RU2299371C1 - Controlled motion converter - Google Patents
Controlled motion converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299371C1 RU2299371C1 RU2006103561/11A RU2006103561A RU2299371C1 RU 2299371 C1 RU2299371 C1 RU 2299371C1 RU 2006103561/11 A RU2006103561/11 A RU 2006103561/11A RU 2006103561 A RU2006103561 A RU 2006103561A RU 2299371 C1 RU2299371 C1 RU 2299371C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- eccentric
- shaft
- rotation
- slider
- reciprocating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к механизмам для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот, и может быть использовано в поршневых двигателях, поршневых насосах и компрессорах.The invention relates to mechanisms for converting reciprocating motion into rotational motion and vice versa, and can be used in piston engines, reciprocating pumps and compressors.
Классическая схема механизма для преобразования поступательного движения во вращательное в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) описана в монографии Кузнецова А.В. «Устройство и эксплуатация двигателей внутреннего сгорания: учебное пособие для технических училищ». М.: Высшая школа, 1979, на стр.40 [1] и поясняется на фигуре 1, где приведен чертеж кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания. На фигуре 1 цифрами обозначены: 101 - коленчатый вал (кривошип); 102 - шатун; 103 - ползун; 100 - стойка. Для лучшего понимания изложенного далее технического решения необходимо отметить, что в приведенной ссылке верхняя часть ползуна 103 выполняет также функции поршня, сжимающего в процессе преобразования вращательного движения в поступательное движение рабочую смесь в цилиндре, образованном стойкой 100, и предающего энергию взрыва рабочей смеси на механизм преобразования поступательного движения во вращательное.The classical scheme of the mechanism for converting translational motion into rotational motion in an internal combustion engine (ICE) is described in the monograph by A.V. Kuznetsov "The design and operation of internal combustion engines: a manual for technical schools." M .: Higher school, 1979, on page 40 [1] and is illustrated in figure 1, which shows a drawing of a crank mechanism of an internal combustion engine. In figure 1, the numbers denote: 101 - the crankshaft (crank); 102 - connecting rod; 103 - slider; 100 - rack. For a better understanding of the technical solution described below, it should be noted that in the above link, the upper part of the
Известны также некоторые конструкции бесшатунных механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот, различные варианты которых описаны и проанализированы, в частности, в монографии Баландина С.С. «Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания», М.: Машиностроение, 1968, стр.14 [2]. Практическая конструкция была защищена авторским свидетельством СССР №118471 [3], в котором описан бесшатунный механизм, содержащий коленчатый вал, две опорные шейки которого находятся в подшипниках кривошипов, а штоковые шейки расположены в подшипниках ползунов. Оригинальные технические решения в области конструирования поршневых бесшатунных механизмов описаны в патентах США № 4,559,838 [4] и № 6,631,671 [5].Some designs of rodless mechanisms for converting reciprocating motion into rotational and vice versa are also known, various versions of which are described and analyzed, in particular, in the monograph of S. Balandin. "Rodless piston internal combustion engines", M.: Mechanical Engineering, 1968, p.14 [2]. The practical design was protected by USSR author's certificate No. 118471 [3], which describes a rodless mechanism containing a crankshaft, two support journals of which are located in crank bearings, and rod necks are located in slide bearings. Original technical solutions in the field of design of piston rodless mechanisms are described in US patent No. 4,559,838 [4] and No. 6,631,671 [5].
Известно также техническое решение, предложенное в авторском свидетельстве СССР №1573271 [6], в котором описан передаточный механизм, содержащий два эксцентрика, один из которых расположен внутри другого, причем один из эксцентриков шарнирно установлен в корпусе. Интересная конструкция-аналог упоминается в [2] на стр.15, где описан бесшатунный механизм, содержащий спаренные эксцентрики и коленчатый вал.There is also a technical solution proposed in USSR author's certificate No. 1573271 [6], which describes a transmission mechanism containing two eccentrics, one of which is located inside the other, and one of the eccentrics is pivotally mounted in the housing. An interesting analog design is mentioned in [2] on page 15, which describes a rodless mechanism containing twin eccentrics and a crankshaft.
Принципиальным недостатком известных бесшатунных механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот является конструктивная невозможность управления преобразованием для остановки, изменения направления движения деталей механизма и т.д., при сохранении у вала способности вращаться, например, за счет других приводов. Устранение этого недостатка обеспечило бы возможность блокировки отдельных механизмов, приводимых одним валом или приводящих один вал, что значительно расширяет сферу применения механизма.The fundamental disadvantage of the known rodless mechanisms for converting reciprocating motion into rotational and vice versa is the constructive inability to control the conversion to stop, change the direction of movement of the parts of the mechanism, etc., while maintaining the ability of the shaft to rotate, for example, due to other drives. The elimination of this drawback would provide the possibility of blocking individual mechanisms driven by one shaft or leading one shaft, which greatly expands the scope of the mechanism.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является решение, описанное в патенте РФ №2212552 [7], в котором предложена модульная конструкция бесшатунного двигателя со звездообразным расположением цилиндров. Каждый модуль состоит из двух картер-цилиндров, скрепленных стяжными болтами. В цилиндрах размещены две пары связанных штоками поршней, которые установлены попарно перпендикулярно друг другу. На цилиндрах укреплены стяжными хомутами крышки под системы газораспределения золотникового типа. Каждая пара поршней, связанных со штоками, выполнена как одно целое в виде шток-поршня. Подшипники качения коленчатого вала установлены в картер-цилиндрах и взаимодействуют своими подвижными обоймами с противовесом силового механизма, выполненным из двух частей. На штоковой шейке коленчатого вала на подшипниках скольжения размещена пара эксцентриков с разнонаправленным эксцентриситетом и противовесами к ним. Эксцентрики размещены в отверстиях, обрамленных ступицей, в средней части шток-поршней. Направляющей для шток-поршней служат внутренние поверхности средней части картер-цилиндров. Перечисленные составляющие образуют модуль двигателя, причем двигатель можно снабжать одним или несколькими модулями. Двигатель снабжен редуктором, который помещен в секционном корпусе управления системами газораспределения и связан с ними кинематически.Closest to the claimed invention is the solution described in RF patent No. 2212552 [7], which proposed a modular design of a rodless motor with a star-shaped arrangement of cylinders. Each module consists of two crankcase cylinders fastened with tie bolts. Two pairs of pistons connected by rods are placed in the cylinders, which are mounted in pairs perpendicular to each other. On the cylinders are secured with coupling clamps of the cover for the valve-type gas distribution systems. Each pair of pistons associated with the rods is made integrally in the form of a piston rod. Rolling bearings of the crankshaft are installed in the crankcase-cylinders and interact with their movable cages with a counterweight of the power mechanism made of two parts. A pair of eccentrics with multidirectional eccentricity and counterweights to them are placed on the rod neck of the crankshaft on sliding bearings. The eccentrics are located in the holes framed by the hub in the middle of the piston rods. Guide for the piston rods are the inner surface of the middle part of the crankcase. The listed components form an engine module, and the engine can be equipped with one or more modules. The engine is equipped with a gearbox, which is placed in a sectional control housing for gas distribution systems and is kinematically connected with them.
Таким образом, в этом техническом решении предусматривается управление преобразователями движения за счет добавление или снятие отдельных блоков многоцилиндрового двигателя (по типу модульного конструктора) для достижения необходимой мощности двигателя. Но такая процедура возможна только в мастерской, требует специального оборудования и участия квалифицированных специалистов, что делает конструкцию весьма неудобной для практического применения, например, в автомобиле.Thus, this technical solution provides for the control of motion converters by adding or removing individual blocks of a multi-cylinder engine (as a modular designer) to achieve the required engine power. But such a procedure is possible only in the workshop, requires special equipment and the participation of qualified specialists, which makes the design very inconvenient for practical use, for example, in a car.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в том, чтобы, используя известные принципы конструирования преобразователей движения, разработать конструкцию управляемого механизма, т.е. механизма способного, в частности, останавливать преобразование или изменять направления движения деталей при сохранении у вала способности вращаться, например, за счет других приводов.The task to which the claimed invention is directed is to, using the well-known principles of designing motion converters, develop the design of a controlled mechanism, i.e. mechanism capable, in particular, to stop the conversion or change the direction of movement of the parts while maintaining the ability of the shaft to rotate, for example, due to other drives.
Технический результат достигается за счет того, что бесшатунный механизм на основе эксцентриков (вариант А) или эксцентриков и кривошипного вала (вариант Б) снабжен устройством, обеспечивающим передачу движения между элементами вращательного и поступательного движения, и приспособлением, способным - в одном режиме работы - блокировать возвратно-поступательное движение (в частности зафиксировать ползун в неподвижном положении) при сохранении у вала возможности вращаться, во втором режиме работы - обеспечивать вышеуказанную передачу движения.The technical result is achieved due to the fact that the rodless mechanism based on eccentrics (option A) or eccentrics and a crank shaft (option B) is equipped with a device that provides transmission of movement between the elements of rotational and translational motion, and a device capable of blocking in one operation mode reciprocating movement (in particular, to fix the slider in a fixed position) while maintaining the ability to rotate at the shaft, in the second mode of operation - to provide the above gear zheniya.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
В варианте А управляемый преобразователь движения, т.е. механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот, включает в себя, по меньшей мере, два помещенных один в другой эксцентрика разного диаметра и одинакового по величине эксцентриситета, причем малый эксцентрик жестко закреплен на валу вращения и служит осью большому эксцентрику, шарнирно связанному с ползуном, способным совершать возвратно-поступательные движения по направляющим, который, в свою очередь, связан со штоком поршня, а также управляемое стопорное устройство, выполненное с возможностью при его активации фиксировать привод возвратно-поступательного движения, в частном случае путем фиксации ползуна механическим штырем-задвижкой или сердечником соленоида при сохранении у вала возможности вращения.In option A, a controlled motion transducer, i.e. The mechanism for converting reciprocating motion into rotational and vice versa includes at least two eccentrics of different diameters and of the same eccentricity placed in one another, the small eccentric being rigidly fixed to the rotation shaft and serving as the axis of the large eccentric pivotally connected with a slider capable of reciprocating movements along the guides, which, in turn, is connected with the piston rod, as well as a controlled locking device, made with the possibility of th when it is activated record the drive reciprocating movement in a particular case by latching the slide pin-mechanical valve or a solenoid core while maintaining at shaft rotatably.
В варианте Б управляемый преобразователь движения, т.е. механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот, включает в себя эксцентрик, осью вращения которому служит шип кривошипного вала, смещенный относительно оси вращения кривошипного вала на величину эксцентриситета эксцентрика, причем эксцентрик шарнирно соединен с ползуном, способным совершать возвратно-поступательные движения по направляющим, который, в свою очередь, связан со штоком поршня, и управляемое стопорное устройство, выполненное с возможностью при его активации фиксировать привод возвратно-поступательного движения, в частном случае путем фиксации ползуна механическим штырем-задвижкой или сердечником соленоида при сохранении у вала возможности вращения.In option B, a controlled motion converter, i.e. the mechanism for converting the reciprocating motion into rotational and vice versa includes an eccentric, the axis of rotation of which is the crank of the crank shaft, offset relative to the axis of rotation of the crank shaft by the amount of eccentricity of the eccentric, the eccentric pivotally connected to a slider capable of reciprocating motion along a guide, which, in turn, is connected with the piston rod, and a controlled locking device made with the possibility, when activated, to fix the drive in reciprocating motion, in the particular case by fixing the slider with a mechanical pin-valve or core of the solenoid while maintaining the possibility of rotation at the shaft.
В рассматриваемых вариантах реализации изобретения ползун и поршень представлены как отдельные элементы, соединенные штоком 6, однако, не имеется препятствий для объединения их в единый блок, устраняющий шток 6. Кроме того, в обоих вариантах исполнения управляемого преобразователя для уменьшения сил трения и соответственно увеличения коэффициента полезного действия при взаимодействии деталей могут быть применены дополнительные элементы, например подшипники, заменяющие трение скольжения трением качения, в том числе при взаимодействии ползуна с направляющими.In the considered embodiments of the invention, the slider and the piston are presented as separate elements connected by the
Существенно, что вал, применяемый для варианта А управляемого преобразователя, технологически нетрудно сделать полым ввиду отсутствия кривошипов, что может быть полезно для облегчения конструкции, для пропускания через вал охлаждающей жидкости с целью уменьшения температурных нагрузок или, например, для пропускания через полый вал альтернативного привода.It is significant that the shaft used for option A of the controlled converter is technologically easy to make hollow due to the absence of cranks, which can be useful to simplify the design, to pass coolant through the shaft in order to reduce temperature loads, or, for example, to pass an alternative drive through the hollow shaft .
Далее существо изобретения поясняется с привлечением графических материалов. Для варианта А на фигурах 2-4 цифрами обозначены:Further, the invention is illustrated with the use of graphic materials. For option A in figures 2-4, the numbers indicate:
1 - ползун;1 - slider;
2 - направляющие;2 - guides;
3 - эксцентрик большой;3 - large eccentric;
4 - эксцентрик малый;4 - small eccentric;
5 -вал;5-shaft;
6 - шток;6 - stock;
7 - поршень;7 - a piston;
11 - механический элемент, отключающий привод возвратно-поступательного движения, в частном случае - путем фиксации ползуна.11 - a mechanical element that disables the drive of the reciprocating movement, in the particular case - by fixing the slider.
Эксцентрики 3 и 4 имеют одинаковый эксцентриситет, который на фигуре 2 обозначен буквой Е.Eccentrics 3 and 4 have the same eccentricity, which in figure 2 is indicated by the letter E.
Управляемый преобразователь движения по варианту А (см. фигуру 2) включает в себя ползун 1, способный совершать возвратно-поступательные движения по направляющим 2 и имеющий шарнирное соединение с эксцентриком 3. Осью вращения эксцентрику 3 служит шарнирно связанный с ним эксцентрик 4. Эксцентрики 3 и 4 имеют одинаковый по величине, но разнонаправленный эксцентриситет Е. Эксцентрик 4 жестко закреплен на валу 5.The controlled motion converter according to option A (see figure 2) includes a
Для варианта Б на фигурах 5-7 цифрами обозначены:For option B in figures 5-7, the numbers denote:
1 - ползун;1 - slider;
2 - направляющие;2 - guides;
6 - шток;6 - stock;
7 - поршень;7 - a piston;
8 - шип кривошипного вала;8 - spike of the crank shaft;
9 - кривошипный вал;9 - crank shaft;
10 - эксцентрик;10 - clown;
11 - механический элемент, отключающий привод возвратно-поступательного движения, в частном случае - путем фиксации ползуна.11 - a mechanical element that disables the drive of the reciprocating movement, in the particular case - by fixing the slider.
Управляемый преобразователь движения по варианту Б (см. фигуру 5) включает в себя ползун 1, способный совершать возвратно-поступательные движения по направляющим 2 и имеющий шарнирное соединение с эксцентриком 10. Осью вращения эксцентрику 10 служит шип 8 кривошипного вала 9, смещенный относительно оси вращения кривошипного вала на величину Е, равную эксцентриситету эксцентрика 10.The controlled motion converter according to option B (see figure 5) includes a
Оба вышеуказанных варианта отличаются от прототипа тем, что содержат управляемое стопорное устройство 11, выполненное с возможностью в одном режиме работы фиксировать привод возвратно-поступательного движения, в частном случае - путем фиксации ползуна, (см. фигуры 3 и 6) при сохранении у вала возможности вращения, во втором режиме работы - не влиять на функционирование ползуна и, соответственно, на преобразование движения (см. фигуру 2 и фигуру 5).Both of the above options differ from the prototype in that they contain a controlled
В качестве примера, на фигурах 2-11, изображен механизм в вертикальном положении с оппозитным расположением поршней 7 на штоках 6, но работа механизма, в частности, возможна и в горизонтальном положении, и с одним поршнем.As an example, in figures 2-11, the mechanism is depicted in the upright position with the opposed arrangement of the
Характерной особенностью конструкции управляемого преобразователя движения в обоих рассматриваемых вариантах является наличие устройства, предназначенного для отключения/включения преобразования движения механизмом с сохранением у вала возможности вращения за счет других приводов преимущественно аналогичной конструкции.A characteristic design feature of the controlled motion transducer in both cases is the presence of a device designed to disable / enable motion conversion by a mechanism while maintaining the possibility of rotation of the shaft due to other drives of a predominantly similar design.
При этом фиксирующее устройство, а в данном примере это устройство, фиксирующее ползун в неподвижном положении, может работать за счет взаимодействия механических, электрических, пневматических, гидравлических, магнитных элементов или их комбинаций, и иметь ручную, полуавтоматическую или автоматическую систему управления, т.е. привод.In this case, the locking device, and in this example this device, fixing the slider in a fixed position, can work due to the interaction of mechanical, electrical, pneumatic, hydraulic, magnetic elements or their combinations, and have a manual, semi-automatic or automatic control system, i.e. . drive unit.
В качестве одного из возможных вариантов выполнения такого устройства на фигурах 2, 3, 5, 6, 8, 9 показан механический элемент 11, способный зафиксировать ползун в неподвижном положении.As one of the possible embodiments of such a device, figures 2, 3, 5, 6, 8, 9 show a
На фигуре 2 изображен выполненный в варианте А управляемый преобразователь с двумя эксцентриками 3 и 4, при этом дается вид спереди с разрезом по центру. На фигуре 2 элемент 11 не фиксирует ползун 1, и тот способен совершать возвратно-поступательные движения по направляющим 2.The figure 2 shows a controllable converter made in variant A with two
На фигуре 4 показан вид механизма по варианту А сбоку с разрезом по центру, при этом вал 5 и эксцентрик 4 для лучшего понимания конструкции условно изображены без разреза.The figure 4 shows a side view of the mechanism according to option A from the side with a cut in the center, while the
На фигуре 3 также изображен вариант А управляемого преобразователя движения с двумя эксцентриками 3 и 4 (вид спереди с разрезом по центру), но элемент 11 в данном случае фиксирует ползун 1 в неподвижном положении, однако вал 5 сохраняет способность совершать вращательные движения за счет других приводов.Figure 3 also shows option A of a controlled motion transducer with two
Управляемый преобразователь движения, показанный на фигурах 2-4, работает следующим образом.The controlled motion converter shown in figures 2-4, works as follows.
При преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное возвратно-поступательное движение ползуна 1 сообщает эксцентрику 3 вращательное движение, эксцентрик 3, вращаясь вокруг эксцентрика 4, передает ему вращательное движение противоположного направления. В свою очередь, эксцентрик 4 передает валу 5 вращательное движение.When converting the reciprocating motion into a rotational reciprocating motion of the
При преобразовании вращательного движения в возвратно-поступательное вращательное движение вала 5, связанного с эксцентриком 4, передает эксцентрику 3 вращательное движение противоположного вращению вала 5 направления. Вращение эксцентрика 3 относительно эксцентрика 4 сообщает ползуну 1 возвратно-поступательное движение.When converting the rotational motion to the reciprocating rotational motion of the
В качестве примера управляемое стопорное устройство 11 выполнено с возможностью, при его активации, фиксировать привод возвратно-поступательного движения путем фиксации ползуна 1. Как показано на фигуре 3, ползун не способен совершать возвратно-поступательные движения. При этом вал 5 может совершать вращательное движение в шарнирном соединении между эксцентриком 3 и ползуном 1 за счет внешних приводов.As an example, the controlled locking
Управляемое стопорное устройство, которое на фигуре 3 (вариант А) в качестве примера показано как механический элемент 11, способно фиксировать привод возвратно-поступательного движения, в частном случае - путем фиксации ползуна, при сохранении у вала возможности вращения, когда ось вращения вала совпадает с геометрической осью большого эксцентрика 3.A controlled locking device, which is shown as a
Как показано на фигуре 3 (вариант А), ползун не способен совершать возвратно-поступательные движения. При этом вал 5 может совершать вращательное движение в шарнирном соединении между эксцентриком 3 и ползуном 1 за счет внешних приводов.As shown in figure 3 (option A), the slider is not able to make reciprocating movements. When this
Таким образом, может происходить выключение привода возвратно-поступательного движения в управляемом преобразователе движения по варианту А.Thus, the drive of the reciprocating motion can be turned off in a controlled motion converter according to embodiment A.
Для включения привода возвратно-поступательного движения необходимо, чтобы механический элемент 11 перестал фиксировать ползун 1, т.е. занял положение, не препятствующее движению ползуна (см. механический элемент 11 на фигуре 2). Кроме того, ползуну 1 должно быть сообщено поступательное движение, выводящее его из статического состояния. Такое движение может быть сообщено ползуну за счет действия, например, силы тяжести (при его вертикальном положении), внешнего привода, например, с использованием толкателя, дополнительно наложенных на детали механических связей типа ограничений, например, включением в конструкцию преобразователя деталей, способных допустить вращение большого эксцентрика и вала только во взаимно-противоположных направлениях и, таким образом, включающих привод возвратно-поступательного движения при сообщении валу вращательного движения.To enable the reciprocating drive, it is necessary that the
Включение привода возвратно-поступательного движения, также как и его выключение, должно происходить, когда ось вращения вала совпадает с геометрической осью большого эксцентрика 3 (например, см. фигуру 3).Turning on the reciprocating drive, as well as turning it off, should occur when the axis of rotation of the shaft coincides with the geometric axis of the large eccentric 3 (for example, see figure 3).
Примером включения в конструкцию преобразователя деталей, способных допустить вращение большого эксцентрика и вала только во взаимно-противоположных направлениях при незафиксированном приводе возвратно-поступательного движения для варианта А управляемого преобразователя, может служить конструкция, изображенная на фигурах 8, 9, 10 и 11, которая является одним из многих возможных вариантов реализации изобретения.An example of the inclusion in the design of the transducer of parts capable of allowing the rotation of the large eccentric and the shaft only in mutually opposite directions with an unsecured reciprocating drive for option A of the controlled transducer can be the structure depicted in figures 8, 9, 10 and 11, which is one of many possible embodiments of the invention.
На фигурах 8-11 цифрами обозначены:In figures 8-11, the numbers indicate:
1 - ползун (на фигурах 8, 9 не показан);1 - slider (not shown in figures 8, 9);
2 - направляющие (на фигурах 10, 11 не показаны);2 - guides (not shown in figures 10, 11);
3 - эксцентрик большой;3 - large eccentric;
4 - эксцентрик малый;4 - small eccentric;
5 - вал;5 - shaft;
6 - шток;6 - stock;
7 - поршень;7 - a piston;
11 - механический элемент, способный фиксировать ползун (на фигурах 10 и 11 он не показан);11 - a mechanical element capable of fixing the slider (it is not shown in figures 10 and 11);
12 - шип, жестко закрепленный на оси симметрии малого эксцентрика 4;12 - spike, rigidly fixed to the axis of symmetry of the
13 - ограничительная пластина;13 - restrictive plate;
14 - крепеж ограничительной пластины.14 - fasteners restrictive plate.
При этом на фигурах 8, 9 приводится вид спереди с разрезом по центру, а на фигурах 10, 11 - вид сбоку с разрезом по центру, а вал 5 и эксцентрик 4 для лучшего понимания конструкции условно изображены без разреза.In this case, Figures 8, 9 show a front view with a cut in the center, and in Figures 10, 11 a side view with a cut in the center, and
Ограничительная пластина 13, которая закреплена на ползуне посредством крепежных элементов 14, может занимать два положения. В положении пластины, показанном на фигуре 10, она способна при приведении во вращение вала 5 посредством воздействия на нее шипа 12 привести в возвратно-поступательное движение ползун 1 при отключенном фиксирующем элементе 11 и, тем самым, сообщить большому эксцентрику вращение взаимно-противоположного вращению вала направления, включив привод возвратно-поступательного движения. Ограничительная пластина 13, таким образом, может допустить вращение большого эксцентрика и вала только во взаимно-противоположных направлениях при незафиксированном приводе возвратно-поступательного движения.The
На фигуре 11 показана ограничительная пластина 13 в положении, не ограничивающем перемещения эксцентрика 4 через шип 12, и допускающая вращение эксцентрика 4 при неподвижном ползуне 1, который может быть остановлен фиксирующим элементом 11. Таким образом, отключается привод возвратно-поступательного движения.The figure 11 shows the
На фигуре 5 изображен вариант Б реализации управляемого преобразователя движения с эксцентриком 10, осью вращения которому служит шип 8 кривошипного вала 9 (вид спереди с разрезом по центру).The figure 5 shows a variant B of the implementation of a controlled motion converter with an eccentric 10, the axis of rotation of which is the
На фигуре 5 элемент 11 не фиксирует ползун 1, и тот способен совершать возвратно-поступательные движения по направляющим.In figure 5, the
Шип 8 кривошипного вала 9 смещен относительно оси вращения кривошипного вала на величину Е, равную эксцентриситету эксцентрика 10.The
На фигуре 7 показан вид механизма по варианту Б сбоку с разрезом по центру, при этом шип кривошипного вала 8 и кривошипный вал 9 для лучшего понимания конструкции условно изображены без разреза).The figure 7 shows a side view of the mechanism according to option B with a cut in the center, while the spike of the
На фигуре 6 также изображен вариант Б управляемого преобразователя движения с эксцентриком 10, осью вращения которому служит шип 8 кривошипного вала 9 (вид спереди с разрезом по центру), но элемент 11 в данном случае фиксирует ползун 1 в неподвижном положении, однако кривошипный вал 9 сохраняет способность совершать вращательные движения за счет других приводов.Figure 6 also shows a variant B of a controlled motion transducer with an eccentric 10, the axis of rotation of which is the
Управляемый преобразователь движения, показанный на фигурах 5-7, работает следующим образом.The controlled motion sensor shown in figures 5-7, works as follows.
При преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное, возвратно-поступательное движение ползуна 1 сообщает эксцентрику 10 вращательное движение, эксцентрик 10, вращаясь вокруг шипа 8 кривошипного вала 9, передает ему вращательное движение противоположного направления.When converting the reciprocating motion into a rotational, reciprocating motion of the
При преобразовании вращательного движения в возвратно-поступательное, вращательное движение кривошипного вала 9 с шипом 8 передает эксцентрику 10 вращательное движение противоположного вращению вала 9 направления. Вращение эксцентрика 10 относительно шипа 8 сообщает ползуну 1 возвратно-поступательное движение.When converting the rotational movement into reciprocating, the rotational movement of the
В качестве примера управляемое стопорное устройство 11 выполнено с возможностью при его активации фиксировать привод возвратно-поступательного движения путем фиксации ползуна 1. Как показано на фигуре 6, ползун не способен совершать возвратно-поступательные движения. При этом вал 9 может совершать вращательное движение в шарнирном соединении между эксцентриком 10 и ползуном 1 за счет внешних приводов.As an example, the controlled locking
Таким образом, может происходить выключение привода возвратно-поступательного движения в управляемом преобразователе движения по варианту Б.Thus, the reciprocating drive can be turned off in a controlled motion converter according to embodiment B.
Для включения привода возвратно-поступательного движения необходимо, чтобы механический элемент 11 перестал фиксировать ползун 1, т.е. занял положение, не препятствующее движению ползуна (см. механический элемент 11 на фигуре 5). Кроме того, ползуну 1 должно быть сообщено поступательное движение, выводящее его из статического состояния. Такое движение может быть сообщено ползуну за счет действия, например, силы тяжести при его вертикальном положении, внешнего привода, дополнительно наложенных на детали управляемого преобразователя движения механических связей типа ограничений, например, включением в конструкцию преобразователя деталей, способных допустить вращение большого эксцентрика и вала только во взаимно-противоположных направлениях и, таким образом, включающих привод возвратно-поступательного движения при сообщении валу вращательного движения.To enable the reciprocating drive, it is necessary that the
Включение привода возвратно-поступательного движения так же, как и выключение, должно происходить, когда ось вращения кривошипного вала 9 совпадает с геометрической осью эксцентрика 10 (например, см. фигуру 6).Turning on the reciprocating drive as well as turning it off should occur when the axis of rotation of the
Для варианта Б примером включения в конструкцию преобразователя деталей, способных допустить вращение большого эксцентрика и вала только во взаимно-противоположных направлениях при незафиксированном приводе возвратно-поступательного движения может служить конструкция, аналогичная приведенной выше для варианта А и изображенная на фигурах 8, 9, 10 и 11.For option B, an example of the inclusion in the design of the converter of parts capable of allowing the rotation of a large eccentric and shaft only in mutually opposite directions with an unsecured reciprocating drive can be a structure similar to that described above for option A and shown in figures 8, 9, 10 and eleven.
Как видно из вышеприведенного описания, заявляемый управляемый преобразователь движения может изготавливаться на существующей производственной базе.As can be seen from the above description, the inventive controlled motion converter can be manufactured on an existing production base.
Принципиально новым элементом, отличающим заявляемую конструкцию от аналогов и прототипа, является возможность управления преобразованием движения для остановки или изменения направления движения деталей механизма при сохранении у вала способности вращаться, например, за счет других приводов. Что дает возможность, например, блокировки и подключения отдельных механизмов, приводимых одним валом или приводящих один вал.A fundamentally new element that distinguishes the claimed design from analogues and prototype is the ability to control the conversion of motion to stop or change the direction of movement of the parts of the mechanism while maintaining the ability of the shaft to rotate, for example, due to other drives. That makes it possible, for example, to lock and connect individual mechanisms driven by a single shaft or leading a single shaft.
Привод, т.е. система управления стопорным устройством преобразователя, может быть ручной, полуавтоматической и автоматической, построенной, например, с использованием микропроцессорных технологий. Представляется целесообразным, при использовании управляемого преобразователя движения, например в поршневом двигателе, чтобы устройство управления преобразователем движения имело управление логически взаимосвязанное с работой других систем поршневого двигателя или транспортного средства, в котором данный двигатель установлен в качестве привода.Drive i.e. the control system of the locking device of the converter can be manual, semi-automatic and automatic, built, for example, using microprocessor technologies. It seems appropriate when using a controlled motion converter, for example in a piston engine, so that the motion converter control device has control logically interconnected with the operation of other piston engine or vehicle systems in which the engine is installed as a drive.
При этом в управляемый преобразователь движения может быть встроена система технической диагностики для обнаружения и локализации дефектов деталей механизма, для предсказания возможных отклонений в режимах их работы или состояниях. Систему диагностики предпочтительно конструировать с использованием микропроцессорных технологий и измерительных преобразователей, т.е. датчиков, различной природы.At the same time, a technical diagnostic system can be built into the controlled motion transducer to detect and localize defects in mechanism parts, to predict possible deviations in their operating modes or conditions. The diagnostic system is preferably constructed using microprocessor technology and measuring transducers, i.e. sensors of various nature.
При этом нет никаких препятствий для организации управления и диагностики как преобразователя движения, так и поршневого двигателя, посредством телекоммуникационной системы с использованием информационных технологий.At the same time, there are no obstacles to the organization of control and diagnostics of both the motion transducer and the piston engine through a telecommunication system using information technologies.
Как отмечается в [2], «построенные бесшатунные двигатели по сравнению с аналогичными кривошипно-шатунными двигателями равной мощности имеют в несколько раз меньшие габариты», следовательно, создается возможность, применив заявляемое изобретение, создать двигатель, минимизировав один из трех его размеров: или высоту, или длину, или ширину. Таким образом, можно создать, например, плоский двигатель, который можно было бы разместить, например, под днищем автомобиля.As noted in [2], "the constructed rodless motors compared to similar crank motors of equal power have several times smaller dimensions", therefore, it is possible, using the claimed invention, to create an engine by minimizing one of its three dimensions: or height , or length, or width. Thus, it is possible to create, for example, a flat engine, which could be placed, for example, under the bottom of the car.
Отмечаем также, что управляемый преобразователь движения заявляемой конструкции может быть применен, например:We also note that the controlled motion converter of the claimed design can be applied, for example:
- В поршневых двигателях, за счет отключения и включения преобразования движения, отдельными механизмами можно изменять количество работающих поршней, меняя тем самым другие характеристики двигателя, например - его мощность. Таким образом, появляется возможность создания унифицированных двигателей для различных классов транспортных средств.- In piston engines, by turning the motion conversion off and on, using individual mechanisms, you can change the number of working pistons, thereby changing other characteristics of the engine, for example, its power. Thus, it becomes possible to create unified engines for various classes of vehicles.
- В поршневых насосах и компрессорах для изменения производительности при работе от одного привода вращения, т.е. от одного двигателя.- In piston pumps and compressors for changing performance when working from a single rotation drive, i.e. from one engine.
- В деревообрабатывающих и металлообрабатывающих станках для получения возможности отключения отдельных режущих инструментов при сохранении вращения приводящего вала с целью изменения способа обработки заготовки, например, для привода резцов в фанерострогальных станках, привода лесопильных станков, привода долбежных станков.- In woodworking and metalworking machines, in order to be able to turn off individual cutting tools while maintaining the rotation of the drive shaft in order to change the processing method of the workpiece, for example, to drive cutters in plywood machines, to drive sawmills, to drive mortising machines.
- В сельскохозяйственном оборудовании в качестве отключаемого привода рабочих органов механизмов. Например, в брикетировщике кормов данный механизм может быть применен для привода штемпеля брикетных камер.- In agricultural equipment as a disconnectable drive of working bodies of mechanisms. For example, in a feed briquetter, this mechanism can be used to drive the stamp of briquette chambers.
- В оборудовании текстильной промышленности для привода механизмов формирования материала, например, для отключения не используемых в работе нитеводителей ткацкого станка.- In the equipment of the textile industry to drive the mechanisms of material formation, for example, to turn off the looms of the loom that are not used in the work.
- Для привода рабочих органов машин, применяемых в горном деле, например, для привода бара во врубовых машинах.- To drive the working bodies of machines used in mining, for example, to drive a bar in cutting machines.
- В гидравлических и пневматических приводах машин, гидравлических и пневматических двигателях, в устройствах преобразования энергии, например, для снятия мощности с поршней машины, преобразующей энергию потока жидкости в механическую энергию ведомого звена типа вала или штока.- In hydraulic and pneumatic drives of machines, hydraulic and pneumatic engines, in energy conversion devices, for example, for removing power from the pistons of a machine that converts the energy of a fluid flow into the mechanical energy of a driven unit such as a shaft or rod.
- В кузнечно-штамповочном производстве для привода рабочих органов машин, например, для приводов штампов кривошипного пресса, с возможностью отключения отдельных приводов.- In the forging industry for the drive of the working bodies of machines, for example, for drives of dies of a crank press, with the possibility of disconnecting individual drives.
Вышеописанные примеры реализации заявляемого изобретения приведены в качестве иллюстрации, и специалистам должно быть понятно, что настоящим заявляется также охрана и иных вариантов реализации, предусматривающих дополнение или замену отдельных элементов механизма в той мере, в какой такая охрана не превышает объема раскрытия изобретения в формуле изобретения, в описании и чертежах.The above examples of the implementation of the claimed invention are given by way of illustration, and it should be understood by those skilled in the art that protection is also claimed for other embodiments providing for the addition or replacement of individual elements of the mechanism to the extent that such protection does not exceed the scope of the invention in the claims, in the description and drawings.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006103561/11A RU2299371C1 (en) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Controlled motion converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006103561/11A RU2299371C1 (en) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Controlled motion converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2299371C1 true RU2299371C1 (en) | 2007-05-20 |
Family
ID=38164186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006103561/11A RU2299371C1 (en) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Controlled motion converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2299371C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016068744A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | Владимир Владимирович СУХАРЕВСКИЙ | Converter, two-cylinder engine and vehicle |
| RU2781324C1 (en) * | 2021-12-20 | 2022-10-11 | Виктор Владимирович Становской | Rodless mechanism of the piston machine |
-
2006
- 2006-02-08 RU RU2006103561/11A patent/RU2299371C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016068744A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | Владимир Владимирович СУХАРЕВСКИЙ | Converter, two-cylinder engine and vehicle |
| RU2781324C1 (en) * | 2021-12-20 | 2022-10-11 | Виктор Владимирович Становской | Rodless mechanism of the piston machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2008048133A1 (en) | Controllable motion converter (variants) | |
| KR20140002004A (en) | X/y-separation crank mechanism and drive device provided therewith | |
| WO2008085920A2 (en) | Motion translation mechanism | |
| WO2009156351A1 (en) | Drive mechanism for an oscillating piston rotor | |
| JPH10220547A (en) | Motion converting mechanism of low vibration, internal combustion engine and reciprocating compressor | |
| US4694785A (en) | Piston apparatus | |
| US20130118175A1 (en) | Piston engine drivable using a steam power process | |
| RU2299371C1 (en) | Controlled motion converter | |
| RU2329421C1 (en) | Motion converter | |
| US20100108034A1 (en) | Rotary Engine | |
| EP0628709B1 (en) | Internal combustion engine | |
| RU2287071C1 (en) | Internal combustion engine | |
| US6148776A (en) | Bearing arrangement | |
| CN101263286A (en) | Rodless piston internal combustion engine | |
| CN106884713B (en) | End tooth wheel cam removable tooth frame output type internal combustion engine | |
| RU2134795C1 (en) | Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion | |
| WO2012015373A1 (en) | Piston engine having a mechanism with no connecting rods | |
| EP0597104B1 (en) | Oldham drive engine | |
| RU2212552C1 (en) | Radial modular internal combustion piston engine with eccentric- type power mechanism | |
| CN102656350B (en) | Opposite radial rotary-piston engine | |
| CA2326705C (en) | Crank system with sinusoidal piston motion | |
| RU2020333C1 (en) | Mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion and vice versa | |
| RU2182240C2 (en) | Slider internal combustion engine | |
| RU2222705C2 (en) | Internal combustion engine without connecting rods | |
| RU2178085C2 (en) | Twin slider-crank-shackle engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160209 |