[go: up one dir, main page]

RU2324061C2 - Combustion engine - Google Patents

Combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2324061C2
RU2324061C2 RU2006121145/06A RU2006121145A RU2324061C2 RU 2324061 C2 RU2324061 C2 RU 2324061C2 RU 2006121145/06 A RU2006121145/06 A RU 2006121145/06A RU 2006121145 A RU2006121145 A RU 2006121145A RU 2324061 C2 RU2324061 C2 RU 2324061C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anchor
base
crankshaft
armature
housing
Prior art date
Application number
RU2006121145/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006121145A (en
Original Assignee
Вагин Николай Васильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вагин Николай Васильевич filed Critical Вагин Николай Васильевич
Priority to RU2006121145/06A priority Critical patent/RU2324061C2/en
Publication of RU2006121145A publication Critical patent/RU2006121145A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2324061C2 publication Critical patent/RU2324061C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: engineering industry; combustion engines.
SUBSTANCE: according to the invention combustion engine consists of cage with fixed cylinder, including piston and rod group, and bent shaft. Bent shaft crosses the cage vertically and its V-shaped portion is placed under the sharp angle to its axle. Piston with the help of rod is connected to anchor palm. The palm is placed on the V-shaped portion of the bent shaft. The anchor being made in form of flattened cone, its base center is fixed on the cardan shaft so that the anchor base is located under the angle to the cage ground. One anchor's side touches support circlet located on the cage base. It is fixed to the cage with the help of teeth, placed radially at the lower part of anchor's base and at the upper part of the bucking. The support circlet is connected with the teeth to the regulating wheel gear. The wheel gear is located between the support circlet and bent shaft, fixed to it with the teeth. Bucket reciprocating movement causes the anchor's fluctuation. Its upper part rotates the bent shaft, and the lower part rotates the support circlet. As a result, the support circlet rotates the regulating wheel gear winding the bent shaft.
EFFECT: decrease of mechanical losses while transformation of the bucket reciprocating movements into the bent shaft rotation mode.
8 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может применяться на автомобильном, железнодорожном, воздушном, речном транспорте, на производстве в качестве силовых установок, а также в иных областях применения современных двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to internal combustion engines and can be used in automobile, railway, air, river transport, in production as power plants, as well as in other fields of application of modern internal combustion engines.

В качестве наиболее близкого аналога выступают любые поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых энергия сгоревшей газовой смеси преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня.As the closest analogue are any piston internal combustion engines in which the energy of the burnt gas mixture is converted into reciprocating motion of the piston.

Основными причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, в современных двигателях внутреннего сгорания являются:The main reasons that impede the achievement of the required technical result in modern internal combustion engines are:

- несовершенный механизм преобразования энергии поступательного движения поршня в энергию вращательного движения,- imperfect mechanism for converting the energy of the translational motion of the piston into the energy of rotational motion,

- неполное преобразование энергии сгоревших газов в поступательное движение поршня.- incomplete conversion of energy of burnt gases into the translational motion of the piston.

Так, «процессы сгорания, происходящие в двигателях внутреннего сгорания, позволяют выделить примерно половину энергии, заключенной в топливе, однако, проходя через все механизмы двигателя, эта половина уменьшается еще вдвое - сказываются механические потери». Гуськов. «Необычные двигатели». М., 1971.So, “the combustion processes occurring in internal combustion engines allow you to allocate about half of the energy contained in the fuel, however, passing through all the mechanisms of the engine, this half is halved further - mechanical losses are affected”. Guskov. "Unusual engines." M., 1971.

Технический результат от применения заявленного изобретения заключается в уменьшении механических потерь при преобразовании возвратно-поступательного движения поршня, шатуна во вращательное движение коленчатого вала, в том числе в уменьшении «боковой силы», действующей через поршень на стенки цилиндра при возвратно-поступательном движении поршня.The technical result from the application of the claimed invention is to reduce mechanical losses when converting the reciprocating motion of the piston, connecting rod into rotational motion of the crankshaft, including reducing the "lateral force" acting through the piston on the cylinder walls during reciprocating motion of the piston.

Согласно изобретению двигатель внутреннего сгорания состоит из корпуса с неподвижно закрепленным цилиндром, в котором расположен поршень с шатуном, и коленчатого вала. Корпус выполнен в форме полусферы с горизонтальным основанием. Колено коленчатого вала расположено под острым углом к оси коленчатого вала, а шатун нижней частью крепится к якорю, который соединен с коленчатым валом. При этом якорь выполнен в форме усеченного конуса, центр основания которого закреплен на карданной опоре над основанием корпуса. Основание якоря расположено под углом к горизонтальному основанию корпуса. Один край якоря постоянно касается расположенного на основании корпуса опорного обода, с которым зацеплен зубьями, расположенными радиально на нижней части основания якоря и верхней части опорного обода. Опорный обод расположен горизонтально на роликах корпуса и связан зубьями, расположенными вертикально по внутренней окружности опорного обода, с зубьями регулирующей шестерни, ось которой нижней частью закреплена в основании корпуса, а верхней - в креплении. При этом регулирующая шестерня расположена между опорным ободом и коленчатым валом, с которым также зацеплена зубьями. Коленчатый вал проходит через корпус вертикально, а его колено проходит сквозь верхнюю часть якоря через отверстие, выполненное вдоль условной оси якоря. Поршень посредством карданной крестовины прикреплен к шатуну, в свою очередь прикрепленному также посредством карданной крестовины к лапе якоря. Поршень и шатун способны двигаться возвратно-поступательно в вертикальном направлении, качая якорь, верхняя часть которого при этом вращает коленчатый вал, а нижняя часть вращает опорный обод, в результате опорный обод вращает регулирующую шестерню, которая вращает коленчатый вал.According to the invention, the internal combustion engine consists of a housing with a fixed cylinder in which a piston with a connecting rod is located, and a crankshaft. The body is made in the form of a hemisphere with a horizontal base. The crankshaft elbow is located at an acute angle to the axis of the crankshaft, and the connecting rod bottom is attached to the anchor, which is connected to the crankshaft. In this case, the anchor is made in the form of a truncated cone, the center of the base of which is fixed on a gimbal support above the base of the housing. The base of the anchor is located at an angle to the horizontal base of the hull. One edge of the anchor constantly touches the supporting rim located on the base of the housing, with which it is engaged with teeth located radially on the lower part of the anchor base and the upper part of the supporting rim. The support rim is located horizontally on the rollers of the housing and is connected by teeth located vertically along the inner circumference of the support rim with the teeth of the control gear, the axis of which is fixed with the lower part in the base of the housing and the upper in the mount. In this case, the control gear is located between the support rim and the crankshaft, with which it is also engaged with the teeth. The crankshaft passes vertically through the housing, and its elbow passes through the upper part of the armature through an opening made along the conditional axis of the armature. The piston, by means of a universal joint, is attached to the connecting rod, which in turn is also attached by means of a universal joint to the arm arm. The piston and connecting rod are able to move reciprocally in a vertical direction, swinging the anchor, the upper part of which rotates the crankshaft, and the lower part rotates the support rim, as a result of the support rim rotates the adjusting gear that rotates the crankshaft.

В двигателе внутреннего сгорания в отличие от двигателей внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным механизмом имеется такой элемент, как якорь 2, связывающий шатун 7 и коленчатый вал 5. Использование якоря 2 позволяет увеличить коэффициент полезного действия при преобразовании возвратно-поступательного движения поршня 6, шатуна 7 во вращательное движение коленчатого вала 5 до числа процентов, приближающегося к 100.In an internal combustion engine, unlike internal combustion engines with a crank mechanism, there is such an element as an anchor 2, connecting the connecting rod 7 and the crankshaft 5. Using the anchor 2 allows you to increase the efficiency when converting the reciprocating movement of the piston 6, connecting rod 7 in the rotational movement of the crankshaft 5 to the number of percent approaching 100.

Поставленная задача решается в двигателе внутреннего сгорания при использовании якоря 2, над лапой 2-1 которого расположены шатун 7, поршень 6, цилиндр 8. При возвратно-поступательном движении поршня 6 в вертикальном направлении лапа якоря 2 совершает возвратно-поступательное движение в относительно вертикальном направлении по небольшому участку окружности с радиусом, равным радиусу основания якоря 2, в несколько раз превышающим длину участка возвратно-поступательного движения. При указанном соотношении шатун при движении лишь незначительно отклоняется от вертикали, вследствие чего уменьшается действие «боковой» силы на поршень к стенкам цилиндра, соответственно снижается сила трения поршня о цилиндр. Например, при наклоне плоскости якоря в 17 градусов относительно основания корпуса соотношения радиуса плоскости якоря (гипотенузы), радиуса основания корпуса (нижний катет) и высоты крепления якоря над основанием корпуса будут 25:24:7, соответственно при вертикальном положении шатуна он будет отклоняться от перпендикуляра к плоскости якоря примерно на 15 градусов, таким образом векторы общей силы газового взрыва F и полезной силы F1 будут расходиться незначительно, соответственно величина полезной силы F1 будет составлять примерно 96 процентов от величины общей силы F. Соответственно потери составят примерно 4 процента (см. фиг 8).The problem is solved in the internal combustion engine using an armature 2, above the claw 2-1 of which the connecting rod 7, piston 6, cylinder 8. are located. With the reciprocating movement of the piston 6 in the vertical direction, the arm of the armature 2 reciprocates in the relatively vertical direction in a small section of a circle with a radius equal to the radius of the base of the armature 2, several times the length of the section of reciprocating motion. At the indicated ratio, the connecting rod only slightly deviates from the vertical during movement, as a result of which the “lateral” force on the piston to the cylinder walls decreases, and the friction force of the piston against the cylinder decreases accordingly. For example, when the anchor plane is tilted 17 degrees relative to the base of the housing, the ratio of the radius of the anchor plane (hypotenuse), the radius of the base of the body (lower leg) and the height of the anchor above the base of the housing will be 25: 24: 7, respectively, with the vertical position of the connecting rod it will deviate from perpendicular to the plane of the anchor by about 15 degrees, so the vectors of the total gas explosion force F and useful force F1 will diverge slightly, respectively, the value of the useful force F1 will be about 96 percent in on the value of the total force F. Accordingly, the loss will be approximately 4 percent (see FIG. 8).

Якорь 2 в форме усеченного конуса закреплен наклонно под острым углом к горизонтальному основанию корпуса, и закрепленный таким образом способен:An anchor 2 in the form of a truncated cone is fixed obliquely at an acute angle to the horizontal base of the hull, and fixed in this way is capable of:

- совершать каждой точкой окружности своего основания возвратно-поступательное («качательное») движение в относительно вертикальном направлении;- make each point of the circumference of its base reciprocating ("rocking") movement in a relatively vertical direction;

- при этом последовательно касаясь нижним краем основания якоря каждой следующей точки опоры по окружности, якорь 2 способен перемещаться относительно основания корпуса 1 по горизонтали;- while consistently touching the lower edge of the base of the anchor of each next fulcrum around the circle, the anchor 2 is able to move relative to the base of the housing 1 horizontally;

- при таком «перекатывании» якоря 2, например, в направлении движения часовой стрелки происходит одновременное движение верхней части якоря 2 по окружности в этом же направлении, которое при подвижном закреплении по совпадающим осям якоря с коленом коленчатого вала 5 преобразуется в круговое движение коленчатого вала 5 в горизонтальной плоскости.- with this “rolling” of the armature 2, for example, in the clockwise direction, the upper part of the armature 2 simultaneously moves in a circle in the same direction, which, when movably fastened along the coincident axes of the armature with the crankshaft knee 5, is converted into circular motion of the crankshaft 5 in the horizontal plane.

Система элементов цилиндр-поршень размещается вертикально над лапой якоря 2-1, таким образом, вектор силы газового взрыва приложен относительно перпендикулярно основанию якоря 2.The cylinder-piston system of elements is placed vertically above the arm of the armature 2-1, thus, the gas explosion force vector is applied relatively perpendicular to the base of the armature 2.

Один из радиусов основания якоря 2, проходящий через нижнюю (касающуюся опорного обода) точку, выполняет функцию опорной оси, через которую сила газового взрыва передается на колено коленчатого вала 5, ось которого совпадает с осью якоря 2 и всегда перпендикулярна каждому радиусу основания якоря 2. См. фиг.6.One of the radii of the base of the armature 2, passing through the bottom (touching the support rim) point, serves as the reference axis through which the force of the gas explosion is transmitted to the knee of the crankshaft 5, the axis of which coincides with the axis of the armature 2 and is always perpendicular to each radius of the base of the armature 2. See FIG. 6.

Каждый следующий перпендикуляр от точки приложения силы газового взрыва (т.е. от точки крепления шатуна 7 к якорю 2 до указанной переменной оси играет роль рычага, посредством которого сила газового взрыва передается через переменную ось на колено коленчатого вала 5 по касательной к окружности вращения коленчатого вала 5. См. фиг.6, 7.Each subsequent perpendicular from the point of application of the gas explosion force (i.e., from the attachment point of the connecting rod 7 to the armature 2 to the indicated variable axis plays the role of a lever, by which the gas explosion force is transmitted through the variable axis to the crankshaft 5 knee tangentially to the crankshaft rotation circle shaft 5. See Fig.6, 7.

Моделируя указанный процесс, можно представить 3 условные моментальные окружности вращения:Simulating this process, we can imagine 3 conditional instantaneous circles of rotation:

1. Относительно вертикальная (наклонная) - окружность с центром вращения, расположенным на одной из точек «нижнего» радиуса основания якоря (переменной оси). В этой окружности радиусом является рычаг-перпендикуляр от точки приложения силы до переменной оси А-А1.1. Relatively vertical (inclined) - a circle with a center of rotation located on one of the points of the "lower" radius of the base of the anchor (variable axis). In this circle, the radius is the perpendicular arm from the point of application of force to the variable axis A-A1.

2. Условно-вертикальная окружность с центром в центре якоря и радиусом в виде оси якоря В-В1.2. Conditionally vertical circle with a center in the center of the anchor and a radius in the form of the axis of the anchor B-B1.

3. Горизонтальная - окружность вращения коленчатого вала С-С1.3. Horizontal - the circle of rotation of the crankshaft C-C1.

Окружности 2 и 3 перпендикулярны нижнему радиусу (переменной оси) якоря, а потому параллельны, при этом конструктивно жестко связаны между собой.Circles 2 and 3 are perpendicular to the lower radius (variable axis) of the anchor, and therefore parallel, while structurally rigidly interconnected.

В представленной модели сила, приложенная по касательной к окружности 1, полностью передается на окружность 2, от которой по касательной в совпадающих точках касания с горизонтальной окружностью 3 полностью передается на коленчатый вал.In the presented model, the force applied tangentially to the circle 1 is completely transmitted to the circle 2, from which it is completely transmitted to the crankshaft along the tangent points of coincidence with the horizontal circle 3.

В летательном аппарате, в отличие от других летательных аппаратов тяжелее воздуха, используется устройство двигателя внутреннего сгорания и машущие крылья, совершающие поочередно возвратно-поступательное движение в вертикальном направлении.In an aircraft, unlike other aircraft, it is heavier than air, an internal combustion engine device and flapping wings are used, which alternately reciprocate in the vertical direction.

Наличие конструктивных элементов.The presence of structural elements.

1. Корпус 1 в виде полусферы, в центре основания полусферы расположены два крепления под карданную крестовину 9-1 якоря 2, по окружности основания расположены несколько (три и более) роликов 12 под опорный обод 3, в верхней и нижней частях корпуса 1 по центру имеются вертикальные круглые отверстия для коленчатого вала 5.1. Housing 1 in the form of a hemisphere, in the center of the base of the hemisphere are two mounts for the universal joint 9-1 of the armature 2, several (three or more) rollers 12 are located around the circumference of the base 12 under the support rim 3, in the upper and lower parts of the housing 1 in the center there are vertical round holes for the crankshaft 5.

2. Якорь 2 с расположенным по центру вертикально отверстием под коленчатый вал 5, двумя креплениями под центральную карданную крестовину 9-1, с двумя креплениями под карданную крестовину 9-3 шатуна 7, с зубьями, расположенными снизу по окружности якоря 2, радиально.2. Anchor 2 with a centrally located vertical hole for the crankshaft 5, two mounts for the central universal joint 9-1, with two mounts for the universal joint 9-3 of the connecting rod 7, with teeth located radially from the bottom around the circumference of the armature 2.

3. Опорный обод 3 с зубьями, расположенными на верхней части обода, радиально (для зацепления с зубьями якоря 2), и с зубьями, расположенными по внутренней окружности обода 3 вертикально (для зацепления с зубьями регулирующей шестерни 4).3. The supporting rim 3 with the teeth located on the upper part of the rim radially (for engagement with the teeth of the armature 2), and with the teeth located along the inner circumference of the rim 3 vertically (for engagement with the teeth of the adjusting gear 4).

4. Регулирующая шестерня 4, состоящая из двух шестерен - верхней малой 4-1 и нижней большой 4-2, жестко скрепленных по оси.4. The adjusting gear 4, consisting of two gears - the upper small 4-1 and the lower large 4-2, rigidly fastened along the axis.

5. Коленчатый вал 5 с коленом, расположенным под острым углом к оси вала, с зубьями в нижней части вала, расположенными продольно оси вала.5. The crankshaft 5 with a bend located at an acute angle to the axis of the shaft, with teeth in the lower part of the shaft located longitudinally to the axis of the shaft.

6. Поршень 6 в виде закрытого сверху цилиндра с двумя креплениями под карданную крестовину 9-2 шатуна 7.6. The piston 6 in the form of a cylinder closed on top with two mounts under the universal joint 9-2 of the connecting rod 7.

7. Шатун 7 с верхними и нижними креплениями под карданные крестовины 9-2 поршня и 9-3 лапы якоря 2-1.7. A connecting rod 7 with upper and lower mounts under the universal joints 9-2 of the piston and 9-3 paws of the anchor 2-1.

8. Камера сгорания в форме цилиндра 8, закрытого сверху головкой цилиндра, в которой расположена форсунка 10.8. The combustion chamber in the form of a cylinder 8, closed on top of the cylinder head, in which the nozzle 10 is located.

Наличие связи между элементами.The presence of communication between the elements.

Якорь 2 крепится на карданную крестовину 9-1 корпуса 1, одет верхней частью на колено коленчатого вала 5, зубья нижней части якоря 2 (который всегда наклонен) входят в зацепление с опорным ободом 3, якорь 2 через карданную крестовину 9-3 на лапе якоря 2-1 соединен с шатуном 7.Anchor 2 is attached to the universal joint 9-1 of the housing 1, is dressed with the upper part on the knee of the crankshaft 5, the teeth of the lower part of the anchor 2 (which is always inclined) engage with the supporting rim 3, the anchor 2 through the universal joint 9-3 on the arm arm 2-1 is connected to the connecting rod 7.

Коленчатый вал 5 проходит сквозь верхнее и нижнее вертикальные отверстия корпуса 1, колено проходит через якорь 2, зубьями зацеплен с регулирующей шестерней 4 (с ее нижней большой шестерней 4-2).The crankshaft 5 passes through the upper and lower vertical holes of the housing 1, the knee passes through the anchor 2, it is engaged in gears with the control gear 4 (with its lower large gear 4-2).

Регулирующая шестерня 4 соединяет опорный обод 3 и коленчатый вал 5: зубья малой шестерни 4-1 постоянно зацеплены с зубьями опорного обода 3, зубья большой шестерни 4-2 постоянно зацеплены с зубьями коленчатого вала 5.The adjusting gear 4 connects the support rim 3 and the crankshaft 5: the teeth of the small gear 4-1 are constantly engaged with the teeth of the support rim 3, the teeth of the large gear 4-2 are constantly engaged with the teeth of the crankshaft 5.

Поршень 6 находится в цилиндре 8, крепится посредством карданной крестовины 9-2 к шатуну 7.The piston 6 is located in the cylinder 8, is attached by means of a universal joint 9-2 to the connecting rod 7.

Шатун 7 крепится посредством карданной крестовины 9-3 к лапе якоря 2-1.The connecting rod 7 is attached by means of a universal joint 9-3 to the arm of the anchor 2-1.

Взаимное расположение элементов.Relative arrangement of elements.

Якорь 2 расположен в корпусе 1 по центру над опорным ободом 3 и одним краем основания (нижним) всегда касается опорного обода 3, при этом противоположный верхний край основания якоря 2 находится на максимальном расстоянии от опорного обода 3.Anchor 2 is located in the housing 1 in the center above the support rim 3 and one edge of the base (lower) always touches the support rim 3, while the opposite upper edge of the base of the armature 2 is at the maximum distance from the support rim 3.

Коленчатый вал 5 проходит сквозь верхнее и нижнее вертикальные отверстия корпуса 1, колено проходит через отверстие якоря 2.The crankshaft 5 passes through the upper and lower vertical holes of the housing 1, the elbow passes through the hole of the armature 2.

Опорный обод 3 расположен под якорем 2, в проекции якоря 2, часть зубьев опорного обода 3 всегда находится в зацеплении с частью зубьев нижнего края якоря 2. Регулирующая шестерня 4 расположена параллельно основанию корпуса 1, между опорным ободом 3 и коленчатым валом 5.The support rim 3 is located under the anchor 2, in the projection of the anchor 2, part of the teeth of the support rim 3 is always in mesh with the part of the teeth of the lower edge of the armature 2. The adjusting gear 4 is parallel to the base of the housing 1, between the support rim 3 and the crankshaft 5.

Цилиндр 8 и поршень 6 расположены над одной из точек окружности опорного обода 3, вертикально.The cylinder 8 and the piston 6 are located vertically above one of the circumference points of the support rim 3.

Форма выполнения элемента (элементов) или устройства в целом, в частности геометрическая форма.The execution form of an element (s) or device as a whole, in particular a geometric shape.

Форма двигателя внутреннего сгорания в целом - полусфера.The shape of the internal combustion engine as a whole is a hemisphere.

1. Корпус 1 в виде полусферы, в центре основания полусферы расположены два крепления под карданную крестовину 9-1 якоря 2, по окружности основания расположены несколько (три и более) роликов 12 под опорный обод 3, в верхней и нижней частях корпуса 1 по центру имеются вертикальные круглые отверстия для коленчатого вала 5.1. Housing 1 in the form of a hemisphere, in the center of the base of the hemisphere are two mounts for the universal joint 9-1 of the armature 2, several (three or more) rollers 12 are located around the circumference of the base 12 under the support rim 3, in the upper and lower parts of the housing 1 in the center there are vertical round holes for the crankshaft 5.

2. Якорь 2 в форме усеченного конуса с расположенным по центру перпендикулярно основанию якоря 2 отверстием под коленчатый вал 5, двумя креплениями под карданную крестовину 9-1 корпуса 1, с двумя креплениями на лапе якоря 2-1 под карданную крестовину шатуна 9-3, с зубьями, расположенными снизу по окружности якоря 2, радиально.2. An anchor 2 in the form of a truncated cone with a hole located under the center of the armature 2 perpendicular to the crankshaft 5, two mounts for the universal joint 9-1 of the housing 1, with two mounts on the arm of the armature 2-1 for the universal joint of the connecting rod 9-3, with teeth located below the circumference of the armature 2, radially.

3. Опорный обод 3 с зубьями, расположенными в верхней части опорного обода 3, радиально и с зубьями, расположенными с внутренней стороны вертикально.3. The support rim 3 with teeth located in the upper part of the support rim 3, radially and with teeth located vertically from the inside.

4. Регулирующая шестерня 4, состоящая из двух шестерен - верхней малой 4-1 и нижней большой 4-2, жестко скрепленных по оси.4. The adjusting gear 4, consisting of two gears - the upper small 4-1 and the lower large 4-2, rigidly fastened along the axis.

5. Коленчатый вал 5, колено которого расположено под острым углом к оси вала.5. The crankshaft 5, the elbow of which is located at an acute angle to the axis of the shaft.

6. Поршень 6 в виде закрытого сверху цилиндра с двумя креплениями под карданную крестовину 9-2 шатуна 7.6. The piston 6 in the form of a cylinder closed on top with two mounts under the universal joint 9-2 of the connecting rod 7.

7. Шатун 7 с верхними и нижними креплениями под карданные опоры 9-2, 9-3 поршня 6 и лапы якоря 2-1.7. A connecting rod 7 with upper and lower mounts under the cardan bearings 9-2, 9-3 of the piston 6 and the arm paws 2-1.

8. Камера сгорания в форме цилиндра 8, закрытого сверху головкой цилиндра, в которой расположена форсунка 10.8. The combustion chamber in the form of a cylinder 8, closed on top of the cylinder head, in which the nozzle 10 is located.

Форма летательного аппарата в целом - выпуклый наклонный диск.The shape of the aircraft as a whole is a convex inclined disk.

Форма выполнения связи между элементами двигателя внутреннего сгорания.A form of communication between elements of an internal combustion engine.

Якорь 2 связан с корпусом 1 через карданную крестовину 9-1, с шатуном 7 - через карданную крестовину 9-3.Anchor 2 is connected to the housing 1 through a universal joint 9-1, with a connecting rod 7 - through a universal joint 9-3.

Коленчатый вал 5 связан с корпусом 1 через вертикальные отверстия.The crankshaft 5 is connected to the housing 1 through vertical holes.

Опорный обод 3 лежит на роликах 12, связан с якорем 2 и регулирующей шестерней 4 через зубчатое зацепление.The supporting rim 3 lies on the rollers 12, is connected with the armature 2 and the regulating gear 4 through gearing.

Регулирующая шестерня 4 закреплена в корпусе 1: внизу - в отверстии основания корпуса 1, и в верхнем креплении 11; связана с опорным ободом 3 и с коленчатым валом 5 через зубчатое зацепление.The adjusting gear 4 is fixed in the housing 1: below - in the hole of the base of the housing 1, and in the upper mount 11; connected with the support rim 3 and with the crankshaft 5 through gear engagement.

Поршень 6 связан с шатуном 7 через карданную крестовину 9-2.The piston 6 is connected to the connecting rod 7 through the universal joint 9-2.

Шатун 7 связан с якорем 2 через карданную крестовину 9-3.The connecting rod 7 is connected to the anchor 2 through a universal joint 9-3.

Параметры и другие характеристики элемента (элементов) и их взаимосвязь.Parameters and other characteristics of the element (s) and their relationship.

Общая высота двигателя внутреннего сгорания примерно в 1,5 раза меньше его диаметра.The total height of the internal combustion engine is approximately 1.5 times less than its diameter.

Радиус якоря 2 превышает радиус опорного обода 3 и соотносится с ним как гипотенуза с катетом в прямоугольном треугольнике, т.е. равен корню квадратному из суммы квадратов радиуса основания якоря и высоты от плоскости верхней части опорного обода 3 до центра карданной крестовины 9-1 якоря 2.The radius of the armature 2 exceeds the radius of the support rim 3 and correlates with it as a hypotenuse with a leg in a right triangle, i.e. equal to the square root of the sum of the squares of the radius of the base of the anchor and the height from the plane of the upper part of the support rim 3 to the center of the universal joint 9-1 of the anchor 2.

Высота карданной опоры 9-1 в основании корпуса 1 намного меньше радиуса основания якоря 2, при этом от отношения высоты опоры к радиусу якоря зависит коэффициент полезного действия (КПД) устройства. Уменьшение этого отношения пропорционально увеличению КПД устройства.The height of the gimbal support 9-1 at the base of the housing 1 is much smaller than the radius of the base of the armature 2, while the efficiency of the device depends on the ratio of the height of the support to the radius of the armature. A decrease in this ratio is proportional to an increase in the efficiency of the device.

Высота якоря 2 примерно равна радиусу его основания, но может быть больше или меньше для оптимизации габаритности всего устройства и достижения необходимой центростремительной силы от вращения верхней части якоря 2.The height of the armature 2 is approximately equal to the radius of its base, but may be more or less to optimize the overall dimensions of the entire device and achieve the necessary centripetal force from rotation of the upper part of the armature 2.

Длина коленчатого вала 5 превышает высоту корпуса 1, колено расположено к оси вала под углом, равным углу, образуемому основанием якоря 2 и основанием корпуса 1.The length of the crankshaft 5 exceeds the height of the housing 1, the elbow is located to the axis of the shaft at an angle equal to the angle formed by the base of the armature 2 and the base of the housing 1.

Радиусы малой 4-1 и большой 4-2 шестерен регулирующей шестерни 4 должны быть таковы, чтобы обеспечивать равенство величины отношения скорости вращения опорного обода 3 к скорости вращения коленчатого вала 5 и величины отношения разницы длин радиусов основания якоря 2 и опорного обода 3 к длине радиуса опорного обода 3. (Например, если длины радиусов основания якоря 2 и опорного обода 3 соотносятся как 25 к 24, их разница составляет 1, соответственно скорости вращения опорного обода 3 и коленчатого вала 5 должны соотноситься как 1 к 24, что и должна обеспечить расположенная между ними регулирующая шестерня 4.)The radii of the small 4-1 and large 4-2 gears of the control gear 4 should be such that the ratio of the speed of rotation of the support rim 3 to the speed of rotation of the crankshaft 5 and the ratio of the difference between the lengths of the radii of the base of the armature 2 and the support rim 3 to the radius of the supporting rim 3. (For example, if the lengths of the radii of the base of the armature 2 and the supporting rim 3 are correlated as 25 to 24, their difference is 1, respectively, the speed of rotation of the supporting rim 3 and the crankshaft 5 should be correlated as 1 to 24, which should bake the adjusting gear located between them 4.)

Все элементы устройства могут быть выполнены из металлов и иных материалов, применяемых в современном двигателестроении.All elements of the device can be made of metals and other materials used in modern engine manufacturing.

Параметры и другие характеристики элемента (элементов) и их взаимосвязь в летательном аппарате.Parameters and other characteristics of the element (s) and their relationship in the aircraft.

Диаметр устройства может превышать высоту. Соотношение данных величин может влиять на устойчивость аппарата при полете.The diameter of the device may exceed the height. The ratio of these values may affect the stability of the device during flight.

Перечень фигур чертежей и иных материалов.The list of figures of drawings and other materials.

Фигура 1 - двигатель внутреннего сгорания, вид спереди.Figure 1 - internal combustion engine, front view.

Фигура 2 - двигатель внутреннего сгорания, вид сбоку.Figure 2 - internal combustion engine, side view.

Фигура 3 - двигатель внутреннего сгорания, вид сверху.Figure 3 - internal combustion engine, top view.

Фигура 4 - летательный аппарат, вид спереди.Figure 4 - aircraft, front view.

Фигура 5 - летательный аппарат, вид сверху.Figure 5 - aircraft, top view.

Фигура 6 - схема последовательных рычагов, исходящих от точки приложения силы, перпендикулярных переменному «опорному» радиусу основания якоря.Figure 6 is a diagram of successive levers emanating from the point of application of force perpendicular to the variable "reference" radius of the base of the armature.

Фигура 7 - схема моделирования преобразования энергии возвратно-поступательного движения в энергию вращательного движения.Figure 7 is a simulation diagram of the conversion of energy of the reciprocating motion into energy of rotational motion.

Фигура 8 - с изображением векторов силы общей и полезной.Figure 8 - with the image of the force vectors of the general and useful.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.Information confirming the possibility of carrying out the invention.

Двигатель внутреннего сгорания может быть построен исходя из общих принципов двигателестроения и уровня современной техники, т.к. не имеет каких-либо конструктивных элементов, изготовление которых требовало бы применения специальных технологий.An internal combustion engine can be built on the basis of the general principles of engine building and the level of modern technology, as does not have any structural elements, the manufacture of which would require the use of special technologies.

Двигатель внутреннего сгорания действует следующим образом. При нахождении поршня 6 в верхнем положении происходит процесс воспламенения газовой смеси (процесс сгорания), сила давления газов действует на головку поршня 6, шатун 7, лапу якоря 2-1, которая также находится в верхнем положении, в результате чего данные элементы начинают поступательное относительно вертикальное движение вниз, к крайнему нижнему положению, диаметрально противоположный край якоря 2 начинает двигаться в противоположном направлении - к крайней верхней точке, при этом место зацепления нижнего края якоря 2 с опорным ободом 3 начинает последовательно перемещаться по опорному ободу 3, в направлении к опускающейся лапе якоря 2-1, например, по движению часовой стрелки; при этом верхняя часть якоря 2 начинает перемещаться также в направлении движения часовой стрелки и увлекает за собой продетое сквозь нее колено коленчатого вала 5, вращая коленчатый вал 5. При достижении крайнего нижнего положения поршня 6, лапы якоря 2-1, происходит выпуск отработавших газов (через клапан или продувочное окно), после этого верхняя часть якоря 2, коленчатый вал 5 продолжают движение по инерции и место зацепления нижнего края якоря 2 с опорным ободом 3 последовательно перемещается в направлении движения часовой стрелки к диаметрально противоположной точке от точки, на которую опустилась лапа якоря 2-1, при этом лапа якоря 2-1, шатун 7 и поршень 6 начинают подниматься, при достижении поршнем 6 крайнего верхнего положения завершается процесс сжатия (если двигатель двухтактный), после чего повторяется вышеописанный процесс сгорания газовой смеси; либо завершается процесс выпуска (если двигатель четырехтактный), после чего по инерции следуют процессы впуска газовой смеси, ее сжатия, и повторяется вышеописанный процесс сгорания газовой смеси. При этом в случае вращения коленчатого вала 5 по часовой стрелке происходит одновременное вращение регулирующей шестерни 4 в противоположном направлении и движение опорного обода 3 в этом же направлении, но с гораздо меньшей скоростью, обеспечивающей не перемещение лапы якоря в горизонтальном направлении относительно корпуса.The internal combustion engine operates as follows. When the piston 6 is in the upper position, the gas mixture is ignited (combustion process), the gas pressure force acts on the piston head 6, the connecting rod 7, the arm of the armature 2-1, which is also in the upper position, as a result of which these elements begin to translationally vertical movement down to the lowest position, the diametrically opposite edge of the armature 2 begins to move in the opposite direction - to the extreme upper point, while the place of engagement of the lower edge of the armature 2 with the supporting rim 3 on inaet sequentially move along the support rim 3 in a direction towards the descending leg of the armature 2-1, for example, clockwise movement; in this case, the upper part of the armature 2 also begins to move in the clockwise direction and carries with it the elbow of the crankshaft 5 threaded through it, rotating the crankshaft 5. When the piston 6, arm arm paws 2-1 reach the lowest position, exhaust gases are released ( through a valve or purge window), after that the upper part of the armature 2, the crankshaft 5 continue to move by inertia and the place of engagement of the lower edge of the armature 2 with the support rim 3 sequentially moves in the direction of clockwise movement to the diameter opposite the point from the point where the arm of the armature 2-1 dropped, while the arm of the armature 2-1, the connecting rod 7 and the piston 6 begin to rise, when the piston 6 reaches its highest position, the compression process is completed (if the engine is push-pull), and then repeats the above process of combustion of a gas mixture; or the exhaust process is completed (if the engine is four-stroke), after which the inlet of the gas mixture, its compression follow by inertia, and the above process of combustion of the gas mixture is repeated. Moreover, in the case of rotation of the crankshaft 5 in a clockwise direction, the control gear 4 rotates simultaneously in the opposite direction and the support rim 3 moves in the same direction, but at a much lower speed, ensuring that the arm paws do not move in the horizontal direction relative to the housing.

Устройство нуждается в регулирующем механизме, поскольку одно из условий работы устройства - постоянный наклон якоря 2, при этом длина радиуса основания якоря 2 от центра якоря 2 до точки контакта с опорным ободом 3 превышает длину радиуса опорного обода 3 от условного центра опорного обода 3 до точки контакта с якорем 2 настолько, насколько длина гипотенузы превышает длину катета в прямоугольном треугольнике; соответственно длина окружности основания якоря 2 превышает длину окружности опорного обода 3 на величину, кратную отношению указанных радиусов; соответственно при постоянном зацеплении якоря 2 с опорным ободом при «перекатывании» якоря 2 по ободу он будет смещаться относительно обода за один полный оборот коленчатого вала 5 на величину, равную разнице длин вышеуказанных окружностей основания якоря 2 и опорного обода 3, в направлении вращения коленчатого вала 5. Учитывая, что цилиндр 8 жестко связан с корпусом 1, необходимо, чтобы лапа якоря 2-1, к которой крепится шатун 7 с поршнем 6, постоянно находилась в проекции цилиндра 8 и не перемещалась в направлении вращения коленчатого вала 5. Для этого применим регулирующий механизм, который за каждый оборот коленчатого вала 5 должен перемещать опорный обод 3 и зацепленный с ним (через зубчатое зацепление) якорь 2 в направлении, противоположном направлению вращения коленчатого вала 5, на расстояние, равное разнице длин вышеуказанных окружностей основания якоря 2 и опорного обода 3.The device needs a regulatory mechanism, since one of the operating conditions of the device is a constant inclination of the armature 2, while the radius of the base of the armature 2 from the center of the armature 2 to the point of contact with the support rim 3 exceeds the radius of the support rim 3 from the conditional center of the support rim 3 to the point contact with the anchor 2 as long as the length of the hypotenuse exceeds the length of the leg in a right triangle; accordingly, the circumference of the base of the armature 2 exceeds the circumference of the support rim 3 by an amount multiple of the ratio of these radii; accordingly, with the anchor 2 constantly engaged with the support rim when the anchor 2 is “rolled” along the rim, it will shift relative to the rim for one full revolution of the crankshaft 5 by an amount equal to the difference in the lengths of the above circumferences of the base of the anchor 2 and the support rim 3, in the direction of rotation of the crankshaft 5. Given that the cylinder 8 is rigidly connected with the housing 1, it is necessary that the arm of the armature 2-1, to which the connecting rod 7 with the piston 6 is attached, is constantly in the projection of the cylinder 8 and does not move in the direction of rotation of the crankshaft 5. For I apply this regulating mechanism, which for each revolution of the crankshaft 5 must move the support rim 3 and the anchor 2 engaged with it (via gearing) in the direction opposite to the direction of rotation of the crankshaft 5, by a distance equal to the difference in lengths of the above-mentioned circles of the base of the armature 2 and support rim 3.

Claims (1)

Двигатель внутреннего сгорания, состоящий из корпуса с неподвижно закрепленным цилиндром, в котором расположен поршень с шатуном, и коленчатого вала, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме полусферы с горизонтальным основанием, колено коленчатого вала расположено под острым углом к оси коленчатого вала, а шатун нижней частью крепится к якорю, который соединен с коленчатым валом, при этом якорь выполнен в форме усеченного конуса, центр основания которого закреплен на карданной опоре над основанием корпуса, основание якоря расположено под углом к горизонтальному основанию корпуса, один край якоря постоянно касается расположенного на основании корпуса опорного обода, с которым зацеплен зубьями, расположенными радиально на нижней части основания якоря и верхней части опорного обода, опорный обод расположен горизонтально на роликах корпуса и связан зубьями, расположенными вертикально по внутренней окружности опорного обода, с зубьями регулирующей шестерни, ось которой нижней частью закреплена в основании корпуса, а верхней в креплении, при этом регулирующая шестерня расположена между опорным ободом и коленчатым валом, с которым также зацеплена зубьями, коленчатый вал проходит через корпус вертикально, а его колено проходит сквозь верхнюю часть якоря через отверстие, выполненное вдоль условной оси якоря, поршень посредством карданной крестовины прикреплен к шатуну, в свою очередь прикрепленному также посредством карданной крестовины к лапе якоря, поршень и шатун способны двигаться возвратно-поступательно в вертикальном направлении, качая якорь, верхняя часть которого при этом вращает коленчатый вал, а нижняя часть вращает опорный обод, в результате опорный обод вращает регулирующую шестерню, которая вращает коленчатый вал.An internal combustion engine consisting of a housing with a fixed cylinder in which a piston with a connecting rod is located, and a crankshaft, characterized in that the housing is made in the form of a hemisphere with a horizontal base, the crankshaft elbow is at an acute angle to the axis of the crankshaft, and the connecting rod the lower part is attached to the anchor, which is connected to the crankshaft, while the anchor is made in the form of a truncated cone, the center of the base of which is mounted on a gimbal support above the base of the housing, the base of the anchor is located angled to the horizontal base of the housing, one edge of the armature constantly touches the support rim located on the base of the housing, with which it is engaged with teeth located radially on the lower part of the base of the armature and the upper part of the support rim, the support rim is located horizontally on the casters and is connected by teeth located vertically along the inner circumference of the support rim, with the teeth of the control gear, the axis of which is fixed with the lower part in the base of the housing, and the upper in the mount, while the adjusting pole it is located between the support rim and the crankshaft, with which it is also engaged with the teeth, the crankshaft passes vertically through the housing, and its elbow passes through the upper part of the armature through a hole made along the conditional axis of the armature, the piston is attached to the connecting rod by means of a universal joint, in turn An anchor also attached by means of a universal joint to the leg, the piston and connecting rod are able to move reciprocally in the vertical direction, swinging the anchor, the upper part of which rotates the cranks th shaft, and the lower part rotates the support rim, as a result, the support rim rotates the control gear, which rotates the crankshaft.
RU2006121145/06A 2006-06-14 2006-06-14 Combustion engine RU2324061C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121145/06A RU2324061C2 (en) 2006-06-14 2006-06-14 Combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121145/06A RU2324061C2 (en) 2006-06-14 2006-06-14 Combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006121145A RU2006121145A (en) 2007-12-27
RU2324061C2 true RU2324061C2 (en) 2008-05-10

Family

ID=39018613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006121145/06A RU2324061C2 (en) 2006-06-14 2006-06-14 Combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2324061C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2405951C2 (en) * 2008-06-16 2010-12-10 Вагин Николай Васильевич Engine
RU2733794C1 (en) * 2020-01-09 2020-10-06 Вагин Николай Васильевич Motor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1816274A (en) * 1929-10-03 1931-07-28 Yeakley Melvin Albert Wabbler holding mechanism
US2387908A (en) * 1944-07-29 1945-10-30 Frank C Howard Wabbler drive mechanism
GB1595600A (en) * 1976-12-06 1981-08-12 Bosshard E Dynamic balancing in wobble disc devices
WO1995008697A1 (en) * 1992-01-15 1995-03-30 Emilien Feneux Four-stroke internal combustion engine comprising a swashplate
RU2125162C1 (en) * 1997-03-07 1999-01-20 Василий Алексеевич Сахарнов Piston engine
RU2163682C2 (en) * 1999-05-11 2001-02-27 Максимов Андрей Михайлович Axial-piston engine
RU40393U1 (en) * 2004-05-11 2004-09-10 Боев Игорь Васильевич AXIAL PISTON MACHINE

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1816274A (en) * 1929-10-03 1931-07-28 Yeakley Melvin Albert Wabbler holding mechanism
US2387908A (en) * 1944-07-29 1945-10-30 Frank C Howard Wabbler drive mechanism
GB1595600A (en) * 1976-12-06 1981-08-12 Bosshard E Dynamic balancing in wobble disc devices
WO1995008697A1 (en) * 1992-01-15 1995-03-30 Emilien Feneux Four-stroke internal combustion engine comprising a swashplate
RU2125162C1 (en) * 1997-03-07 1999-01-20 Василий Алексеевич Сахарнов Piston engine
RU2163682C2 (en) * 1999-05-11 2001-02-27 Максимов Андрей Михайлович Axial-piston engine
RU40393U1 (en) * 2004-05-11 2004-09-10 Боев Игорь Васильевич AXIAL PISTON MACHINE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2405951C2 (en) * 2008-06-16 2010-12-10 Вагин Николай Васильевич Engine
RU2733794C1 (en) * 2020-01-09 2020-10-06 Вагин Николай Васильевич Motor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006121145A (en) 2007-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3481314A (en) Means for optimizing the performance of internal combustion engines
US5243938A (en) Differential stroke internal combustion engine
RU2324061C2 (en) Combustion engine
RU2347088C1 (en) Screw ball four-cycle engine
US9103333B2 (en) Axial piston machines
JP6242909B2 (en) Internal combustion engine with asymmetric port timing
WO2013048262A1 (en) An internal combustion engine
EP3198126B1 (en) Internal combustion engine and method to build it
CN103089425A (en) Integrated annular curved slideway engine
CN101210497A (en) Gyro wheel rotating engine
RU2096638C1 (en) Piston-type machine (options)
US20060060012A1 (en) Centrifugal lifting system
KR20130036740A (en) High speed engine
CN102536447A (en) Rotary-cylinder rotor engine
JP3204412U (en) Cam-driven reciprocating engine
RU2412362C2 (en) Water transport engine
RU93460U1 (en) CIRCULAR INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH ROTATING PISTON
RU2405951C2 (en) Engine
CN104832281A (en) Optimized energy-saving internal combustion engine
CA3118584A1 (en) Apparatus to convert linear motion to rotary motion
US20070137597A1 (en) Valve-operating mechanism
RU192253U1 (en) Four-stroke ball six-section internal combustion engine
RU60140U1 (en) CRANK MECHANISM
Kett Simple harmonic motion (C16)
RU2484270C2 (en) Internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110615