UA98194C2 - Reciprocating piston machine comprising mechanism without piston connecting rod - Google Patents
Reciprocating piston machine comprising mechanism without piston connecting rod Download PDFInfo
- Publication number
- UA98194C2 UA98194C2 UAA201009328A UAA201009328A UA98194C2 UA 98194 C2 UA98194 C2 UA 98194C2 UA A201009328 A UAA201009328 A UA A201009328A UA A201009328 A UAA201009328 A UA A201009328A UA 98194 C2 UA98194 C2 UA 98194C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- crankshaft
- bushings
- pistons
- cylinders
- machine according
- Prior art date
Links
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 claims description 12
- 244000089409 Erythrina poeppigiana Species 0.000 claims 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims 1
- 241000468053 Obodhiang virus Species 0.000 claims 1
- 235000009776 Rathbunia alamosensis Nutrition 0.000 claims 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00
- F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with crankshaft
- F01B9/026—Rigid connections between piston and rod; Oscillating pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00
- F01B9/04—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
- F16C3/06—Crankshafts
- F16C3/10—Crankshafts assembled of several parts, e.g. by welding by crimping
- F16C3/12—Crankshafts assembled of several parts, e.g. by welding by crimping releasably connected
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
- F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
- F16H21/16—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and reciprocating motion
- F16H21/18—Crank gearings; Eccentric gearings
- F16H21/36—Crank gearings; Eccentric gearings without swinging connecting-rod, e.g. with epicyclic parallel motion, slot-and-crank motion
- F16H21/365—Crank gearings; Eccentric gearings without swinging connecting-rod, e.g. with epicyclic parallel motion, slot-and-crank motion with orbital gearing having a ratio of 2:1 between central gear and orbital gear
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Винахід належить до поршневих машин, зокрема до машин з безшатунним механізмом перетворення зворотно-поступального руху поршнів в обертальний рух робочого вала і може бути використаний як в двигунах, наприклад, внутрішнього і зовнішнього згоряння, парових, гідравлічних й інших, так і насосах різного типу.The invention belongs to piston machines, in particular to machines with a connecting rodless mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotary motion of the working shaft and can be used both in engines, for example, internal and external combustion, steam, hydraulic, and others, as well as in pumps of various types.
Відомий двигун внутрішнього згоряння з безшатунним механізмом перетворення зворотно- поступального руху поршнів в обертальний рух робочого вала, відомий як «двигун Баландіна»A well-known internal combustion engine with a connecting rodless mechanism for converting the reciprocating motion of the pistons into the rotary motion of the working shaft, known as the "Balandin engine"
ІБаландин С.С. Бесштуннье двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1968. - С. 41-42). Цей двигун містить корпус з циліндрами, поршні яких попарно жорстко зв'язані між собою штоками, зчленованими через підшипники із середніми шийками колінчастого вала, що має планетарне обертання крайніх шийок. Поршневі системи і з'єднуючі їх штоки переміщаються вздовж осі протилежних циліндрів.IBalandyn S.S. Besstunnye internal combustion engines. M.: Mashinostroenie, 1968. - pp. 41-42). This engine contains a body with cylinders, the pistons of which are rigidly connected in pairs by rods, articulated through bearings with the middle necks of the crankshaft, which has a planetary rotation of the outermost necks. Piston systems and their connecting rods move along the axis of opposite cylinders.
Удосконалений варіант відомого двигуна описаний в а. с. СРСР за Мо 118471 |МПК ЄО1В 9/02, опубл. 10.12.1973, бюл. Мо 47|, який вибраний як прототип. Відома машина містить корпус з циліндрами, поршні яких попарно жорстко зв'язані між собою штоками, зчленованими через підшипники із шийками планетарно обертового колінчастого вала, що знаходиться в корпусі, вал відведення потужності з пристроєм синхронізації його руху, встановлені в корпусі. При цьому вал відведення потужності виконаний з двох частин із кривошипами, що несуть підшипники для закріплення в них крайніх шийок колінчастого вала, а пристрій синхронізації руху сполучний валом із зубчастим зачепленням вінців кривошипів. Механізм вказаної машини можна застосовувати не тільки для двигунів внутрішнього згоряння, але й для приводних компресорів, насосів, поршневих генераторів газу і інших поршневих машин.An improved version of the known engine is described in a. with. USSR under MO 118471 | IPC ЕО1В 9/02, publ. 10.12.1973, Bull. Mo 47|, which is selected as a prototype. The known machine contains a housing with cylinders, the pistons of which are rigidly connected in pairs by rods articulated through bearings with necks of a planetary rotating crankshaft located in the housing, a power take-off shaft with a device for synchronizing its movement, installed in the housing. At the same time, the power take-off shaft is made of two parts with cranks that carry bearings for fixing the crankshaft end necks in them, and the motion synchronization device is connected by a connecting shaft with a toothed engagement of the crank crowns. The mechanism of the specified machine can be used not only for internal combustion engines, but also for drive compressors, pumps, piston gas generators and other piston machines.
Вадами відомої машини є: складність складання її механізму при установці штоків з повзунами на колінчастий вал, що вимагає високої точності; складність балансування деталей, що рухаються, через їхнє загальне обертання в одну сторону; відносно велика вага і габарити.The disadvantages of the known machine are: the complexity of assembling its mechanism when installing rods with sliders on the crankshaft, which requires high accuracy; the difficulty of balancing moving parts due to their general rotation in one direction; relatively large weight and dimensions.
Задачею винаходу, що заявляється, є удосконалення поршневої машини з безшатунним механізмом шляхом зміни конструкції колінчастого вала і вала відведення потужності дляThe object of the claimed invention is to improve the piston machine with a connecting rod mechanism by changing the design of the crankshaft and the power take-off shaft for
Зо забезпечення спрощення складання і балансування деталей, що рухаються, при одночасному зменшенні її ваги і габаритів і збільшенні питомої потужності, що знімається з вала відведення потужності.To facilitate the assembly and balancing of moving parts, while simultaneously reducing its weight and dimensions and increasing the specific power taken from the power take-off shaft.
Поставлена задача вирішується тим, що в поршневій машині з безшатунним механізмом, що містить корпус з циліндрами, поршні яких попарно жорстко зв'язані між собою штоками, зчленованими через підшипники із шийками планетарно обертового колінчастого вала, що знаходиться в корпусі, вал відведення потужності з пристроєм синхронізації його руху, встановлені в корпусі, відповідно до винаходу, колінчастий вал виконаний із двох шарнірно зчленованих подвійних кривошипів, розміщених в ексцентрично розташованих отворах втулок, що мають вінці, вал відведення потужності з пристроєм синхронізації руху втулок виконаний із двох частин, кожна з яких має шестерні, що входять у зачеплення між собою й вінцями втулок.The problem is solved by the fact that in a piston machine with a connecting rod mechanism containing a housing with cylinders, the pistons of which are rigidly connected in pairs by rods articulated through bearings with necks of a planetary rotating crankshaft located in the housing, a power take-off shaft with a device synchronizing its movement, installed in the housing, according to the invention, the crankshaft is made of two articulated double cranks, placed in eccentrically located holes of bushings having crowns, the power take-off shaft with a device for synchronizing the movement of the bushing is made of two parts, each of which has gears that mesh with each other and the crowns of the bushings.
При цьому машина може містити два циліндри, поршні яких жорстко зв'язані між собою штоками, встановлені між втулками колінчастого вала, або чотири циліндри, поршні яких жорстко зв'язані між собою штоками, встановлені по краях втулок колінчастого вала, або два циліндри, поршні яких жорстко зв'язані між собою штоками, встановлені між втулками, і чотири циліндри, поршні яких жорстко зв'язані між собою штоками, встановлені по краях втулок колінчастого вала. Ексцентриситет колінчастого вала і отворів під нього у втулках складає 1/4 ходу поршнів. Подвійні кривошипи колінчастого вала і втулки мають протилежний напрям обертання, при цьому кривошип колінчастого вала і відповідна йому втулка також мають протилежний напрям обертання.At the same time, the machine can contain two cylinders, the pistons of which are rigidly connected to each other by rods installed between the crankshaft bushings, or four cylinders, the pistons of which are rigidly connected to each other by rods installed on the edges of the crankshaft bushings, or two cylinders, pistons which are rigidly connected to each other by rods installed between the bushings, and four cylinders whose pistons are rigidly connected to each other by rods installed on the edges of the crankshaft bushings. The eccentricity of the crankshaft and the holes for it in the bushings is 1/4 of the stroke of the pistons. Double crankshaft cranks and bushings have the opposite direction of rotation, while the crankshaft crank and its corresponding bushing also have the opposite direction of rotation.
Суть винаходу, що заявляється, пояснюється кресленнями: на фіг. 1 представлений ізометричний схематичний вигляд поршневої машини з двома циліндрами; на фіг. 2 - ізометричний схематичний вигляд поршневої машини з чотирма циліндрами; на фіг. З - ізометричний схематичний вигляд спереду поршневої машини з шістьма циліндрами; на фіг. 4 - ізометричний схематичний вигляд позаду поршневої машини з шістьма циліндрами; на фіг. 5 - ізометричний вид колінчастого вала з подвійних кривошипів: а - роздільно, б - в зібраному вигляді.The essence of the claimed invention is explained by the drawings: in fig. 1 is an isometric schematic view of a piston engine with two cylinders; in fig. 2 - isometric schematic view of a piston machine with four cylinders; in fig. C is an isometric schematic front view of a piston engine with six cylinders; in fig. 4 is an isometric schematic rear view of a piston engine with six cylinders; in fig. 5 - isometric view of a crankshaft with double cranks: a - separately, b - assembled.
Поршнева машина з безшатунним механізмом, що заявляється, містить корпус 1, що складається з двох симетричних частин, із циліндрами 2, поршні З яких попарно жорстко зв'язані між собою штоками 4, зчленованими через підшипники 5 з бічними 6 і центральною 7 бо шийками планетарно обертового колінчастого вала (фіг. 5), що знаходиться в корпусі 1 і виконаного з двох шарнірно зчленованих центральною шийкою 7 подвійних кривошипів 8, 9, розміщених в ексцентрично розташованих отворах 10 втулок 11, що мають вінці 12, вал відведення потужності 13 з пристроєм синхронізації його руху виконаний з двох частин, кожна з яких має шестерні 14, що входять у зачеплення між собою й вінцями 12 втулок 11.The claimed piston machine with a connecting rodless mechanism contains a body 1, consisting of two symmetrical parts, with cylinders 2, the pistons of which are rigidly connected in pairs by rods 4, articulated through bearings 5 with lateral 6 and central 7 bo necks planetary of the rotating crankshaft (Fig. 5), which is located in the housing 1 and is made of two double cranks 8, 9 articulated by a central neck 7, placed in eccentrically located holes 10, bushings 11, which have crowns 12, a power take-off shaft 13 with a synchronization device its movement is made of two parts, each of which has gears 14 that engage with each other and crowns 12 and bushings 11.
Складання поршневої машини (на прикладі машини з двома циліндрами) здійснюють таким чином: в одну з частин корпусу 1 встановлюють втулку 11 і в неї кривошип 8 з центральною шийкою 7, з якою сполучають підшипник 5 штока поршнів З циліндрів 2, при цьому повзун штока (на кресленні не показаний) сполучають з напрямними (на кресленні не показаний). Одну з частин вала відведення потужності 13 встановлюють в цю частину корпусу 1, сполучаючи її шестірню 14 з вінцем 12 втулки 11. У другу частину корпусу 1 встановлюють втулку 11 і в неї кривошип 9 з отвором 15 під центральну шийку 7 і другу частину вала відведення потужності 13 встановлюють в цю частину корпусу 1, сполучаючи її шестірню 14 з вінцем 12 втулки 11. При з'єднанні обох зібраних частин корпусу 1 втулки 11 орієнтують отворами 10 зі зсувом на 1807, а шийку 7 і отвір 15 розташовують в центрі корпусу 1.Assembling a piston machine (on the example of a machine with two cylinders) is carried out as follows: a bushing 11 is installed in one of the parts of the housing 1 and in it a crank 8 with a central neck 7, with which the bearing 5 of the piston rod of cylinders 2 is connected, while the rod slider ( not shown in the drawing) are connected to the guides (not shown in the drawing). One of the parts of the power take-off shaft 13 is installed in this part of the body 1, connecting its gear 14 with the crown 12 of the sleeve 11. In the second part of the body 1, a sleeve 11 is installed and in it a crank 9 with a hole 15 under the central neck 7 and the second part of the power take-off shaft 13 is installed in this part of the housing 1, connecting its gear 14 with the crown 12 of the bushing 11. When connecting both assembled parts of the housing 1, the bushings 11 are oriented with holes 10 with an offset of 1807, and the neck 7 and hole 15 are located in the center of the housing 1.
Таким чином, виконання колінчастого вала з двох шарнірно зчленованих подвійних кривошипів дозволяє спростити його складання. Розміщення подвійних кривошипів в ексцентрично розташованих отворах втулок і їх попарно протилежне обертання полегшує балансування деталей, що рухаються, поршневої машини. Розміри й вага деталей, що рухаються, істотно знижені, внаслідок чого зменшується потужність, що витрачає на їхній рух, і збільшується питома потужність, що знімається з вала відведення потужності.Thus, the execution of the crankshaft from two articulated double cranks allows to simplify its assembly. Placing the twin cranks in eccentrically located bushing holes and rotating them in pairs in opposite directions makes it easier to balance the moving parts of a reciprocating machine. The dimensions and weight of the moving parts are significantly reduced, as a result of which the power consumed by their movement is reduced and the specific power taken from the power take-off shaft is increased.
Незалежно від кількості циліндрів поршнева машина, що заявляється, працює таким чином.Regardless of the number of cylinders, the claimed piston engine operates as follows.
В процесі виконання робочого циклу поршні З зворотно-поступально переміщаються у відповідному циліндрі 2. Разом з поршнями З переміщаються поршневі штоки 4 з повзунами в напрямних (на кресленні не показано), закріплених в корпусі 1, котрі і прибирають виникаючі бічні навантаження. Поршневий шток 4, знаходячись в шарнірному з'єднанні з центральною шийкою 7 колінчастого вала, приводить його в планетарне обертання у втулках 11 і навколо власної осі. Синхронізацію протилежного обертання втулок 11 здійснюють шестерні 14 вала відведення потужності 13, що входять у зачеплення між собою й вінцями 12 втулок 11.During the work cycle, the pistons Z move reciprocatingly in the corresponding cylinder 2. Together with the pistons Z, the piston rods 4 with sliders in the guides (not shown in the drawing) fixed in the housing 1 move, which remove the side loads that arise. The piston rod 4, being in a hinged connection with the central neck 7 of the crankshaft, brings it into planetary rotation in the bushings 11 and around its own axis. Synchronization of the opposite rotation of the bushings 11 is carried out by the gears 14 of the power take-off shaft 13, which engage with each other and the crowns 12 of the bushings 11.
Потужність поршневої машини знімають з будь-якої частини вала відведення потужності 13.The power of the piston machine is removed from any part of the power take-off shaft 13.
Зо При роботі поршневої машини в режимі двигуна відбувається перетворення енергії робочого тіла, що подається в циліндри 2, в механічну енергію. При роботі поршневої машини в режимі насоса при примусовому обертанні вала відведення потужності 13 відбувається нагнітання або стиснення плинних середовищ поршнями.З During the operation of the piston machine in the engine mode, the energy of the working body supplied to the cylinders 2 is converted into mechanical energy. During the operation of the piston machine in the pump mode, with the forced rotation of the power take-off shaft 13, fluid media are pumped or compressed by pistons.
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201009328A UA98194C2 (en) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | Reciprocating piston machine comprising mechanism without piston connecting rod |
| PCT/UA2010/000078 WO2012015373A1 (en) | 2010-07-26 | 2010-10-18 | Piston engine having a mechanism with no connecting rods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201009328A UA98194C2 (en) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | Reciprocating piston machine comprising mechanism without piston connecting rod |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA98194C2 true UA98194C2 (en) | 2012-04-25 |
Family
ID=45530358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201009328A UA98194C2 (en) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | Reciprocating piston machine comprising mechanism without piston connecting rod |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA98194C2 (en) |
| WO (1) | WO2012015373A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL222701B1 (en) * | 2013-03-11 | 2016-08-31 | Jacek Majewski | System of an internal combustion engine crankshaft, particularly a two-stroke |
| USD1101031S1 (en) | 2022-12-08 | 2025-11-04 | 3Shape A/S | Scanner without tip |
| USD1101184S1 (en) | 2023-02-10 | 2025-11-04 | Sshape A/S | Lab scanner |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU118471A1 (en) * | 1958-02-04 | 1973-12-10 | С. С. Баландин | INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH FREE SHEET MECHANISM |
| SU1604999A1 (en) * | 1986-12-25 | 1990-11-07 | В. Н. Обрежа | Piston machine |
| RU2163680C2 (en) * | 1998-07-23 | 2001-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью конструкторское бюро "Пульс" | Slider-crank mechanism |
| DE19840662A1 (en) * | 1998-09-05 | 2000-03-09 | Volkswagen Ag | Drive train for a drive unit |
| US7543559B2 (en) * | 2006-09-05 | 2009-06-09 | Ivan Milicic | Gear crank mechanism for engine |
-
2010
- 2010-07-26 UA UAA201009328A patent/UA98194C2/en unknown
- 2010-10-18 WO PCT/UA2010/000078 patent/WO2012015373A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012015373A1 (en) | 2012-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA98194C2 (en) | Reciprocating piston machine comprising mechanism without piston connecting rod | |
| US3696614A (en) | Reciprocating piston machine with a rotary hydraulic displacer between pistons and machine shaft | |
| GB2226612A (en) | Rotating and reciprocating piston machine or engine | |
| CN101672258A (en) | Gear connecting rod type linear reciprocating mechanism | |
| JP2014181675A (en) | Hydraulic machine and wind power generating equipment | |
| US20070062469A1 (en) | Rotary radial internal combustion piston engine | |
| CN214118445U (en) | Completely opposite-moving type piston compressor structure | |
| ITTO20130175U1 (en) | MECHANISM FOR AN ALTERNATIVE MACHINE | |
| JP2014129774A (en) | Hydraulic machine and wind power generation device | |
| CN101509423A (en) | A hypocycloidal single-cylinder diesel engine | |
| GB1471447A (en) | Counter-balanced fixed stroke piston machines | |
| CN1769720B (en) | Swing hydraulic motor | |
| EP2749768B1 (en) | Radial piston hydraulic machine and wind turbine generator | |
| RU2610319C1 (en) | Device for conversion of reciprocating movement to rotational movement and vice versa | |
| RU2011123386A (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| RU2474705C2 (en) | Rotary-vane engine of internal combustion | |
| CN112228317A (en) | A completely opposite-moving piston compressor structure | |
| RU2524154C2 (en) | Opposed crank-planetary piston rodless mechanism and system of opposed crank-planetary piston rodless mechanisms | |
| UA114083C2 (en) | PISTON MACHINE WITH NO-TURN MECHANISM | |
| CN221120215U (en) | Cam assembly, crank cam mechanism and air compressor | |
| KR101111380B1 (en) | Engine for power generation | |
| RU2420680C1 (en) | Conrod-free mechanism of motion conversion | |
| CN101705953A (en) | Multifunctional hydraulic cylinder | |
| CN202215358U (en) | Transmission mechanism of oil pump | |
| RU118357U1 (en) | PISTON MACHINE |