RU2525342C1 - Engine con-rod-free crank mechanism - Google Patents
Engine con-rod-free crank mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525342C1 RU2525342C1 RU2012154870/11A RU2012154870A RU2525342C1 RU 2525342 C1 RU2525342 C1 RU 2525342C1 RU 2012154870/11 A RU2012154870/11 A RU 2012154870/11A RU 2012154870 A RU2012154870 A RU 2012154870A RU 2525342 C1 RU2525342 C1 RU 2525342C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crank
- cranks
- axis
- rods
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к бесшатунным механизмам преобразования возвратно-поступательных движений, например, поршней во вращательное движение выходного вала, а также, наоборот, - вращательного движения вала в возвратно-поступательные движения поршней, и может быть использовано в конструкциях двигателей внутреннего сгорания и других поршневых машин.The invention relates to rod-free mechanisms for converting reciprocating movements, for example, of pistons into rotational motion of the output shaft, and, conversely, of rotational motion of the shaft into reciprocating movements of pistons, and can be used in the construction of internal combustion engines and other reciprocating machines.
Известен бесшатунный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, содержащий корпус, сдвоенные оппозитно расположенные поршни с общим штоком и ведущую шестерню, отличающийся тем, что он содержит вторую пару оппозитно расположенных поршней с общим штоком, пересекающуюся с первой парой, а ведущая шестерня выполнена цилиндрической и снабжена двумя цапфами, распложенными диаметрально противоположно на противоположных плоскостях диска шестерни и соединенными каждая со средней частью соответствующего штока, а также содержит планетарную передачу, выполненную в виде расположенной внутри корпуса на подшипниках солнечной шестерни с внутренним венцом, входящим в зацепление с ведущей цилиндрической шестерней и внешним венцом, входящим в зацепление с ведомым элементом [1].Known rodless mechanism for converting reciprocating motion into rotary, comprising a housing, dual opposed pistons with a common rod and a pinion gear, characterized in that it contains a second pair of opposed pistons with a common rod intersecting with the first pair, and the pinion gear is made cylindrical and equipped with two pins arranged diametrically opposite on opposite planes of the gear wheel and each connected to the middle part of the corresponding rod, and also contains a planetary gear made in the form located on the inside of the housing on the bearings of the sun gear with an inner rim that engages with the drive spur gear and the outer rim that engages with the driven element [1].
Недостаток бесшатунного механизма преобразования движения - сложность обеспечения высоких технологических требований в комплектующих его деталях.The disadvantage of the rodless mechanism for converting movement is the difficulty of ensuring high technological requirements in its components.
Известен бесшатунный механизм преобразования вращения, содержащий два кривошипных вала, два штока, соединенные кривошипными головками с поршнями, а средними головками - с кривошипной осью среднего кривошипного вала и гипоциклический механизм, отличающийся тем, что в бесшатунном механизме преобразования вращения применен планетарный механизм обратного хода, содержащий неподвижную коронную шестерню с внутренним венцом, подвижное водило с тремя цапфами и три сателлитные шестерни с внешним венцом, установленные на цапфах, из которых третья сателлитная шестерня состоит из двух венцов с передаточным числом 2/3 или кратно 12/18, в целом взаимосвязанных кинематически со штоками, образуя с ними единый бесшатунный планетарно-кривошипный механизм преобразования вращения в двигателе внутреннего сгорания всех разновидностей и типов [2], прототип. Недостатками известного механизма преобразования вращения являются:Known rod-free rotation conversion mechanism containing two crank shafts, two rods connected by crank heads with pistons, and the middle heads with the crank axis of the middle crank shaft and a hypocyclic mechanism, characterized in that a planetary reverse gear mechanism is used in the rodless rotation transformation mechanism, containing fixed crown gear with an inner rim, a movable carrier with three pins and three satellite gears with an outer rim mounted on the pins, of which its satellite gear consists of two crowns with a gear ratio of 2/3 or a multiple of 12/18, generally interconnected kinematically with the rods, forming with them a single rodless planetary crank mechanism for converting rotation in an internal combustion engine of all varieties and types [2], prototype . The disadvantages of the known rotation conversion mechanism are:
- сложность кинематической схемы;- the complexity of the kinematic scheme;
- большие габариты многоцилиндрового двигателя, построенного на его основе.- large dimensions of a multi-cylinder engine built on its basis.
Задачей изобретения является создание бесшатунного кривошипного механизма для компактной и легкой многоцилиндровой конструкции двигателя.The objective of the invention is the creation of a crank-free crank mechanism for a compact and lightweight multi-cylinder engine design.
Технический результат достигается тем, что бесшатунный кривошипный механизм двигателя, содержащий корпус с установленными в нем и связанных штоками-водилами двумя кривошипными валами, в осях кривошипов которых по обе стороны их шеек установлены (выполнены) шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитными шестернями таких же параметров, шарнирно установленных в штоках-водилах, причем ось сателлитных шестерен в них находится на равных расстояниях от осей кривошипов, а в сателлитных шестернях на их наружных боковых поверхностях выполнены кривошипы, имеющие смещение от их оси, равное смещению шеек кривошипных валов, а последние упомянутые кривошипы шарнирно связаны с двойными штоками самоустанавливающихся поршней, установленных в цилиндры, находящиеся в одной оси и закрепленные на корпусе.The technical result is achieved by the fact that the rodless crank mechanism of the engine, comprising a housing with two crank shafts installed in it and connected by carrier rods, in the axes of the cranks of which gears are installed (made) on both sides of their necks and are engaged with satellite gears of the same parameters pivotally mounted in carrier rods, the axis of the satellite gears in them being at equal distances from the axes of the cranks, and in the satellite gears on their outer lateral surfaces s cranks having offset from their axes, equal to the offset journals the crank shaft, and the last mentioned cranks is pivotally connected with the rods self-aligning double pistons mounted in cylinders that are in one axis and fixed to the housing.
На фиг.1 показан общий вид многоцилиндрового двигателя с бесшатунным кривошипным механизмом.Figure 1 shows a General view of a multi-cylinder engine with a connecting rod crank mechanism.
На фиг.2 показан бесшатунный кривошипный механизм многоцилиндрового двигателя без корпуса (для наглядности).Figure 2 shows the rodless crank mechanism of a multi-cylinder engine without a housing (for clarity).
На фиг.3 показан кривошипный вал.Figure 3 shows the crank shaft.
На фиг.4 показаны сателлитные шестерни.4 shows satellite gears.
На фиг.5 показаны поршни в сборе с двойными штоками.Figure 5 shows the pistons assembly with double rods.
На фиг.6 - фиг.9 показаны положения элементов бесшатунного кривошипного механизма двигателя в цикле его работы.In Fig.6 - Fig.9 shows the position of the elements of the rodless crank mechanism of the engine in the cycle of its operation.
На графических фигурах, для наглядности, некоторые одноименные элементы не показаны, элементы крепления, подшипники, уплотнения не показаны. Не показаны также элементы систем двигателя, не относящиеся к предмету данного изобретения.In the graphic figures, for clarity, some elements of the same name are not shown, fasteners, bearings, seals are not shown. Also not shown are elements of engine systems that are not related to the subject of this invention.
Бесшатунный кривошипный механизм двигателя (см. фиг.1 - фиг.5) состоит из корпуса 1, в котором установлены связанные штоками-водилами 2 и 3 кривошипные валы 4, в осях кривошипов которых установлены (выполнены) шестерни 5 и 6, находящиеся в зацеплении с сателлитными шестернями 7 и 8, шарнирно установленными в штоках-водилах 2 и 3. Сателлитные шестерни 7 и 8 своими кривошипами шарнирно связаны с двойными штоками 9 и 10 поршней 11 и 12, установленных в цилиндры 13 и 14, закрепленные на корпусе 1, причем поршни одной из сторон связаны со штоками 9 и 10 посредством промежуточных серег-штоков 9-1 и 10-1. Шарнирно установленный в корпусе 1 выходной вал 15 имеет посредством шестерни 16 зубчатое зацепление с шестернями 17 и 18, установленными на кривошипных валах 4.The crank-free crank mechanism of the engine (see Fig. 1 - Fig. 5) consists of a
Работа бесшатунного кривошипного механизма двигателя заключается в преобразовании возвратно-поступательного движения поршней, помещенных в цилиндры и получающих энергию от теплового расширения газов во вращательное движение выходного вала.The work of the crank-free crank mechanism of the engine is to convert the reciprocating motion of the pistons placed in the cylinders and receiving energy from the thermal expansion of the gases in the rotational motion of the output shaft.
Бесшатунный кривошипный механизм двигателя работает следующим образом (см. фиг.1, фиг.2).The rodless crank mechanism of the engine operates as follows (see figure 1, figure 2).
В установленных в корпус 1 цилиндрах 13 и 14 поршни 11 и 12, имеющие возможность перемещения и получающие энергию от теплового расширения газов, посредством двойных штоков 9 и 10, шарнирно связанных с кривошипами сателлитных шестерен 7 и 8, шарнирно установленных в штоки-водила 2 и 3, передают им движение, заставляя вращаться и вращать посредством зубчатого зацепления шестерни 5 и 6, а с ними и кривошипные валы 4, а последние, связанные посредством зубчатого зацепления шестерен 17 и 18 с шестерней 16, вращают выходной вал 15.In the
На фиг.5 показаны поршни 11 в сборе с двойными штоками 9, причем, поршни 11 с одной из сторон шарнирно соединены с двойными штоками 9 посредством промежуточных серег-штоков 9-1, позволяющих им при перемещениях самоустанавливаться в цилиндрах 13, закрепленных на корпусе 1, таким образом компенсируя погрешности в расположении элементов механизма, возникающие в процессе их изготовления, сборки и тепловых деформаций.Figure 5 shows the
Работу бесшатунного кривошипного механизма двигателя поясняют графические изображения фиг.6 - фиг.9.The operation of the rodless crank mechanism of the engine is illustrated in the graphic images of Fig.6 - Fig.9.
На фиг.6 изображен бесшатунный кривошипный механизм двигателя в положении его элементов, когда поршни 11 слева находятся в верхних мертвых точках (ВМТ), а справа - в нижних мертвых точках (НМТ) по терминологии, принятой в двигателестроении для обозначения их положения. Величина смещения осей кривошипов валов 4 равна величине смещения оси кривошипа сателлитной шестерни 7 и обозначена l. Смещение поршней 11 от среднего положения, когда они находятся на одинаковом расстоянии от плоскости, в которой расположены оси кривошипных валов 4, обозначено m. Кривошипные валы 4 имеют возможность вращения в осях A и B. Для данной графической фигуры и для последующих фигур в простейшем исполнении могут отсутствовать поршни 11 и сателлитная шестерня 7, изображенные внизу, а шток-водило 2 с двух сторон может быть укорочен.Figure 6 shows the rodless crank mechanism of the engine in the position of its elements, when the
При перемещении поршней 11 вправо от положения, изображенного на фиг.6 (см. фиг.7), шток 9, связывающий противоположные поршни 11 и имеющий шарнир, сопряженный с кривошипом сателлитной шестерни 7, передает ей движение, заставляя поворачиваться в выбранном против часовой стрелки направлении, а имеющую с ней зубчатую связь шестерню 5 и вал 4 - на такой же угол по часовой стрелке (показан поворот шестерен на угол α=90 градусов). При этом ось кривошипа сателлитной шестерни 7 постоянно находится в пересечении с общей осью поршней 11 и перпендикулярна ей, выполняя движение по радиусу, равному величине l, в то время как шток-водило 2 выполняет параллельные смещения по такому же радиусу, равному величине l, находясь в шарнирной связи с кривошипными валами 4. В данном случае величина m смещения поршней 11 равна двойной величине смещения оси кривошипа сателлитной шестерни 7 (m=2l).When moving the
При дальнейшем движении поршней 11 вправо (см. фиг.8) произойдут повороты сателлитной шестерни 7 и шестерни 5 с валом 4 на угол α=180 градусов в разных направлениях от положения, изображенного на фиг.6. Поршень 11, находящийся слева, придет в НМТ, а поршень 11, находящийся справа, - в ВМТ, пройдя каждый путь, равный 2m, что равно 4l.With further movement of the
На фиг.9 изображены положения элементов бесшатунного механизма двигателя при обратном (справа - налево) движении поршней 11.Figure 9 shows the position of the elements of the rodless mechanism of the engine with the reverse (from right to left) movement of the
Минимально необходимой схемой бесшатунного кривошипного механизма двигателя может бить схема однопоршневого исполнения, в которой, как и в многопоршневых схемах с одним штоком-водилом, в процессе работы будут присутствовать неуравновешенные массы.The single-piston design scheme, in which, as in multi-piston schemes with a single carrier rod, unbalanced masses will be present during operation will be the minimum necessary circuit of the crank-free crank mechanism of the engine.
Уравновесить механизм позволяет построение бесшатунного кривошипного механизма двигателя по схеме, приведенной на фиг.1 - фиг.3.To balance the mechanism allows the construction of a crank-free crank mechanism of the engine according to the scheme shown in figure 1 - figure 3.
На фиг.1 изображен общий вид многоцилиндрового двигателя с бесшатунным кривошипным механизмом, а на фиг.2 изображен бесшатунный кривошипный механизм двигателя, в котором, для наглядности, корпус не показан. В механизме кривошипные валы (см. фиг.3) содержат по три пары шестерен, причем оси кривошипов средних пар смещены на угол 180 градусов по отношению к кривошипам крайних пар, при этом смещение кривошипов в средней паре может быть увеличено, а средние поршни могут иметь увеличенный диаметр с целью рационального уравновешивания. Движения уравновешенных, находящихся в противофазе масс, приводят во вращение кривошипные валы, что в двигателе с предлагаемым бесшатунным кривошипным механизмом не требует применения дополнительных противовесов для балансировки.Figure 1 shows a General view of a multi-cylinder engine with a rodless crank mechanism, and Figure 2 shows the rodless crank mechanism of the engine, in which, for clarity, the housing is not shown. In the mechanism of the crank shafts (see figure 3) contain three pairs of gears, and the axis of the cranks of the middle pairs are offset by an angle of 180 degrees relative to the cranks of the extreme pairs, while the offset of the cranks in the middle pair can be increased, and the middle pistons can have enlarged diameter for the purpose of rational balancing. The movements of balanced, out-of-phase masses rotate the crank shafts, which in the engine with the proposed crank-free crank mechanism does not require the use of additional counterweights for balancing.
Источники информацииInformation sources
1. Описание изобретения к авторскому свидетельству №164756 - Бесшатунный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, опубл. 19.07.1964.1. Description of the invention to copyright certificate No. 164756 - Rodless mechanism for converting reciprocating motion into rotational, publ. 07/19/1964.
2. Описание изобретения к патенту №2398121 С2 - Бесшатунный планетарно-кривошипный преобразователь вращения для двигателей (вариант 3-й), опубл. 27.08.2010.2. Description of the invention to patent No. 2398121 C2 - Rodless planetary-crank rotation converter for engines (option 3), publ. 08/27/2010.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154870/11A RU2525342C1 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Engine con-rod-free crank mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154870/11A RU2525342C1 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Engine con-rod-free crank mechanism |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012154870A RU2012154870A (en) | 2014-06-27 |
RU2525342C1 true RU2525342C1 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=51215804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012154870/11A RU2525342C1 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Engine con-rod-free crank mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2525342C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE875110C (en) * | 1950-12-02 | 1953-04-30 | Harald Schulze | Gear for converting a rotating movement into a straight back and forth movement |
US3791227A (en) * | 1972-04-21 | 1974-02-12 | M Cherry | Vibration free piston engine |
DE3001094A1 (en) * | 1980-01-14 | 1981-07-16 | Walter 7000 Stuttgart Schulz | Epicyclic drive mechanism in IC engine - has planetary pinion with pin in bush coupled to opposed-piston connecting rods |
RU2398121C2 (en) * | 2005-04-05 | 2010-08-27 | Василий Дмитриевич Поспелов | Ice rotation rodless planetary crank converter |
-
2012
- 2012-12-18 RU RU2012154870/11A patent/RU2525342C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE875110C (en) * | 1950-12-02 | 1953-04-30 | Harald Schulze | Gear for converting a rotating movement into a straight back and forth movement |
US3791227A (en) * | 1972-04-21 | 1974-02-12 | M Cherry | Vibration free piston engine |
DE3001094A1 (en) * | 1980-01-14 | 1981-07-16 | Walter 7000 Stuttgart Schulz | Epicyclic drive mechanism in IC engine - has planetary pinion with pin in bush coupled to opposed-piston connecting rods |
RU2398121C2 (en) * | 2005-04-05 | 2010-08-27 | Василий Дмитриевич Поспелов | Ice rotation rodless planetary crank converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012154870A (en) | 2014-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2066889B1 (en) | Improved opposed piston combustion engine | |
JP2009036030A (en) | Crankshaft structure of high expansion ratio engine | |
CN105604696A (en) | Internal combustion engine driven by needle roller block with any tooth difference | |
US20030183026A1 (en) | Apparatus for converting rotary to reciprocating motion and vice versa | |
US3277743A (en) | Crankshaft with floating crank throws | |
RU2525342C1 (en) | Engine con-rod-free crank mechanism | |
RU2471099C2 (en) | Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa | |
RU2398121C2 (en) | Ice rotation rodless planetary crank converter | |
CN103061881A (en) | Oscillating transmission internal combustion engine comprising convex inner cam with optional inner tooth differences | |
RU2239739C2 (en) | Motion transmission mechanism | |
RU2441995C2 (en) | Planetary-crank rotation converter of rotation for engines without connecting rod | |
RU72273U1 (en) | PISTON MACHINE | |
CN103089426A (en) | Convex inner arbitrary tooth difference cam sleeve transmission internal combustion engine | |
RU2059851C1 (en) | Piston machine without connecting rod | |
RU2480596C2 (en) | Conversion mechanism of piston back-and-forth movement to rotational movement with rack-and-pinion mechanism in internal combustion engine | |
RU88755U1 (en) | MECHANICAL CONVERTER | |
RU60140U1 (en) | CRANK MECHANISM | |
RU2011123386A (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU2345259C1 (en) | Conrod-free mechanism for transformation of reciprocal motion into rotary one | |
RU2420680C1 (en) | Conrod-free mechanism of motion conversion | |
RU67649U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU1790689C (en) | Internal combustion engine | |
RU2391524C1 (en) | Mechanism of motion transmission from pistons to output shaft of opposed engine | |
RU2230207C2 (en) | Internal combustion piston engine axial crank mechanism | |
RU125285U1 (en) | DEVICE FOR CONVERSION OF ROTATIONAL MOVEMENT IN TRANSITION |