RU2030608C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2030608C1
RU2030608C1 SU4787772A RU2030608C1 RU 2030608 C1 RU2030608 C1 RU 2030608C1 SU 4787772 A SU4787772 A SU 4787772A RU 2030608 C1 RU2030608 C1 RU 2030608C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
traverses
engine
angle
pistons
cylinders
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.Г. Тер-Мкртичьян
В.Ф. Кутенев
А.А. Никитин
Original Assignee
Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт
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 Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт filed Critical Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт
Priority to SU4787772 priority Critical patent/RU2030608C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2030608C1 publication Critical patent/RU2030608C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: engine comprises at least four cylinders with pistons 2, traverses 3 mounted inside housing 4 on axle 5 for permitting rolling, shaft 6 coupled with traverses 3 through a crank mechanism and arranged in the symmetry plane of rocking of traverses 3. The traverses are mounted in antiphase to each other. Shaft 6 is interposed between cylinders. Each traverse 3 is pivotally connected with the crank of the mechanism through a connecting rod. The pivots are arranged on both sides of the rocking symmetry plane and at the same distance from it. The angle between cranks is equal to the angle between lines which connect centers of pivots with the axis of shaft 6 when pistons 2 are in the top dead center. EFFECT: improved design. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, отличающимся связями между поршнями и коленчатым валом. The invention relates to mechanical engineering, in particular to internal combustion engines, characterized by connections between the pistons and the crankshaft.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с цилиндрами, поршнями и их штоками, коленчатый вал с кривошипом, соединенным с шатуном, и траверсу, имеющую закрепленную в корпусе ось и связанную с шатуном через шарнир [1]. Known internal combustion engine, comprising a housing with cylinders, pistons and their rods, a crankshaft with a crank connected to the connecting rod, and a yoke having an axis fixed in the housing and connected to the connecting rod through a hinge [1].

В данном техническом решении создание двигателей с числом рабочих объемов более одного предусмотрено только за счет использования поршней с двумя рабочими поверхностями. При этом в рабочих объемах двигателя, ограниченных различными рабочими поверхностями одного поршня, рабочие процессы протекают по идентичным законам, что негативно сказывается на эффективных показателях двигателя в целом, в первую очередь, на его топливной экономичности. In this technical solution, the creation of engines with a number of working volumes of more than one is provided only through the use of pistons with two working surfaces. At the same time, in the engine’s working volumes limited by various working surfaces of one piston, the working processes proceed according to identical laws, which negatively affects the effective performance of the engine as a whole, primarily its fuel economy.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере четыре цилиндра с размещенными в них поршнями, траверсы, установленные в корпусе на оси с возможностью качания, и вал, связанный с траверсами при помощи кривошипно-шатунного механизма и расположенный в плоскости симметрии качания траверс [2]. Known internal combustion engine containing at least four cylinders with pistons located in them, traverses mounted in the housing on the axis with the possibility of swinging, and a shaft connected to the traverses using a crank mechanism and located in the plane of symmetry of swinging traverse [2] .

В указанном двигателе траверсы движутся синфазно, что вызывает значительные по величине неуравновешенные силы инерции как первого, так и второго порядков, а также моменты сил инерции. Кроме того, расположение вала вне блока цилиндров увеличивает габариты двигателя и ухудшает его массогабаритные показатели. In the specified engine, the traverses move in phase, which causes significant unbalanced inertia forces of both first and second orders, as well as moments of inertia forces. In addition, the location of the shaft outside the cylinder block increases the dimensions of the engine and worsens its overall dimensions.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей двигателя при одновременном обеспечении уравновешенности. The aim of the invention is to improve the overall dimensions of the engine while maintaining balance.

Эта цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем по меньшей мере четыре цилиндра с размещенными в них поршнями, траверсы, установленные в корпусе на оси с возможностью качания, и вал, связанный с траверсами при помощи кривошипно-шатунного механизма и расположенный в плоскости симметрии качания траверс, траверсы установлены в противофазе одна относительно другой, вал расположен между цилиндрами, а каждая траверса шарнирно связана с кривошипом механизма при помощи шатуна, причем шарниры крепления шатунов с траверсами расположены по обе стороны от плоскости симметрии качания и на одинаковом расстоянии от последней, а угол между кривошипами равен углу между линиями, соединяющими центры шарниров траверс с осью вала при расположении поршней в мертвой точке. This goal is achieved by the fact that in the internal combustion engine containing at least four cylinders with pistons placed therein, traverses mounted in the housing on the axis with the possibility of swinging, and a shaft connected to the traverses using a crank mechanism and located in the plane the swing symmetry of the traverse, the traverse is installed in antiphase one relative to the other, the shaft is located between the cylinders, and each traverse is pivotally connected to the crank of the mechanism with a connecting rod, and the hinges of the connecting rods to the grass themselves located on either side of the symmetry plane of swing and at the same distance from the latter, and the angle between the cranks is equal to the angle between lines connecting the centers of hinges traverse shaft axis at the location of the piston at the dead point.

Угол между кривошипами равен 70-120о.The angle between the cranks is 70-120 about .

При таком выполнении двигателя обеспечивается идентичное протекание рабочих процессов в каждом из четырех цилиндров, и уравновешенность двигателя, а расположение вала между цилиндрами и выполнение угла между цилиндрами равным 70-120о позволяет уменьшить габаритные ширину и высоту двигателя. Следствием этого является улучшение массогабаритных показателей двигателя при одновременном обеспечении уравновешенности.With this arrangement, the engine is provided an identical flow of working processes in each of the four cylinders, and the steadiness of the engine, and the location of the shaft between the cylinders, and execution of the angle between the cylinders equal to about 70-120 reduces the overall engine height and width. The consequence of this is to improve the overall dimensions of the engine while maintaining balance.

На фиг. 1 показан поперечный разрез двигателя внутреннего сгорания; на фиг.2 - продольный разрез; на фиг.3 - кинематическая схема двигателя. In FIG. 1 shows a cross section through an internal combustion engine; figure 2 is a longitudinal section; figure 3 is a kinematic diagram of the engine.

Двигатель содержит корпус 1 с четырьмя цилиндрами 2, два из которых расположены по одну сторону от вертикальной продольной плоскости симметрии, проходящей через ось 3 коленчатого вала 4, а два - по другую сторону от этой плоскости. В цилиндрах размещены поршни 5 со штоками 6. Коленчатый вал, ось которого перпендикулярна осям цилиндров, размещен в корпусе по высоте приблизительно на уровне между нижним и верхним концами штоков при положении поршней в ВМТ. Коленчатый вал имеет два кривошипа 7 и 8, связанные посредством шатунов 9 и 10 через шарниры 11 и 12 с перекрещивающимися относительно друг друга траверсами 13 и 14. Шарниры 11 и 12 расположены по обе стороны от упомянутой продольной плоскости симметрии - плоскости симметрии качания траверс на одинаковом расстоянии от нее. Каждая траверса 13 и 14 соединена посредством шарниров 15 и 16 со штоками пары поршней цилиндров, которые расположены по обе стороны от упомянутой продольной плоскости симметрии. Траверсы имеют закрепленные в корпусе неподвижные оси 17 и 18, которые расположены на одной прямой в упомянутой плоскости ниже оси коленчатого вала параллельно ей. Кривошипы 7 и 8 коленчатого вала расположены в разных плоскостях. Угол α (альфа) между кривошипами равен углу между прямыми линиями, соединяющими центры шарниров 11 и 12 траверс с центром коленчатого вала в положении любого поршня двигателя в мертвой точке. Предпочтительная величина этого угла 70-120о, в рассматриваемом примере выполнения двигателя его величина составляет 90о.The engine comprises a housing 1 with four cylinders 2, two of which are located on one side of the vertical longitudinal plane of symmetry passing through the axis 3 of the crankshaft 4, and two on the other side of this plane. Pistons 5 with rods 6 are placed in the cylinders. A crankshaft, the axis of which is perpendicular to the axes of the cylinders, is placed in the housing in height approximately at the level between the lower and upper ends of the rods when the pistons are in TDC. The crankshaft has two cranks 7 and 8, connected by connecting rods 9 and 10 through hinges 11 and 12 with traverses 13 and 14 intersecting relative to each other. Hinges 11 and 12 are located on both sides of the said longitudinal plane of symmetry - the plane of symmetry of the swing beam on the same distance from her. Each traverse 13 and 14 is connected via hinges 15 and 16 to the rods of a pair of pistons of cylinders, which are located on both sides of the said longitudinal plane of symmetry. The traverses have fixed axes 17 and 18 fixed in the housing, which are located on one straight line in the said plane below the axis of the crankshaft parallel to it. Cranks 7 and 8 of the crankshaft are located in different planes. The angle α (alpha) between the cranks is equal to the angle between the straight lines connecting the centers of the hinges 11 and 12 of the traverse with the center of the crankshaft in the position of any engine piston in the dead center. The preferred value of this angle is 70-120 about , in the considered example of the engine, its value is 90 about .

В момент времени, когда один из поршней 5 находится в мертвой точке, остальные три поршня также находятся в мертвой точке (ВМТ или НМТ). При этом следует иметь в виду, что в общем случае угол между прямыми линиями, соединяющими центры шарниров 11 и 12 траверс 13 и 14 с центром коленчатого вала 4, зависит от того, какому положению поршней (ВМТ или НМТ) соответствует поворот коленчатого вала. Упомянутый угол может иметь два различных значения в зависимости от того вверх или вниз направлены кривошипы 7 и 8 при достижении поршнями мертвой точки. Неравенство углов между прямыми линиями, соединяющими центры шарниров траверс с центром коленчатого вала, приводило бы к неодинаковой продолжительности по времени прямого и обратного ходов поршней, расположенных по правую и левую стороны продольной плоскости симметрии двигателя. Указанное обстоятельство вызывает неидентичность протекания рабочих процессов в цилиндрах, расположенных по обе стороны от упомянутой продольной плоскости симметрии. At the time when one of the pistons 5 is at a dead center, the other three pistons are also at a dead center (TDC or BDC). It should be borne in mind that in the general case, the angle between the straight lines connecting the centers of the hinges 11 and 12 of the traverse 13 and 14 with the center of the crankshaft 4 depends on what position of the pistons (TDC or BDC) corresponds to the rotation of the crankshaft. The mentioned angle can have two different values, depending on whether the cranks 7 and 8 are directed up or down when the pistons reach the dead point. The inequality of the angles between the straight lines connecting the centers of the traverse hinges to the center of the crankshaft would lead to unequal durations of the forward and reverse strokes of the pistons located on the right and left sides of the longitudinal plane of symmetry of the engine. This circumstance causes non-identical flow of working processes in cylinders located on both sides of the mentioned longitudinal plane of symmetry.

Для обеспечения идентичности протекания рабочих процессов в четырех цилиндрах заявляемого двигателя необходимо, чтобы углы между прямыми, соединяющими центры шарниров 11 и 12 траверс с центром коленчатого вала в положении поршня 5 в ВМТ и НМТ, были равны друг другу. Данное условие диктует необходимость расположения шарнира (например, 11) любой траверсы (например, 13) при положении поршня 5 как в ВМТ, так и в НМТ, на прямой, проходящей через центр коленчатого вала 4. To ensure the identity of the flow of working processes in the four cylinders of the inventive engine, it is necessary that the angles between the straight lines connecting the centers of the hinges 11 and 12 of the traverse with the center of the crankshaft in the position of the piston 5 in TDC and BDC are equal to each other. This condition dictates the need for the location of the hinge (for example, 11) of any traverse (for example, 13) with the position of the piston 5 in both TDC and BDC, on a straight line passing through the center of the crankshaft 4.

Указанное условие эквивалентно следующим уравнениям, связывающим геометрические характеристики звеньев механизма заявляемого двигателя
k2 - r2 = p2 - b2,
cos α /2 = k/p, (1) где k - длина шатуна 9 или 10,
r - радиус кривошипа 7 или 8,
p - расстояние между осями коленчатого вала 4 и траверс 13 и 14,
b - расстояние от оси траверс до шарниров 11 или 12.
The specified condition is equivalent to the following equations relating the geometric characteristics of the links of the mechanism of the claimed engine
k 2 - r 2 = p 2 - b 2 ,
cos α / 2 = k / p, (1) where k is the length of the connecting rod 9 or 10,
r is the radius of the crank 7 or 8,
p is the distance between the axles of the crankshaft 4 and the traverse 13 and 14,
b is the distance from the axis of the traverse to the hinges 11 or 12.

Траверса 13 или 14 совершает возвратно-качательное движение с максимальным углом качания γ (гамма). При этом с учетом условия равной продолжительности прямого и обратного ходов (1) зависимость между радиусом кривошипа 7 или 8 и расстоянием от оси траверс до шарниров 11 или 12 принимает следующую форму:
cos α /2 = k/p. (2)
Совместное решение уравнений (1) и (2) позволяет получить следующую расчетную формулу, реализация которой обеспечивает идентичность протекания рабочих процессов во всех четырех цилиндрах при равномерном чередовании вспышек
r = k . tg α /2 . tg γ /2. (3)
Двигатель работает следующим образом. Под действием расширяющихся газов, образующихся при сгорании топлива в цилиндре 2, поршень 5 перемещается в них до крайнего положения на величину хода. При этом сила давления газов через шток 6, шарнир 15, траверсу 13, шатун 9 и кривошип 7 передается коленчатому валу 4, совершая полезную работу. Часть работы затрачивается на перемещение поршня, по другую от продольной плоскости симметрии двигателя сторону той же траверсы 13 и связанного с ней штоком посредством шарнира 16. Указанный поршень осуществляет такт сжатия. Поршни 5, связанные с одной траверсой 13 или 14, совершают движение с фазовым сдвигом 180о. При выполнении угла между кривошипами 7 и 8 коленчатого вала 4 равным углу между прямыми линиями, соединяющими центры шарниров 11 и 12 траверс с центром коленчатого вала в положении любого поршня двигателя в мертвой точке, траверсы совершают перекрестное движение с фазовым сдвигом также 180о. Поэтому такой же фазовый сдвиг имеют поршни, расположенные в цилиндрах, оси которых лежат в плоскостях, параллельных продольной плоскости симметрии двигателя. Таким образом, когда поршни, связанные с траверсой 13, осуществляют процессы рабочего хода и сжатия, поршни, связанные с траверсой 14, осуществляют процессы выпуска и впуска. Следовательно, в случае реализации в двигателе 4-тактного или 2-тактного рабочих процессов обеспечивается равномерное чередование вспышек.
Traverse 13 or 14 makes a swinging movement with a maximum swing angle γ (gamma). Moreover, taking into account the condition of equal duration of the forward and reverse strokes (1), the dependence between the radius of the crank 7 or 8 and the distance from the axis of the traverse to the hinges 11 or 12 takes the following form:
cos α / 2 = k / p. (2)
The joint solution of equations (1) and (2) allows us to obtain the following calculation formula, the implementation of which ensures the identity of the flow of work processes in all four cylinders with a uniform alternation of flashes
r = k . tan α / 2 . tg γ / 2. (3)
The engine operates as follows. Under the action of the expanding gases generated during the combustion of fuel in the cylinder 2, the piston 5 moves in them to the extreme position by the amount of stroke. In this case, the gas pressure force through the rod 6, the hinge 15, the yoke 13, the connecting rod 9 and the crank 7 is transmitted to the crankshaft 4, doing useful work. Part of the work is spent on moving the piston, on the other side of the same plane of symmetry of the engine side of the same beam 13 and the rod connected to it by means of a hinge 16. This piston performs a compression stroke. Pistons 5 associated with one traverse 13 or 14, make a movement with a phase shift of 180 about . When the angle between the cranks 7 and 8 of the crankshaft 4 equal to the angle between the straight lines connecting the centers of hinges 11 and 12 traverses the center of the crankshaft in any position of the engine piston at the dead point, traverses perform cross movement with a phase shift of 180 as. Therefore, pistons located in cylinders whose axes lie in planes parallel to the longitudinal plane of symmetry of the engine have the same phase shift. Thus, when the pistons associated with the yoke 13 carry out the stroke and compression processes, the pistons associated with the yoke 14 carry out the exhaust and intake processes. Therefore, if a 4-stroke or 2-stroke operating process is implemented in the engine, uniform alternation of flashes is ensured.

Рассмотрим вопрос уравновешивания двигателя. Consider the issue of balancing the engine.

В зависимости от характера движения силы инерции масс можно разделить на следующие группы:
1. Силы инерции масс М1, движущихся возвратно-качательно.
Depending on the nature of the motion, the inertia forces of the masses can be divided into the following groups:
1. Inertial forces of masses M 1 moving back and forth.

2. Силы инерции масс М2, движущихся возвратно-поступательно.2. The inertia forces of the masses M 2 moving reciprocating.

3. Силы инерции вращающихся масс М3.3. The inertia forces of the rotating masses M 3 .

К массам М1, движущимся возвратно-качательно, относятся массы траверс 13 и 14, шарниров 11 и 12 с частями масс шатунов 9 и 10, приведенными к центрам шарниров 11 и 12. Массы М1 могут быть условно представлены сосредоточенными по обе стороны каждой траверсы 13 или 14 на одинаковом расстоянии от осей 17 или 18. Таким образом, каждая траверса является балансиром, статически уравновешенным относительно своей оси.The masses M 1 moving back and forth include the masses of traverses 13 and 14, hinges 11 and 12 with the parts of the masses of the rods 9 and 10, reduced to the centers of the hinges 11 and 12. The masses M 1 can be conditionally represented concentrated on both sides of each crosshead 13 or 14 at the same distance from the axes 17 or 18. Thus, each beam is a balancer, statically balanced about its axis.

К массам М2, движущимся возвратно-поступательно, относятся массы поршней 5 и штоков 6.The masses of M 2 moving reciprocating include the mass of the pistons 5 and rods 6.

К вращающимся массам М3 относятся массы кривошипов 7 и 8 и массы кривошипных головок шатунов 9 и 10.The rotating masses of M 3 include the mass of the cranks 7 and 8 and the mass of the crank heads of the connecting rods 9 and 10.

Горизонтальная и вертикальная составляющие сил инерции масс М1, движущихся возвратно-качательно, равны нулю. У каждой траверсы имеется неуравновешенный момент сил инерции масс М1, расположенный в плоскости качания траверсы. В связи с тем, что траверсы 13 и 14 совершают перекрестное движение с фазовым сдвигом 180о, моменты сил инерции масс М1 каждой траверсы в любой момент времени равны по величине и противоположно направлены. Поэтому в заявляемом двигателе массы М1, движущиеся возвратно-качательно, уравновешены.The horizontal and vertical components of the inertia forces of the masses M 1 moving back and forth are equal to zero. Each traverse has an unbalanced moment of inertia of the masses M 1 located in the swing plane of the traverse. Due to the fact that the traverses 13 and 14 make a cross movement with a phase shift of 180 about , the moments of inertia of the masses M 1 of each traverse at any time are equal in magnitude and oppositely directed. Therefore, in the inventive engine masses M 1 moving reciprocating, balanced.

При работе двигателя поршни 5 со штоками 6, связанные с одной траверсой 13 или 14, совершают движение с фазовым сдвигом 180о. Такой же фазовый сдвиг имеют поршни со штоками, расположенные в цилиндрах, оси которых лежат в плоскостях, параллельных продольной плоскости симметрии двигателя. Поэтому пара масс М2, движущихся возвратно-поступательно, соединенная, например, с траверсой 13, имеет неуравновешенный момент сил инерции в плоскости качания данной траверсы. Другая пара масс М2, соединенная с траверсой 14, имеет такой же по величине, но противоположно направленный момент сил инерции. Следовательно, в заявляемом двигателе массы М2, движущиеся возвратно-поступательно, уравновешены.When the engine pistons with rods 5, 6 associated with one crossarm 13 or 14, perform a movement with a phase shift of 180 °. Pistons with rods located in cylinders whose axes lie in planes parallel to the longitudinal plane of symmetry of the engine have the same phase shift. Therefore, a pair of masses M 2 moving reciprocally, connected, for example, with the crosshead 13, has an unbalanced moment of inertia in the swing plane of this crosshead. Another pair of masses M 2 connected to the traverse 14 has the same magnitude but opposite direction of the moment of inertia forces. Therefore, in the inventive engine mass M 2 , moving reciprocating, balanced.

Уравновешивание сил инерции вращающихся масс М3 осуществляется с помощью противовесов (не показаны) на коленчатом валу так же, как это имеет место в двигателях с традиционным кривошипно-шатунным механизмом.The balancing of the inertial forces of the rotating masses of M 3 is carried out using counterweights (not shown) on the crankshaft in the same way as in engines with a traditional crank mechanism.

Для оценки массогабаритных показателей заявляемого двигателя используем кинематические габариты - отнесенные к ходу поршня расстояния между предельными (крайними) положениями, занимаемыми звеньями силового механизма при совершении рабочего хода. To assess the overall dimensions of the inventive engine, we use kinematic dimensions - the distances between the extreme (extreme) positions occupied by the links of the power mechanism when making a working stroke related to the piston stroke.

Кинематическая длина L - расстояние между центрами передней и задней коренных опор коленчатого вала. Kinematic length L is the distance between the centers of the front and rear main bearings of the crankshaft.

Кинематическая ширина B - максимальное расстояние между образующими цилиндров, лежащими в плоскости поперечного сечения двигателя. Kinematic width B is the maximum distance between the generatrix of the cylinders lying in the plane of the cross section of the engine.

Кинематическая высота H - расстояние между осью поршневого пальца в крайнем верхнем положении и центром шарнира 15 в крайнем нижнем положении. Kinematic height H is the distance between the axis of the piston pin in the highest position and the center of the hinge 15 in the lowest position.

Установлено, что при уменьшении угла между кривошипами α от 170 до 40о кинематическая ширина B заявляемого двигателя уменьшается от 36,9 до 2,1, его кинематическая высота H увеличивается в более узких пределах от 1,1 до 3,7. С целью снижения величины кинематического объема LBH и с учетом того, что уменьшение кинематического объема LBH данного двигателя определяется, в первую очередь, снижением его кинематической площади поперечного сечения BH за верхнюю границу предпочтительного диапазона значений угла α между кривошипами принят угол 120о, а за нижнюю границу принят угол 70о. В указанном диапазоне значений угла α расположение осей траверс на одной прямой в продольной плоскости симметрии двигателя ниже оси коленчатого вала позволяет уменьшить кинематические ширину B и высоту H заявляемого двигателя по сравнению с известными конструкциями. Снижение габаритов заявляемого двигателя вызывает уменьшение его массы.It was found that with a decrease in the angle between cranks α from 170 to 40 °, the kinematic width B of the inventive engine decreases from 36.9 to 2.1, its kinematic height H increases in a narrower range from 1.1 to 3.7. To reduce the magnitude of the kinematic volume LBH and considering that reducing the kinematic volume LBH of the engine is determined primarily reducing its kinematic sectional area BH beyond the upper limit of the preferred range of the angle α values between cranks adopted angle 120, and the lower the border is taken at an angle of 70 ° . In the specified range of values of the angle α, the location of the axles of the traverses on one straight line in the longitudinal plane of symmetry of the engine below the axis of the crankshaft allows to reduce the kinematic width B and height H of the inventive engine compared to known structures. The reduction in size of the inventive engine causes a decrease in its mass.

Определим диапазон вариации углов качания поршневых штоков 6 заявляемого двигателя. Из формулы (3) путем несложных преобразований можно получить следующую зависимость
sin Z = (S/2l) . tg γ /4, (4) где Z (дзета) - максимальная величина угла качания штока 6,
l - длина штока 6,
S - максимальная величина хода поршня 5.
Define the range of variation of the swing angles of the piston rods 6 of the inventive engine. From formula (3), using simple transformations, we can obtain the following dependence
sin Z = (S / 2l) . tg γ / 4, (4) where Z (zeta) is the maximum value of the swing angle of the rod 6,
l is the length of the rod 6,
S is the maximum piston stroke value 5.

Согласно формуле (3), если угол α лежит в диапазоне 70-120о, а отношение радиуса кривошипа r к длине шатуна k равно 0,25 (как и в традиционных кривошипно-шатунных механизмах), то максимальная величина угла качания γ траверсы равна 16-39о. Подставив указанные величины угла γ в формулу (4), получим диапазон вариации максимальных значений угла качания штока Z = 1-3о. За счет малого угла качания поршневых штоков снижается сила давления поршней на гильзы цилиндров, вызывая уменьшение механических потерь и износа цилиндрово-поршневой группы.According to formula (3), if the angle α lies in the range of about 70-120, and the ratio of the radius r of the crank rod to the length k is equal to 0.25 (as in the traditional crank mechanism), the maximum value of the swing angle γ equal crosspiece 16 -39 about . Substituting the indicated values of the angle γ into formula (4), we obtain a range of variation of the maximum values of the angle of swing of the rod Z = 1-3 about . Due to the small angle of swing of the piston rods, the pressure force of the pistons on the cylinder liners is reduced, causing a decrease in mechanical losses and wear of the cylinder-piston group.

На основе механизма рассматриваемого двигателя можно проектировать многоцилиндровые двигатели с количеством цилиндров, кратным четырем, например 8-цилиндровые, 12-цилиндровые и т.д. При этом указанные двигатели конструктивно могут быть выполнены путем добавления к уже существующему 4-цилиндровому модулю еще одного, втоpого и т.д. 4-цилиндpовых модулей, оси коленчатых валов которых совпадают с осью 3 коленчатого вала первого модуля. Другим способом выполнения многоцилиндровых двигателей является расположение дополнительных четырех поршней на продолжении поршневых штоков 6 ниже осей траверс 17 и 18 базового 4-цилиндрового модуля (организация двух рабочих объемов в каждом цилиндре), например, как в известном техническом решении. Based on the mechanism of the engine in question, it is possible to design multi-cylinder engines with the number of cylinders that is a multiple of four, for example, 8-cylinder, 12-cylinder, etc. Moreover, these engines can be structurally performed by adding to the existing 4-cylinder module another, second, etc. 4-cylinder modules, the axis of the crankshafts of which coincide with the axis 3 of the crankshaft of the first module. Another way to perform multi-cylinder engines is to arrange an additional four pistons on the extension of the piston rods 6 below the axes of the traverses 17 and 18 of the base 4-cylinder module (organization of two working volumes in each cylinder), for example, as in the well-known technical solution.

Также возможна комбинация способов выполнения многоцилиндровых двигателей - сочетание увеличения количества модулей с организацией двух рабочих объемов в каждом цилиндре. Но при всех способах увеличения количества цилиндров или рабочих объемов (свыше четырех) двигателя в каждом его цилиндре или рабочем объеме будет обеспечиваться идентичное протекание рабочих процессов при равномерном чередовании вспышек и уравновешивании сил инерции. A combination of multi-cylinder engine execution methods is also possible - a combination of increasing the number of modules with the organization of two working volumes in each cylinder. But with all methods of increasing the number of cylinders or working volumes (over four) of the engine in each cylinder or working volume, the identical flow of working processes will be ensured with a uniform alternation of flashes and balancing of inertia forces.

Claims (2)

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере четыре цилиндра с размещенными в них поршнями, траверсы, установленные в корпусе на оси с возможностью качания, вал, связанный с траверсами при помощи кривошипно-шатунного механизма и расположенный в плоскости симметрии качания траверс, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей при достижении уравновешенности, траверсы установлены в противофазе одна относительно другой, вал расположен между цилиндрами, каждая траверса шарнирно связана с кривошипом механизма при помощи шатуна, причем шарниры крепления шатунов с траверсами расположены по обе стороны от плоскости симметрии качания и на одинаковом расстоянии от последней, а угол между кривошипами равен углу между линиями, соединяющими центры шарниров с осью вала при положении поршней в мертвой точке. 1. INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising at least four cylinders with pistons placed in them, traverses mounted in the housing on a pivotable axis, a shaft connected to the traverses by means of a crank mechanism and located in the swing symmetry plane of the traverse, characterized in that, in order to improve the overall dimensions when the balance is achieved, the traverses are installed in antiphase one relative to the other, the shaft is located between the cylinders, each traverse is pivotally connected to the crank mechanism with a connecting rod, and the hinges for connecting the connecting rods with traverses are located on both sides of the plane of swing symmetry and at the same distance from the latter, and the angle between the cranks is equal to the angle between the lines connecting the centers of the hinges with the shaft axis when the pistons are in the dead center position. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что угол между кривошипами равен 70-120o.2. The engine according to claim 1, characterized in that the angle between the cranks is 70-120 o .
SU4787772 1990-02-02 1990-02-02 Internal combustion engine RU2030608C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4787772 RU2030608C1 (en) 1990-02-02 1990-02-02 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4787772 RU2030608C1 (en) 1990-02-02 1990-02-02 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2030608C1 true RU2030608C1 (en) 1995-03-10

Family

ID=21494297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4787772 RU2030608C1 (en) 1990-02-02 1990-02-02 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2030608C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012021116A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-16 Ivanchuk Viktor Aleksandrovich Piston and connecting rod type internal combustion engine
RU2474707C2 (en) * 2010-05-06 2013-02-10 Василий Дмитриевич Поспелов Piston engine

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2. Заявка ФРГ N 2818736, кл. F 02B 75/32, 1979. *
Патент США N 1762614, кл. F 02B 75/28, 1930. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474707C2 (en) * 2010-05-06 2013-02-10 Василий Дмитриевич Поспелов Piston engine
WO2012021116A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-16 Ivanchuk Viktor Aleksandrovich Piston and connecting rod type internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4138897A (en) Balanced crankshaft mechanism for the two piston Stirling engine
US4195613A (en) Double-acting four-cylinder hot gas engine
JPS57195944A (en) Balancer device of internal combustion engine
JPS61157726A (en) Multicylinder internal combustion piston engine
CA2232680C (en) Reciprocating piston type internal combustion engine with a crank and multiple circular slide blocks
US4694785A (en) Piston apparatus
RU95115545A (en) Crank system for converting reciprocating linear motion into rotational motion, suitable in particular for reciprocating endothermic motors
US3581628A (en) Inherently balanced reciprocating power plant
US4351202A (en) Engine
US7100548B2 (en) V-type 8-cylinder four cycle internal combustion engine
RU2030608C1 (en) Internal combustion engine
US4407169A (en) Counterweight system for positive displacement piston type device
US5216927A (en) Connecting rod assembly for a dual crankshaft engine
US4979476A (en) Counter-balance system for counter-rotating twin-shaft reciprocating engine
DE3238030A1 (en) Twin-shaft engine
US4470387A (en) Mass balancing arrangement for a reciprocating-piston engine
US5211065A (en) Apparatus for translating rotational motion to harmonic linear motion
SU1116198A1 (en) Internal combustion engine
JPH05504394A (en) A device for achieving four-cycle operation of an internal combustion engine, etc. by a single rotation of the crankshaft.
GB2349417A (en) I.c. engine with piston connected by two con-rods to a pair of contra-rotating crankshafts
JPS6256645A (en) Crank balancing device for engine
DE68901811T2 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE.
JPS58166159A (en) Changing mechanism for reciprocating motion and rotational motion
RU2704510C1 (en) Internal combustion engine
RU2191906C2 (en) Opposed-cylinder internal combustion engine