RU2034170C1 - Inertial centrifugal engine - Google Patents
Inertial centrifugal engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2034170C1 RU2034170C1 RU93003420A RU93003420A RU2034170C1 RU 2034170 C1 RU2034170 C1 RU 2034170C1 RU 93003420 A RU93003420 A RU 93003420A RU 93003420 A RU93003420 A RU 93003420A RU 2034170 C1 RU2034170 C1 RU 2034170C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotation
- unbalanced
- systems
- weights
- loads
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000003387 muscular Effects 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, конкретнее к автомобиле- и авиастроению и может быть использовано в качестве тяговой силовой установки и реверсивного тормоза на автомобилях, летательных аппаратах, индивидуальных транспортных средствах, приводимых в действие с помощью мускульной силы, а также при создании транспорта универсального типа на инерционной подвеске, движущегося по земле и в воздухе. The invention relates to mechanical engineering, and more specifically to the automobile and aircraft industries and can be used as a traction power plant and reverse brake on cars, aircraft, individual vehicles driven by muscular power, as well as when creating a universal type of transport inertial Suspension moving on the ground and in the air.
Известен инерцедвигатель, в котором неупорядоченные центробежные силы инерции преобразуются в линейную силу, энергия которой вызывает направленное движение, состоящее из четырех систем, в каждой системе установлено по одному дебалансному грузу и одной планетарной передаче общего для всех систем механизма привода. An inertial motor is known, in which disordered centrifugal inertia forces are converted into a linear force, the energy of which causes a directed movement, consisting of four systems, each system has one unbalanced load and one planetary gear common to all drive systems.
Однако в указанном инерцедвигателе импульсы результирующей силы центробежных сил инерции (далее ЦСИ) дебалансных грузов, действующих попеременно в одном направлении, а также силы инерции второго порядка моментов инерции масс дебалансных грузов, возникающих при их вращении в плоскостях, перпендикулярных осям вращения систем, будут вызывать вибрационные нагрузки на инерцедвигатель и передавать их на транспортное средство, на котором инерцедвигатель установлен. Кроме того, в кинематической схеме инерцедвигателя диаметры планетарных шестерен не могут быть меньше двух радиусов вращения дебалансных грузов (точнее, длины рамок систем), в этом случае потребуются шестерни больших диаметров и дополнительные большие массы типа маховиков для уравновешивания каждой шестерни планетарной передачи, повышение прочности и увеличение размеров других деталей, что делает конструкцию инерцедвигателя громоздкой и значительно снижает эффективность его применения. However, in the indicated inertial motor, pulses of the resulting force of centrifugal inertia forces (hereinafter referred to as CSI) of unbalanced loads acting alternately in one direction, as well as second-order inertia forces of inertia moments of masses of unbalanced loads arising from their rotation in planes perpendicular to the axis of rotation of the systems, will cause vibration loads on the inertial motor and transfer them to the vehicle on which the inertial engine is installed. In addition, in the kinematic diagram of an inertial motor, the diameters of planetary gears cannot be less than two radii of rotation of unbalanced weights (more precisely, the length of the frames of the systems), in this case, gears of large diameters and additional large masses such as flywheels are required to balance each gear of a planetary gear, increase the strength and an increase in the size of other parts, which makes the construction of the inertial motor cumbersome and significantly reduces the effectiveness of its application.
Целью изобретения является создание компактного, работоспособного и простого по конструкции инерцедвигателя с развитыми опорами скольжения дебалансных грузов и рамок, выдерживающими большие нагрузки ЦСИ при вращении дебалансных грузов, обеспечение дифференцирования их результирующей ЦСИ постоянной по величине и однонаправленного действия, а также устранение внешних проявлений вибрационных нагрузок. The aim of the invention is to create a compact, efficient and simple inertial motor design with developed sliding bearings of unbalanced loads and frames that can withstand heavy loads of the center of rotation during the rotation of unbalanced weights, to differentiate their resulting center of reference of constant magnitude and unidirectional action, as well as eliminate external manifestations of vibration loads.
Поставленная цель достигается тем, что в каждой системе инерцедвигателя применены дебалансные грузы безосевой конструкции сегментного типа, которые попарно, вместе с их планетарными передачами установлены непосредственно в рамках, опираются своими наружными цилиндрическими поверхностями скольжения на внутренние цилиндрические поверхности скольжения рамки и образуют системы, плоскости вращения дебалансных грузов двух систем повернуты относительно двух других систем на угол 90о, при этом импульсы результирующих сил ЦСИ пар систем смещаются по фазе и дифференцируются в постоянную силу, вызывающую однонаправленное движение инерцедвигателя, а возникающие силы инерции второго порядка моментов инерции вращения дебалансных грузов выравниваются по амплитуде колебаний. Полное устранение проявления силы инерции второго порядка достигается последовательной установкой четырех пар систем, повернутых одной пары относительно другой на угол 45о.This goal is achieved by the fact that each system of an inertial motor uses unbalanced loads of an axial-free design of a segment type, which are installed in pairs in conjunction with their planetary gears, are supported by their outer cylindrical sliding surfaces on the inner cylindrical sliding surfaces of the frame and form systems, planes of rotation of unbalanced goods two systems are rotated relative to the other two systems at an angle of about 90, the resultant forces pulses SRC steam systems with are shifted in phase and differentiated into a constant force, causing unidirectional motion of the inertial motor, and the resulting second-order inertia forces of the moments of inertia of rotation of unbalanced weights are equalized by the amplitude of the oscillations. The complete elimination of the manifestation of the second-order inertia force is achieved by the successive installation of four pairs of systems rotated by one pair relative to another by an angle of 45 ° .
На фиг. 1 изображен инерцедвигатель состоящий из корпуса 1, двух правых систем А1, А3 и двух левых систем А2, А4, механизма вращения систем В. Каждая система состоит из рамки 2, двух дебалансных грузов 3, планетарной передачи С вращения дебалансных грузов 3. In FIG. Figure 1 shows an inertial motor consisting of body 1, two right-handed systems A1, A3 and two left-handed systems A2, A4, a rotation mechanism of systems B. Each system consists of a
Корпус 1 представляет собой прямоугольную коробчатую форму, в которой расточены четыре сквозных и четыре глухих отверстия, являющиеся опорными подшипниками для рамок 2 систем, со стороны сквозных отверстий крепится крышка 10 корпуса 1 с шестерней привода 9. The housing 1 is a rectangular box-shaped, in which four through holes and four blind holes are drilled, which are supporting bearings for the
Рамка 2 выполнена в виде ротора с наружными опорами скольжения и перпендикулярно пересекающимся цилиндром, внутри которого на опорах скольжения расположены дебалансные грузы с планетарной передачей, фиксируемые от осевого смещения стопорными кольцами, вдоль оси рамки на концах выполнены отверстия для оси шестерни 5 планетарной передачи С и шестерня привода системы 6.
Дебалансный груз 3 представляет собой сектор круга, выполненный несколько больше полукруга, безосевого типа, опорой скольжения служит наружная цилиндрическая поверхность полукруга, которым он опирается на внутреннюю цилиндрическую поверхность скольжения рамки 2, вдоль оси его вращения выполнено отверстие для установки шестерни 4 планетарной передачи. Площади опор скольжения одного дебалансного груза 3 и рамки 2 этого груза на предложенном инерцедвигателе по расчетам могут выдерживать рабочую нагрузку ЦСИ более 1200 кг (при использовании в его конструкции материалов, применяемых в машиностроении). The
Планетарная передача С состоит из двух конических шестерен 4, установленных в осевых отверстиях дебалансных грузов 3 и конической шестерни 5, которая своим концом наглухо крепится в отверстии корпуса 1. (В системах А1 и А3 для обеспечения вращения этих систем по часовой стрелке шестерни 5 развернуты на 180о по отношению к таким же шестерням систем А2 и А4, а оси первых удлинены).Planetary gearing C consists of two
Механизм вращения систем В состоит из шестерен привода систем 6, выполненных заодно с рамками 2, промежуточной шестерни 7, расположенной на оси 8 и закрепленной в крышке 10 корпуса 1 шестерни привода 9. The rotation mechanism of systems B consists of gears of the drive of
Привод устройства осуществляется от двигателя (или мускульной силой через редуктор) через муфту 11. The drive of the device is carried out from the engine (or muscular force through the gearbox) through the
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В исходном положении дебалансные грузы 3 систем А1 и А2 направлены в противоположные стороны параллельно осям рамок 2, что соответствует положению центров масс дебалансных грузов 3 в точках 0 и 180о угла поворота систем, импульс результирующей силы ЦСИ вращения их дебалансных грузов 3 равен 0; дебалансные грузы 3 систем А3 и А4 смещены по фазе угла поворота относительно систем А1 и А2 на 90о, их радиусы перпендикулярны плоскости корпуса 1, а импульс результирующей силы ЦСИ имеет максимальную величину. Уменьшение импульса результирующей силы ЦСИ дебалансных грузов 3 систем А3 и А4 компенсируется приращением импульса равной результирующей силы ЦСИ дебалансных грузов 3 систем А1 и А2. Таким образом, смещение угла поворота систем А3 и А4 относительно систем А1 и А2 на 90о обеспечивает дифференцирование результирующих сил ЦСИ вращения дебалансных грузов 3 систем А1, А2, А3, А4 в силу непрерывную, постоянную по величине и однонаправленного действия (см. фиг. 5).In the initial position, the
Вращение системам передается от приводного двигателя через муфту 11. При вращении системы конические шестерни 4 обкатываются вокруг шестерни 5 и вращают дебалансные грузы 3 в плоскостях, параллельных продольной оси рамки 2, в результате дебалансные грузы 3 вращаются в противоположные стороны и одновременно в двух перпендикулярных плоскостях: относительно рамки 2 и вместе с рамкой 2 относительно корпуса 1, центры масс дебалансных грузов 3 перемещаются по криволинейным траекториям шаровых поверхностей в зоне 0-180о с угловой скоростью, в два раза большей угловой скорости рамки, импульс результирующей силы ЦСИ вращения дебалансных грузов 3 систем всегда направлен перпендикулярно осям вращения рамок в сторону указанных полусфер. За угол поворота рамки 2 на 180о дебалансные грузы 3 повернутся на угол 360о (см. фиг. 3).The rotation of the systems is transmitted from the drive motor through the
Вращая систему А1 по часовой стрелке (см. фиг. 2, I, II) система А2 вращается против часовой стрелки, угол поворота дебалансных грузов 3 растет и, достигнув угла 90о, радиусы центров их масс займут положение, перпендикулярное плоскости корпуса 1, а импульс результирующей силы дебалансных грузов систем А1 и А2 будет также направлен перпендикулярно плоскости корпуса 1 и приложен к его центру, в то же время системы А3 и А4 вращаются идентично относительно систем А1 и А2, их дебалансные грузы 3 достигнут угла поворота 180о и будут направлены в противоположные стороны, дебалансные грузы 3 вернутся в зону 0-180о, т.е. в исходное положение. Радиусы вращения центров масс дебалансных грузов 3 при нахождении их в положении угла поворота 90о и вращении в плоскости, перпендикулярной продольной оси рамки 2, длиннее реальных радиусов дебалансных грузов 3, составят величину r RSin φ˙ctgα за счет асимметрии расположения дебалансных грузов 3 относительно осей вращения рамок 2, и уменьшатся до размера асимметрии при углах поворота 0 и 180о(см. фиг. 3). В точках 0 и 180о массы дебалансных грузов 3 каждой системы создают моменты сил, стремящихся повернуть систему вокруг оси, перпендикулярной оси рамки 2. Моменты указанных сил уравновешиваются взаимным расположением дебалансных грузов 3 систем.Rotating A1 system clockwise (see. Fig. 2, I, II) A2 system is rotated counterclockwise, the angle of rotation of
Согласно принципу независимости действия сил при вращении дебалансных грузов 3 систем в двух перпендикулярных плоскостях возникают следующие силы:
P1 результирующая сила ЦСИ вращения дебалансных грузов 3 в плоскостях, проходящих параллельно осям вращения рамок 2 систем А1 и А2;
P2 результирующая сила ЦСИ вращения дебалансных грузов 3 в плоскостях, проходящих перпендикулярно осям рамок 2 систем А1 и А2;
P3 результирующая сила ЦСИ вращения дебалансных грузов 3 систем А3 и А4, равная P1;
P4 результирующая сила ЦСИ вращения дебалансных грузов 3 систем А3 и А4, равная Р2;
P результирующая сила ЦСИ, равная сумме векторов сил P1, P2, P3, P4;
T результирующая сила инерции 2-го порядка, возникающая при вращении дебалансных грузов 3 с переменным радиусом r в плоскости, перпендикулярной оси вращения рамок 2, и смене орбит центрами масс дебалансных грузов 3.According to the principle of independence of the action of forces during the rotation of unbalanced loads of 3 systems in two perpendicular planes, the following forces arise:
P 1 the resulting force of the center of rotation of
P 2 the resulting force of the center of rotation of
P 3 the resulting force of the center of rotation of
P 4 the resulting force of the center of rotation of
P is the resultant CSI force equal to the sum of the force vectors P 1 , P 2 , P 3 , P 4 ;
T is the resulting inertia force of the second order arising from the rotation of
На схеме фиг. 2 и 3 показаны положения дебалансных грузов 3 относительно рамок 2 и рамок 2 относительно плоскости корпуса 1 при вращении систем, а также силы инерции, возникающие в системах и их результирующие. In the diagram of FIG. 2 and 3 show the positions of
Величина силы инерции (см. фиг. 2) P1 4mR ω2 Sin2 φ где m масса одного дебалансного груза 3, в кг (масса всех дебалансных грузов 3 одинакова);
R радиус центра масс дебалансных грузов 3, в м, (радиус вращения "const");
ω угловая скорость дебалансных грузов 3 относительно собственной оси вращения, в рад/сек;
φ угол поворота дебалансных грузов 3 относительно плоскости рамки 2, равный углу поворота рамки 2 относительно плоскости корпуса 1;
Sin2 φ произведение синусов углов поворота дебалансных грузов 3 относительно плоскости рамки 2 и рамки 2 относительно плоскости корпуса 1.The value of the inertia force (see Fig. 2) P 1 4mR ω 2 Sin 2 φ where m is the mass of one
R is the radius center of mass of
ω the angular velocity of the
φ the angle of rotation of the
Sin 2 φ is the product of the sines of the angles of rotation of the
Величина силы инерции (фиг. 2 и 3) P2 4mr ω2 2Sin φ 4mR ω22Sin2 φ т.к. r RSin φ . ctg α . cos β где m масса дебалансного груза 3, в кг;
r радиус вращения дебалансных грузов 3 перпендикулярно относительно оси рамки (величина переменная, изменяется от 0 до R), в м;
β угол наклона радиуса r к плоскости вращения дебалансных грузов;
ω угловая скорость дебалансных грузов 3 в рад/с;
φ угол поворота дебалансного груза 3 относительно плоскости рамки 2, равный углу поворота рамки 2 относительно плоскости корпуса 1, φ'.The value of the inertia force (Fig. 2 and 3) P 2 4mr ω 2 2Sin φ 4mR ω 2 2Sin 2 φ since r RSin φ . ctg α . cos β where m is the mass of
r radius of rotation of
β angle of inclination of radius r to the plane of rotation of unbalanced loads;
ω angular velocity of
φ the angle of rotation of the
Из формулы видно, что силы P1 и P2 равны по величине.The formula shows that the forces P 1 and P 2 are equal in magnitude.
Величина силы инерции (см. фиг. 3)
T · tgφ/ где I где I момент инерции дебалансных грузов 3 при смене ими орбит вращения вокруг осей рамок 2, кг˙м/кв;
ω угловая скорость дебалансных грузов 3 в рад/с;
tg φ период изменения I;
φ угол между радиусом вращения дебалансного груза 3 и вектором равнодействующей касательной и нормальной сил момента инерции I этого груза.The value of the inertia force (see Fig. 3)
T Tgφ / where I where I is the moment of inertia of
ω angular velocity of
tg φ period of change I;
φ is the angle between the radius of rotation of the
Сила инерции 2-го порядка T изменяется через каждые 90о угла поворота дебалансных грузов 3, эта сила направлена в противоположную сторону силы P и составляет 1-2% ЦСИ вращения дебалансных грузов 3.The inertia force of the second order T changes every 90 about the angle of rotation of the
Расчетные величины ЦСИ вращения дебалансных грузов 3 с массами m 0,1 кг и радиусе их вращения R 0,02 м, 4000 об/мин систем в описываемом инерцедвигателе сведены в таблицу (см. фиг. 4) и показаны на графике (см. фиг. 5), ориентировочные габаритные размеры инерцедвигателя 160х160х120 мм. The calculated values of the center of rotation of
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93003420A RU2034170C1 (en) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | Inertial centrifugal engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93003420A RU2034170C1 (en) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | Inertial centrifugal engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2034170C1 true RU2034170C1 (en) | 1995-04-30 |
| RU93003420A RU93003420A (en) | 1997-03-20 |
Family
ID=20136030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93003420A RU2034170C1 (en) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | Inertial centrifugal engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2034170C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2304340C1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-08-10 | Олег Фёдорович Меньших | Rotary-to-translational motion energy converting device |
| GB2445402A (en) * | 2005-08-03 | 2008-07-09 | Derek Edward Bird | Converting centrifugal force into a linear force |
| RU2453380C2 (en) * | 2010-08-20 | 2012-06-20 | Юрий Валерьевич Шарыпов | Inertial vibrator |
| RU2520707C1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-06-27 | Юрий Валерьевич Шарыпов | Inertial propulsor |
| RU2534831C2 (en) * | 2012-12-19 | 2014-12-10 | Алексей Кузьмич Злобин | Operation of wavelet carrier and pulse transformer to this end |
-
1993
- 1993-01-20 RU RU93003420A patent/RU2034170C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент Франции 2101562, кл. F 03G 3/00, 1972. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2445402A (en) * | 2005-08-03 | 2008-07-09 | Derek Edward Bird | Converting centrifugal force into a linear force |
| GB2445402B (en) * | 2005-08-03 | 2010-08-18 | Derek Edward Bird | Mechanical,inertial,propulsion,system |
| RU2304340C1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-08-10 | Олег Фёдорович Меньших | Rotary-to-translational motion energy converting device |
| RU2453380C2 (en) * | 2010-08-20 | 2012-06-20 | Юрий Валерьевич Шарыпов | Inertial vibrator |
| RU2534831C2 (en) * | 2012-12-19 | 2014-12-10 | Алексей Кузьмич Злобин | Operation of wavelet carrier and pulse transformer to this end |
| RU2520707C1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-06-27 | Юрий Валерьевич Шарыпов | Inertial propulsor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4464591B2 (en) | Continuously variable transmission using vibration torque and one-way drive | |
| US8297138B2 (en) | Gyroscopic torque converter | |
| RU2034170C1 (en) | Inertial centrifugal engine | |
| US3910137A (en) | Rotative transmissions at infinitely varying ratios | |
| US8104365B2 (en) | Vibration generator | |
| US6640659B1 (en) | Continuously variable transmission | |
| US6327922B1 (en) | Gyroscopic continuously variable transmission | |
| US5894757A (en) | Device for enhancing rotational movement | |
| RU2002108C1 (en) | Inertial propelling device | |
| RU2097600C1 (en) | Inertial propeller | |
| RU2076241C1 (en) | Inertia propelling device | |
| RU2242654C2 (en) | High-torque variator | |
| US20110041630A1 (en) | Propulsion mechanism employing conversion of rotary motion into a unidirectional linear force | |
| SU954203A1 (en) | Method of vibration tightening of threaded joints having long rods and vibration power nut driver for performing same | |
| US7344467B2 (en) | Self-regulating continuously variable transmission | |
| RU2000499C1 (en) | Internal coupling | |
| RU2046696C1 (en) | Vibration nut runner | |
| CN114450222A (en) | Rotor for an aircraft capable of hovering | |
| UA36321C2 (en) | Inertial planetary momentum transformer | |
| JPH0474564B2 (en) | ||
| RU2000501C1 (en) | Inertial coupling | |
| SU1762046A1 (en) | Wave gear | |
| RU2151331C1 (en) | Centrifugal stepless transmission | |
| SU1633211A1 (en) | Inertial gearing | |
| US20020172592A1 (en) | Machine based on inertial rotational forces operating as a turbine or a pump |