RU197302U1 - Rodless piston internal combustion engine with cylinder-connected cylinders - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для преобразования тепловой энергии горения топлива в механическую, а именно к бесшатунным поршневым двигателям внутреннего сгорания, и может быть использована в качестве силового агрегата на транспортных средствах и стационарных установках.Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в создании поршневого двигателя внутреннего сгорания с высоким механическим и тепловым КПД, вес и трудоемкость изготовления которого более чем в два раза меньше, а срок службы деталей цилиндропоршневой группы в полтора-два раза больше, чем у кривошипно-шатунных поршневых бензиновых двигателей.Указанный технический результат достигается применением следующих конструктивных решений:1. В двигателе отсутствует картер, цилиндры соединяются между собой по специально обработанным привалочным поверхностям. В цилиндрах совместно расточены два центрально расположенных цилиндрических отверстия, в которых устанавливаются передняя и задняя опоры коленчатого вала.2. В бесшатунном механизме задний эксцентрик съемный, устанавливается на цилиндрическую шейку кривошипа. На хвостовиках кривошипа и эксцентрика совместно обработана коническая поверхность, на которую с натягом установлен коническим отверстием маховик и закреплен гайкой.3. Распределительные валы вращаются на осях, расположенных в плоскостях, перпендикулярных оси двигателя, имеют цилиндрические кулачки и приводятся во вращение от центрального зубчатого колеса, установленного на консоли коленчатого вала, посредством винтовой зубчатой передачи.4. Насос системы охлаждения шнековый, шнек крепится на валу, установленном на консоли коленчатого вала.5. Расположение камеры сгорания и свечи зажигания обеспечивает в конце такта сжатия перемещение заряда из зоны воспламенения вглубь камеры сгорания, что ускоряет процесс горения и повышает индикаторную мощность.The utility model relates to devices for converting the thermal energy of fuel combustion into mechanical, namely, rodless piston internal combustion engines, and can be used as a power unit in vehicles and stationary installations. Technical result that can be obtained by implementing the utility model, consists in creating a reciprocating internal combustion engine with high mechanical and thermal efficiency, the weight and complexity of which is more than half e, a lifetime piston assemblies and a half to two times more than the crank reciprocating gasoline dvigateley.Ukazanny technical result is achieved by using the following structural solutions: 1. There is no crankcase in the engine, the cylinders are interconnected on specially machined mating surfaces. In the cylinders, two centrally located cylindrical holes are drilled together in which the front and rear bearings of the crankshaft are installed. 2. In the rodless mechanism, the rear eccentric is removable, mounted on the cylindrical neck of the crank. On the shanks of the crank and the clown, a conical surface is machined together on which the flywheel is fitted with an interference fit and secured with a nut. 3. The camshafts rotate on axes located in planes perpendicular to the axis of the engine, have cylindrical cams and are driven from the central gear mounted on the crankshaft console by means of a helical gear transmission. 4. The cooling system pump is auger, the auger is mounted on a shaft mounted on the crankshaft console. 5. The location of the combustion chamber and the spark plug provides at the end of the compression stroke the charge moves from the ignition zone into the interior of the combustion chamber, which accelerates the combustion process and increases the indicator power.

Description

Полезная модель относится к устройству для преобразования тепловой энергии горения жидкого или газообразного топлива в механическую, а именно к бесшатунным, поршневым двигателям внутреннего сгорания, и может быть использован в качестве силового агрегата на транспортных средствах и стационарных установках.The utility model relates to a device for converting the thermal energy of combustion of liquid or gaseous fuel into mechanical, namely to rodless, piston internal combustion engines, and can be used as a power unit in vehicles and stationary installations.

В технике известны бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания (Баландин С.С. «Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания», издательство «Машиностроение», Москва, 1968 год).Rodless piston internal combustion engines are known in the art (S. Balandin, “Rodless internal combustion piston engines”, Mashinostroenie publishing house, Moscow, 1968).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является бесшатунный поршневой двигатель внутреннего сгорания со спаренными эксцентриками и плоскими направляющими шток-поршней (Патент на полезную модель №109802, автор Павлов Н.И.). В этом двигателе цилиндры устанавливали на передний и задний картер, распределительные валы устанавливались параллельно оси двигателя, имели конические поверхности кулачков и приводились во вращение посредством планетарного редуктора. Плоские направляющие шток-поршней выполнялись непосредственно в теле картеров.The closest in terms of essential features is a rodless piston internal combustion engine with twin eccentrics and flat piston rod guides (Utility Model Patent No. 109802, author Pavlov N.I.). In this engine, the cylinders were mounted on the front and rear crankcase, the camshafts were mounted parallel to the axis of the engine, had conical cam surfaces and were driven into rotation by a planetary gearbox. Flat guides of the piston rods were made directly in the body of the crankcases.

Применение конических кулачков на распределительных валах усложняло регулировку зазоров в механизме газораспределения, планетарный редуктор сложен и трудоемок в изготовлении, а съемный эксцентрик на переднем конце коленчатого вала увеличивал длину двигателя.The use of conical cams on camshafts complicated the adjustment of gaps in the gas distribution mechanism, the planetary gearbox is complicated and laborious to manufacture, and a removable cam at the front end of the crankshaft increased the length of the engine.

Цель полезной модели - за счет изменения кинематической схемы, конструкций узлов и деталей снизить вес двигателя, трудоемкость его изготовления, повысить технологичность конструкции.The purpose of the utility model is to reduce the weight of the engine, the complexity of its manufacture, and increase the manufacturability of the design by changing the kinematic scheme, the design of components and parts.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в создании поршневого двигателя внутреннего сгорания с высоким тепловым и механическим КПД, вес и трудоемкость изготовления которого более, чем в два раза меньше, а срок службы деталей цилиндропоршневой группы в полтора-два раза больше, чем у современных кривошипно-шатунных двигателей внутреннего сгорания.The technical result that can be obtained by implementing the utility model is to create a reciprocating internal combustion engine with high thermal and mechanical efficiency, the weight and labor intensity of which is more than two times less, and the service life of cylinder-piston parts is one and a half to two times more than modern crank internal combustion engines.

Указанный результат достигается тем, что в бесшатунном механизме направляющие шток-поршней выполнены отдельной деталью - блок направляющих; задний эксцентрик съемный, устанавливается на цилиндрическую шейку кривошипа и скрепляется с кривошипом по средством совместно обработанной на хвостиках кривошипа и эксцентрика конической поверхности, на которую с натягом устанавливается коническим отверстием маховик и закрепляется гайкой.The specified result is achieved by the fact that in the rodless mechanism the guides of the piston rods are made as a separate part - a block of guides; the rear eccentric is removable, mounted on the cylindrical neck of the crank and fastened with the crank by means of the conical surface jointly processed on the tails of the crank and the eccentric, onto which the flywheel is fitted with an interference fit and fixed with a nut.

Цилиндры соединяются между собой по специально обработанным привалочным плоским поверхностям в блок и скрепляются резьбовым крепежом. В блоке расточены цилиндрические отверстия, в которые устанавливаются передняя и задняя опоры коленчатого вала и блок направляющих. Блок направляющих также опирается на две плоскости на каждой опоре. Опоры крепятся болтами к цилиндрам.The cylinders are connected to each other along specially machined mating flat surfaces into a block and are fastened with threaded fasteners. In the block, cylindrical holes are drilled into which the front and rear bearings of the crankshaft and the block of guides are installed. The guide block also rests on two planes on each support. The supports are bolted to the cylinders.

Распределительные валы механизма газораспределения вращаются на осях, расположенных в плоскостях, перпендикулярных оси двигателя, имеют цилиндрические кулачки и приводятся во вращение от центрального зубчатого колеса, установленного на консоли коленчатого вала посредством винтовой зубчатой передачи. Расположение камеры сгорания и свечи зажигания обеспечивают в конце такта сжатия перемещение заряда из зоны воспламенения вглубь камеры сгорания, что ускоряет процесс горения.The camshafts of the gas distribution mechanism rotate on axes located in planes perpendicular to the axis of the engine, have cylindrical cams and are driven in rotation from a central gear mounted on the crankshaft console by means of a helical gear transmission. The location of the combustion chamber and the spark plugs provide at the end of the compression stroke the charge moves from the ignition zone into the interior of the combustion chamber, which accelerates the combustion process.

Насос системы охлаждения шнековый, шнек крепится на валу, установленном на консоли коленчатого вала.The cooling system pump is auger, the auger is mounted on a shaft mounted on the crankshaft console.

Полезная модель поясняется чертежами - на фиг. 1 изображена схема соединения цилиндров между собой, на фиг. 2 изображена аксонометрическая проекция двигателя с продольным разрезом.The utility model is illustrated by drawings. FIG. 1 shows a diagram of the connection of the cylinders with each other, in FIG. 2 shows a perspective view of a longitudinally cut engine.

Цилиндры передние 22 и цилиндры задние 11 соединяются между собой по специально обработанным поверхностям и скрепляются резьбовым крепежом в блок. В блоке обрабатываются два центральных цилиндрических отверстия, в которых устанавливаются опора передняя 1, опора задняя 5 и блок направляющих 4. Распределительный вал 14 вращается на оси 23, установленной в бобышках цилиндра 11, приводится во вращение от центрального зубчатого колеса 16. Эксцентрик 8 установлен на цилиндрическую шейку кривошипа 7 и скреплен с кривошипом посредством конической поверхности, совместно обработанной на хвостовике кривошипа и эксцентрика, на которую с натягом установлен коническим отверстием маховик 9, закрепленный гайкой 6. Шнек 19 насоса системы охлаждения установлен на вале шнека 18, закрепленного на консоли кривошипа 7. Эксцентрик спаренный 2 предназначен для преобразования поступательного движения двух штоков 3 во вращательное движение кривошипа. Для вращения маховика электростартером, на него установлен зубчатый венец 10. Технологическое отверстие в цилиндре для обработки посадочных поверхностей клапана 13 закрыто крышкой камеры сгорания 12. Для уравновешивания сил инерции бесшатунного механизма на передней консоли кривошипа установлен противовес 15. Патрубок приемный 20 охлаждающей жидкости установлен на крышке передней 17. Поддон масляный 21 устанавливается на нижний фланец крышки передней.The front cylinders 22 and the rear cylinders 11 are interconnected on specially machined surfaces and fastened with screw fasteners to the block. Two central cylindrical holes are machined in the block, in which the front support 1, the rear support 5 and the guide block 4 are installed. The camshaft 14 rotates on the axis 23 installed in the bosses of the cylinder 11, is driven from the central gear wheel 16. The eccentric 8 is mounted on the cylindrical neck of the crank 7 and fastened to the crank by means of a conical surface jointly machined on the shank of the crank and the cam, on which the flywheel 9 is fitted with an interference fit, is fixed nut 6. The screw 19 of the cooling system pump is mounted on the shaft of the screw 18, mounted on the console of the crank 7. The eccentric twin 2 is designed to convert the translational motion of two rods 3 into the rotational movement of the crank. To rotate the flywheel with an electric starter, a gear ring 10 is installed on it. The technological hole in the cylinder for processing the seating surfaces of the valve 13 is closed by the cover of the combustion chamber 12. To balance the inertia forces of the rodless mechanism, a counterweight is installed on the front console of the crank 15. The intake pipe 20 of the coolant is mounted on the cover the front 17. The oil pan 21 is mounted on the lower flange of the front cover.

Claims (1)

Бесшатунный поршневой двигатель внутреннего сгорания со спаренными эксцентриками, состоящий из бесшатунного механизма, механизма газораспределения, отличающийся тем, что в бесшатунном механизме направляющие шток-поршней выполнены отдельной деталью - блоком направляющих; съемный эксцентрик устанавливается на цилиндрическую шейку кривошипа и скрепляется с кривошипом посредством совместно обработанной на хвостовиках эксцентрика и кривошипа конической поверхности, на которую с натягом устанавливается коническим отверстием маховик; цилиндры соединяются между собой по специально обработанным привалочным поверхностям в блок и скрепляются резьбовым крепежом; в блоке расточены цилиндрические отверстия, в которые устанавливаются передняя и задняя опоры коленчатого вала и блока направляющих; распределительные валы расположены в плоскостях, перпендикулярных оси двигателя, имеют цилиндрические кулачки и приводятся во вращение от центрального зубчатого колеса, установленного на консоли коленчатого вала; насос системы охлаждения - шнековый.A rodless piston internal combustion engine with twin eccentrics, consisting of a rodless mechanism, a gas distribution mechanism, characterized in that in the rodless mechanism the rod-piston guides are made by a separate part - a block of guides; a removable eccentric is mounted on the cylindrical neck of the crank and fastened to the crank by means of a conical surface jointly machined on the shanks of the eccentric and crank, onto which the flywheel is fitted with an interference fit; cylinders are interconnected on specially machined mating surfaces into a block and fastened with threaded fasteners; in the block, cylindrical holes are drilled into which the front and rear bearings of the crankshaft and the guide block are installed; camshafts are located in planes perpendicular to the axis of the engine, have cylindrical cams and are driven in rotation from a central gear mounted on the console of the crankshaft; cooling system pump - screw.

Images