего сгорания, шестерня машины 3 входит в зацепление с шестернями ДВС 4 (ДВС - двигатель внутреннего сгорания) одной ступени. Таким образом, при выполнении энергетической машины многоступенчатой, количество шестерней машины 3, смонтированных на главному валу 2 должно соответствовать количеству ступеней в энергетической машине. В одном из вариантов реализации, выходной вал 2 может состоять из сегментов главного вала 10 (см. Фиг.2), каждый из которых в корпусе 1 смонтирован на своей паре концевых опор, при этом упомянутые соседние сегменты главного вала 2 соединены между собой муфтой сцепления 10. Муфта сцепления 10 выполнены фрикционными, кулачковыми и т.д.
Двигатель внутреннего сгорания энергетической машины содержит корпус ДВС 5, в котором смонтированы один или несколько цилиндров 6. В цилиндре 6 с возможностью возвратно-поступательного движения размещен поршень 7, при этом в цилиндре 6 над поршнем 7 образована камера сгорания. Поршень 7 шарнирно соединен с шатуном 8, который в свою очередь эксцентрично соединен с парой шестерней ДВС 4 между ними, при этом плоскости вращения шестерен ДВС 4 расположены параллельно. Шестерни ДВС 4 неподвижно и центрично смонтированы на сегментах вала ДВС 9, смонтированных вдоль одной оси на подшипниках, смонтированных в корпусе ДВС 5 с возможностью вращения, при этом шестерни ДВС 4 двух соседних цилиндров 6 смонтированы на одном сегменте вала ДВС 9 (см.Фиг.З). Шатун 8 смонтирован по центру между шестернями ДВС 4 с возможностью равномерного распределения нагрузки на ось шатуна 4, шестерни ДВС 4 и сегменты вала ДВС 9 и повышения надежности такого соединения.
При наличии в двигателе внутреннего сгорания нескольких цилиндров 6, шатуны 8 соседних поршней 7 к шестерням ДВС 4 смонтированы диаметрально противоположно.
В одном из вариантов реализации шестерня машины 4 выполнена в виде двух спаренных или отдельных шестерен, смонтированных на главном валу 2, каждая из которых входит в зацепление с шестернями ДВС 4, к которым смонтирован шатун 8 одного поршня 7.
Для равномерного распределения нагрузки и устойчивости в энергетической машине, количество ступеней должно быть не менее двух, мощность двигателей внутреннего сгорания выбирается в зависимости от требуемой мощности при выходе на трансмиссию. Количество оборотов главного вала 2 можно подобрать передаточным числом шестерен ДВС 4 и шестерен машины 3 энергетической машины. Предлагаемая конструкция энергетическая машины, за счёт нескольких ступеней, позволяет устанавливать требуемую мощность энергетической машины по мере необходимости.
В одном из вариантов реализации соединение шестерен ДВС 4 ступени энергетической машины с шестерней машины 3 реализуется через дифференциал (на фигурах не показан) с возможностью передачи и сложения различных по своим угловым скоростям потоков мощностей ступеней энергетической машины без пробуксовок и потерь КПД в один исходящий поток мощности главного вала 2.
Работа энергетической машины основано на преобразовании возвратно-поступательного движения поршня 7 с шатуном 8 двигателя внутреннего сгорания во вращательное движение шестерен ДВС 4 и передаче упомянутого вращательного движения шестерне машины 3 со сложением мощностей ступеней энергетической машины, каждая из которых передает вращательное движение шестерен ДВС 4 на отдельную шестерню машины 3.
При запуске двигателя внутреннего сгорания первой ступени энергетической машины, цикл работы двигателя внутреннего сгорания начинается с такта сжатия, когда поршень 7 двигателя за счет силы инерции шестерен ДВС 4 движется от нижней к верхней мертвым точкам. При достижении поршня 7 верхней мертвой точки происходит воспламенение в цилиндре 6 топливно-воздушной смеси. Энергия, образовавшаяся при воспламенении топливно-воздушной смеси, воздействует на поршень 7 и толкает его к нижней мертвой точке. Поршень 7 передает возвратно-поступательное движение через шатун 8 на шестерни ДВС 4 и те за счет эксцентричного соединения с шатуном 8 преобразуют возвратно-поступательное движение поршня 7 во вращательное движение. Вращательное движение шестерен ДВС 4 передают шестерне машины 3, находящейся в зацеплении с шестернями ДВС 4, а шестерни машины 3 соответственно за счет жесткого соединения с главным валом 2 передают полученное вращательное движение на главный вал 2. При этом используется только установленная мощность первой ступени.
По мере возникновения потребности в увеличении мощности главного вала 2 в варианте реализации главного вала 2 в виде сегментов, посредством муфт сцепления 10 соединяют один сегмент главного вала 2 с соседним сегментов главного вала 2, при этом первая ступень машины производит запуск двигателя внутреннего сгорания второй ступени, а мощность на выходе из главного вала 2 машины увеличивается вдвое. Таким же образом подключают третью и последующие ступени, что позволяет регулировать мощность вращения главного вала 2 подключением или отключением ступеней машины.
В 2022 году автором полезной модели произведены макетные испытания и расчёты, которые позволили сделать выводы, что установка в энергетической машине с атмосферными ДВС главного вала 2 с шестернями машины 3 позволяет убрать жесткую зависимость между ходом поршня 7 и количеством оборотов шестерен ДВС 4. Главный вал 2 с шестернями машины 3 позволяет получить требуемый крутящий момент при заданном количестве оборотов. Например, уменьшив габаритные размеры двигателя внутреннего сгорания RTA96-C (цилиндра, поршня, шатуна) в четыре раза, диаметр поршня будет составлять 240 мм, ход поршня 625 мм, при этом для сохранения мощности уменьшенной в габаритах энергетической машины, количество оборотов должно составлять 408 об/мин. При изменении классической схемы энергетической машины на предлагаемый автором полезной модели, диаметр шестерни машины 3 на главном валу 2 должен составлять 2500 мм.
В этом случае на выходе из двигателя внутреннего сгорания за счёт увеличения числа оборотов до 408, получается требуемая мощность, за счёт передачи этой мощности на шестерню 3, имеющую плечо для создания крутящего момента в 1250 мм, на выходе главного вала мы имеем 102 об/мин., при этом энергетическая машина по предложенной схеме, будет иметь габариты и вес на порядок меньше, чем у энергетической машины, построенной по классической схеме, при неизменной мощности и оборотах главного вала 2.
Реализуя техническое решение в виде многоступенчатой энергетической машины, где на каждую шестерню машины 3 приходится свой двигатель внутреннего сгорания и сегментируя главный вал, соединяя сегменты между собой муфтами сцепления 10, получаем возможность регулировать мощность вращения главного вала 2.

Claims

ФОРМУЛА
1. Энергетическая машина, содержащая двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах двигателя во вращательное движение его шестерен, центрично смонтированных на сегментах вала двигателя внутреннего сгорания и соединяющих шестерни соседних цилиндров, за счет эксцентричного соединения шатуна поршня к упомянутым шестерням двигателя и шестерню машины, смонтированную на отдельном валу машины, входящую в зацепление с шестернями двигателя внутреннего сгорания, отличающаяся тем, что шестерни на валу энергетической машины смонтированы неподвижно относительно упомянутого вала, а их количество соответствует количеству ступеней в энергетической машине, каждая из ступеней представляет собой одну шестерню машины и один или несколько двигателей внутреннего сгорания, при этом шестерня машины одной ступени входит в зацепление с шестернями двигателя внутреннего сгорания этой же ступени.
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что соединение шестерен двигателей внутреннего сгорания с шестернями энергетической машины ступеней упомянутой машины выполнено через дифференциал с возможностью передачи и сложения различных по своим угловым скоростям потоков мощностей ступеней энергетической машины в один исходящий поток мощности главного вала.
3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что главный вал разбит на сегменты, где на каждом из сегментов смонтирована шестерня машины, входящая в зацепление с шестернями двигателя соответствующей ступени энергетической машины, при этом соседние сегменты главного вала соединены между собой муфтой сцепления.
8
PCT/RU2023/050270 2023-01-25 2023-11-22 Энергетическая машина WO2024158313A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2023101588 2023-01-25
RU2023101588 2023-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024158313A1 true WO2024158313A1 (ru) 2024-08-02

Family

ID=91970981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/050270 WO2024158313A1 (ru) 2023-01-25 2023-11-22 Энергетическая машина

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024158313A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1195029A1 (ru) * 1984-07-13 1985-11-30 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Двигатель внутреннего сгорани с устройством дл выборочного отключени части цилиндров
SU1416725A1 (ru) * 1986-12-17 1988-08-15 Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт Способ управлени силовой установкой транспортного средства и устройство дл его осуществлени
US6935115B2 (en) * 2003-12-03 2005-08-30 Daimlerchrysler Corporation Controlling airflow to multiple engine modules with a single throttle body
EA201001672A1 (ru) * 2009-12-01 2011-08-30 Дир Энд Компани Приводное устройство и способ эксплуатации приводного устройства для рабочей машины с двумя двигателями внутреннего сгорания

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1195029A1 (ru) * 1984-07-13 1985-11-30 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Двигатель внутреннего сгорани с устройством дл выборочного отключени части цилиндров
SU1416725A1 (ru) * 1986-12-17 1988-08-15 Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт Способ управлени силовой установкой транспортного средства и устройство дл его осуществлени
US6935115B2 (en) * 2003-12-03 2005-08-30 Daimlerchrysler Corporation Controlling airflow to multiple engine modules with a single throttle body
EA201001672A1 (ru) * 2009-12-01 2011-08-30 Дир Энд Компани Приводное устройство и способ эксплуатации приводного устройства для рабочей машины с двумя двигателями внутреннего сгорания

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5673665A (en) Engine with rack gear-type piston rod
EP2233691B1 (en) Volume expansion rotary piston machine
CN102434279A (zh) 无曲轴连杆的内燃机
AU2007209302A1 (en) Pulling rod engine
CN101205812A (zh) 四活塞缸体旋转发动机
US4419057A (en) Rotary piston motor
US8739759B2 (en) Power transmission system of crank structure
US8061326B2 (en) Four cycle engine with load crank
CN102926863A (zh) 两相内凸轮激波移动传动内燃机
WO2003087556A1 (en) Internal-combustion engine
US8511204B2 (en) Transmission arrangement
RU218640U1 (ru) Энергетическая машина
WO2024158313A1 (ru) Энергетическая машина
CN1164860C (zh) 高效率发动机
CN2193431Y (zh) 无曲轴连杆发动机
RU2742155C1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия
CN103061881A (zh) 外凸内任意齿差凸轮摆动式传动内燃机
RU2287071C1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU203414U1 (ru) Планетарный кривошипно-шатунный механизм с зубчатыми колесами внутреннего зацепления
JPH03149319A (ja) クランクレスエンジン機構
JP2006516695A (ja) 改良エンジン
CN2747367Y (zh) 往复式惯性发动机
RU2485336C2 (ru) Двухроторная машина с наддувом
RU2080453C1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU2122662C1 (ru) Коленвал двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23918793

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1