RU2239068C2 - Piston engine - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines with rocking working members.

SUBSTANCE: proposed engine has cylindrical housing accommodating cylinders and crankshaft whose crank is arranged at angle of 5-30^o to its axis of rotation, and valve-actuating mechanism. Cylinders accommodate double-acting pistons made up of cylindrical sectors and mechanically connected with rocking lever installed on crank of crankshaft. Rocking lever is provided with cylindrical brackets fitted in holes of pistons, and crank of shaft is provided with projections between which rocking lever is installed. Worm mounted on crankshaft interacts with worm wheel installed on camshaft provided with valve operating cams.

EFFECT: simplified design of engine.

1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к транспортным установкам с поршневыми двигателями внутреннего сгорания.The invention relates to engine building, and in particular to transport units with reciprocating internal combustion engines.

Известен поршневой двигатель, содержащий корпус с блоком цилиндров, в которых размещены поршни со штоками, имеющими участки большого диаметра, взаимодействующие с приводным элементом и размещенные в направляющих [1].Known piston engine, comprising a housing with a cylinder block, in which are placed pistons with rods having sections of large diameter interacting with the drive element and placed in the guides [1].

Недостатком известного устройства являются большие габариты устройства и соответственно большая металлоемкость.A disadvantage of the known device is the large dimensions of the device and, accordingly, a large metal consumption.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий корпус, установленные в нем цилиндры и коленчатый вал, поршни, расположенные в цилиндрах и кинематически связанные с качающимся рычагом и механизм газораспределения с приводом и распределительным валом [2].Known axial piston engine containing a housing, installed in it cylinders and a crankshaft, pistons located in the cylinders and kinematically connected with a swing arm and a gas distribution mechanism with a drive and a camshaft [2].

Недостатками этого устройства являются громоздкость и сложность кинематической схемы, ее повышенная инерционность, в том числе шайбы, соединенной с поршнями шатунами (с тремя степенями свободы), которые сложно исполнимы и недостаточно надежны.The disadvantages of this device are the bulkiness and complexity of the kinematic scheme, its increased inertia, including washers connected to pistons by connecting rods (with three degrees of freedom), which are difficult to execute and not reliable enough.

Наиболее близким решением является поршневой двигатель, содержащий корпус цилиндрической формы, установленные в нем цилиндры и коленчатый вал, колено которого расположено под углом 5-30° к оси его вращения, расположенные в цилиндрах, выполненных из цилиндрических секторов, поршни двухстороннего действия, и кинематически связанные с качающимся рычагом (типа паука), установленным на колене коленчатого вала, и механизм газораспределения, при этом качающийся рычаг выполнен с цилиндрическими консолями, расположенными в отверстиях поршней, а колено вала снабжено выступами, между которыми установлен качающийся рычаг [3].The closest solution is a piston engine containing a cylindrical body, mounted cylinders and a crankshaft, the elbow of which is located at an angle of 5-30 ° to the axis of rotation, located in cylinders made of cylindrical sectors, double-acting pistons, and kinematically connected with a swinging lever (such as a spider) mounted on the knee of the crankshaft, and a gas distribution mechanism, while the swinging lever is made with cylindrical consoles located in the holes of the pistons, and the shaft elbow is provided with protrusions between which a swing arm [3] is mounted.

Недостатком этого решения является сложность изготовления узла сопряжения поршня с коленчатым валом (наличие шарнирных пальцев, соединяющих поршень с качающимся рычагом, и подшипников).The disadvantage of this solution is the difficulty of manufacturing a node for connecting the piston to the crankshaft (the presence of articulated fingers connecting the piston to the swing arm and bearings).

Техническим результатом является упрощение конструкции поршневого двигателя.The technical result is to simplify the design of a piston engine.

Технический результат достигается тем, что поршневой двигатель, содержащий корпус цилиндрической формы, установленные в нем цилиндры и коленчатый вал, колено которого расположено под углом 5-30° к оси вращения, расположенные в цилиндрах, выполненных из цилиндрических секторов, поршни двухстороннего действия, и кинематически связанные с качающимся рычагом, установленным на колене коленчатого вала, и механизм газораспределения, при этом качающийся рычаг выполнен с цилиндрическими консолями, расположенными в отверстиях поршней, а колено вала снабжено выступами, между которыми установлен качающийся рычаг, причем на коленчатом валу смонтирован червяк, взаимодействующий с червячным колесом, которое установлено на распределительном валу, имеющем кулачки привода клапанов.The technical result is achieved by the fact that a piston engine containing a cylindrical body, mounted cylinders and a crankshaft, the elbow of which is located at an angle of 5-30 ° to the axis of rotation, located in cylinders made of cylindrical sectors, double-acting pistons, and kinematically associated with a swing arm mounted on the knee of the crankshaft, and a gas distribution mechanism, wherein the swing arm is made with cylindrical consoles located in the holes of the pistons, and the knee in Ala is equipped with protrusions between which a swinging lever is mounted, and a worm mounted on a crankshaft interacting with a worm wheel, which is mounted on a camshaft having valve actuating cams.

На чертеже изображен общий вид поршневого двигателя.The drawing shows a General view of a piston engine.

Поршневой двигатель состоит из корпуса 1 цилиндрической формы, в котором расположены цилиндры 2, выполненные из цилиндрических секторов 3. В корпусе 1 также смонтирован коленчатый вал 4 с коленом 5, расположенным под углом 5-30° по отношению к оси вращения коленчатого вала 4. В цилиндрах 2 установлены спаренные поршни двухстороннего действия 6 с компрессионными и уплотнительными кольцами 7. Противолежащие поршни двухстороннего действия 6, расположенные перекрестно в цилиндрах 2, связаны между собой жесткой связью. В середине спаренных поршней двухстороннего действия 6 имеются отверстия 8. На колене 5 коленчатого вала 4 имеются выступы 9, в которых расположен качающийся рычаг 10, находящийся симметрично центра колена 5. Качающийся рычаг 10, установленный в выступах 9, снабжен в верхней части консолями 11 цилиндрической формы.The piston engine consists of a cylindrical body 1, in which cylinders 2 are made of cylindrical sectors 3. A crankshaft 4 with an elbow 5 located at an angle of 5-30 ° with respect to the axis of rotation of the crankshaft 4 is also mounted in the housing 1. cylinders 2 are equipped with twin double-acting pistons 6 with compression and sealing rings 7. Opposite double-acting pistons 6 located crosswise in cylinders 2 are connected by a rigid connection. In the middle of the paired pistons of double-acting 6 there are holes 8. On the knee 5 of the crankshaft 4 there are protrusions 9 in which the swinging lever 10 is located, which is symmetrical to the center of the knee 5. The swinging lever 10, mounted in the protrusions 9, is equipped with cylindrical consoles 11 in the upper part forms.

Цилиндрическая консоль 11 входит в отверстие 8 спаренных поршней двухстороннего действия 6. На коленчатом валу 4 смонтирован червяк 12, взаимодействующий с червячным колесом 13, которое установлено на распределительном валу 14 газораспределительного механизма 15. На распределительном валу 14 имеются кулачки 16, приводящие в движение клапаны 17. В цилиндрах 2 установлены свечи 18. На коленчатом валу 4 с одной стороны прикреплен шкив 19, а с другой - маховик 20. Цилиндры 2 и поршень 6 могут быть выполнены круглой и прямоугольной формы.The cylindrical console 11 enters the hole 8 of the double-acting twin pistons 6. A worm 12 is mounted on the crankshaft 4, which interacts with the worm wheel 13, which is mounted on the camshaft 14 of the gas distribution mechanism 15. There are cams 16 on the camshaft 14, which actuate the valves 17 Candles 18 are installed in the cylinders 2. On the crankshaft 4, a pulley 19 is attached on one side and a flywheel 20 on the other. Cylinders 2 and piston 6 can be made round and rectangular.

Двигатель работает следующим образом.The engine operates as follows.

При поступлении горючей смеси в камеру сгорания одного из цилиндров 2 и воспламенения ее от свечи 18 поршни двухстороннего действия 6 начинают совершать движение по радиусу и воздействуют на консоль 11 качающегося рычага 10, который в свою очередь через выступы 9 колена 5 поворачивает коленчатый вал 4. Попеременно подавая горячую смесь в цилиндры 2, поршни двухстороннего действия 6 совершают движение в цилиндрах 2, вращая коленчатый вал 4. Колено 5 коленчатого вала 4 расположено под углом 5-30° к оси его вращения, что дает возможность преобразовать колебательные движения поршней двустороннего действия 6 во вращательные движения коленчатого вала. Так как консоль 11 качающегося рычага 10 выполнена цилиндрической, она, совершая колебательные движения совместно с поршнями 6, при повороте скользит в отверстии 8 поршня 6 двухстороннего действия.When the combustible mixture enters the combustion chamber of one of the cylinders 2 and ignites it from the plug 18, the double-acting pistons 6 begin to move along the radius and act on the console 11 of the swinging lever 10, which in turn rotates the crankshaft 4. Through the protrusions 9 of the knee 5. feeding the hot mixture to the cylinders 2, the double-acting pistons 6 move in the cylinders 2 by rotating the crankshaft 4. The elbow 5 of the crankshaft 4 is located at an angle of 5-30 ° to the axis of rotation, which makes it possible to convert olebatelnye bidirectional movement of the pistons 6 to the rotational motion of the crankshaft. Since the console 11 of the swinging arm 10 is cylindrical, it, oscillating in conjunction with the pistons 6, when turning, slides in the hole 8 of the piston 6 double-acting.

Источники информацииSources of information

1. Авторское свидетельство СССР №1696742, кл. F 01 В 9/02, 1991 г.1. USSR Copyright Certificate No. 1696742, cl. F 01 B 9/02, 1991

2. Авторское свидетельство СССР №1740699, кл. F 01 В 3/02, 1992 г.2. Copyright certificate of the USSR No. 1740699, cl. F 01 B 3/02, 1992

3. Патент США №6325038, кл. F 02 В 53/00, 2001 г. - прототип.3. US Patent No. 6325038, cl. F 02 B 53/00, 2001 - prototype.

Claims (1)

Поршневой двигатель, содержащий корпус цилиндрической формы, установленные в нем цилиндры и коленчатый вал, колено которого расположено под углом 5-30° к оси его вращения, расположенные в цилиндрах, выполненных из цилиндрических секторов, поршни двухстороннего действия, кинематически связанные с качающимся рычагом, установленным на колене коленчатого вала, и механизм газораспределения, при этом качающийся рычаг выполнен с цилиндрическими консолями, расположенными в отверстиях поршней, а колено вала снабжено выступами, между которыми установлен качающийся рычаг, отличающийся тем, что на коленчатом валу смонтирован червяк, взаимодействующий с червячным колесом, которое установлено на распределительном валу, имеющем кулачки привода клапанов.A piston engine containing a cylindrical body, cylinders and a crankshaft installed in it, the bend of which is located at an angle of 5-30 ° to the axis of rotation, located in cylinders made of cylindrical sectors, double-acting pistons kinematically connected with a swing arm mounted on the knee of the crankshaft, and the gas distribution mechanism, while the swinging lever is made with cylindrical consoles located in the holes of the pistons, and the knee of the shaft is equipped with protrusions between which a swinging lever is installed, characterized in that a worm is mounted on the crankshaft, interacting with the worm wheel, which is mounted on a camshaft having valve actuating cams.