БЕСКРИВОШИПНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2019 года по МПК F01B9/04 F02B75/32 

Описание патента на изобретение RU2702819C1

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к бескривошипным двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано при создании объемных компрессоров и насосов.

Известны поршневые кривошипно-шатунные двигатели внутреннего сгорания (ДВС), в которых возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращение коленчатого вала посредством кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Недостатками таких двигателей являются высокие конструктивная и технологическая сложность и стоимость изготовления деталей КШМ, в особенности, коленчатого вала, а также значительные масса и объем КШМ.

Известен бесшатунный планетарно-кривошипный преобразователь вращения для двигателей (Патент РФ №2398121 «Бесшатунный планетарно-кривошипный преобразователь вращения для двигателей (вариант 3-й)» F02B 75/32 (2006.01) F01B 9/02 (2006.01) F16H 21/14 (2006.01)), содержащий корпус, цилиндры, планетарный механизм.

Недостатками этого двигателя являются значительное число деталей, высокая сложность, а также низкие технологичность, надежность и удельные массогабаритные и энергетические показатели, обусловленные конструкцией.

Известна бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель (Патент РФ №2460890 «Бескривошипная поршневая тепловая машина-двигатель» F02B 75/26 (2006.01) F02B 75/32 (2006.01) F01B 9/06 (2006.01)), содержащая корпус, цилиндр, поршень, связанный со штоком, механизм преобразования движения, выходной вал.

Недостатками этого двигателя являются технологическая сложность, а также наличие высоких механических потерь, обусловленных конструкцией механизма преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращение выходного вала и связанных, в частности, с неудовлетворительной работоспособностью этого механизма при использовании его в условиях ДВС (очень высокая частота вращения роликов, проскальзывание роликов вследствие инерции при перекладках (сменах опорной поверхности дорожки), высокие вибрационные и ударные нагрузки).

Наиболее близким к заявляемому объекту устройством является бесшатунный двигатель внутреннего сгорания (Патент РФ №2196237 «Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания (варианты)» F02B 75/32 (2000.01) F01B 3/04 (2000.01)), содержащий корпус, цилиндр, поршни, траверсу, преобразующий механизм.

Недостатками этого устройства, наряду со значительной технологической сложностью и высокими механическими потерями, являются наличие неустранимых нежелательных зазоров в механизме преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращение выходного вала, высокий износ, низкая надежность и возможность заклинивания механизма.

Технической задачей изобретения является создание бескривошипного двигателя новой конструкции, с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращение выходного вала объемно-планетарного типа, что позволит улучшить технологичность конструкции, обеспечить минимизацию механических потерь, повысить удельные массогабаритные и энергетические показатели.

Технический результат достигается тем, что в бескривошипном двигателе, содержащем корпус, цилиндр с находящимся в нем поршнем, связанным со штоком, траверсу, выходной вал, согласно изобретению, шток поршня неподвижно соединен с траверсой, концы которой размещены в периферических втулках зубчатых колес, установленных на подшипниках в круговой обойме и опирающихся диаметрально противоположно на плоское зубчатое кольцо, неподвижно укрепленное в корпусе двигателя в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и круговой зубчатый венец выходного вала.

Улучшение технологичности определяется снижением конструктивной и технологической сложности деталей двигателя.

Выполнение механизма, включающего траверсу, концы которой размещены в периферических втулках зубчатых колес, установленных на подшипниках в круговой обойме и опирающихся диаметрально противоположно на плоское зубчатое кольцо, неподвижно установленное в корпусе в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и круговой зубчатый венец выходного вала, обеспечивает минимизацию механических потерь, отсутствие высоких вибрационных и ударных нагрузок, снижение износа деталей и повышение надежности двигателя.

Повышение удельных массогабаритных и энергетических показателей достигается снижением массы и повышением удельной мощности двигателя вследствие исключения из конструкции высоконагруженных, а потому развитых, объемных и массивных, деталей и сопряжений, требующих сложного криволинейного профилирования рабочих поверхностей (в частности, беговых дорожек и связанных с ними элементов).

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема бескривошипного двигателя с преобразующим механизмом объемно-планетарного типа.

Бескривошипный двигатель с преобразующим механизмом объемно-планетарного типа содержит корпус 1, цилиндр 2 с находящимся в нем поршнем 3, связанным со штоком 4, неподвижно соединенным с траверсой 5, концы которой размещены в периферических втулках 6 зубчатых колес 7, установленных на подшипниках в круговой обойме 8 и опирающихся диаметрально противоположно на плоское зубчатое кольцо 9, неподвижно укрепленное в корпусе двигателя в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и круговой зубчатый венец 10 выходного вала 11.

Бескривошипный двигатель с преобразующим механизмом объемно-планетарного типа работает следующим образом: процессы рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания, осуществляющиеся в цилиндре 2, побуждают поршень 3 к перемещению из одного крайнего положения (например, как показано на фиг., из ВМТ) в другое и обратно, при этом траверса 5, взаимодействуя через периферические втулки 6 с зубчатыми колесами 7, опирающимися на неподвижное плоское зубчатое кольцо 9, заставляет зубчатые колеса 7 совершать синфазное вращательное движение в противоположных друг другу направлениях, за счет чего эти зубчатые колеса 7, опирающиеся также на круговой зубчатый венец 10 выходного вала 11, приводят последний в однонаправленное вращение, равномерность которого обеспечивается маховыми массами двигателя.

Таким образом, создание бескривошипного двигателя новой конструкции с преобразующим механизмом объемно-планетарного типа позволяет улучшить технологичность конструкции, обеспечить минимизацию механических потерь, повысить удельные массогабаритные и энергетические показатели.

Похожие патенты RU2702819C1

название год авторы номер документа
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2010
  • Холмянский Игорь Антонович
RU2450138C2
ЧЕТЫРЁХТАКТНЫЙ БЕСКРИВОШИПНЫЙ ПОРШНЕВОЙ ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ С ОППОЗИТНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ЦИЛИНДРОВ 2013
  • Шароглазов Борис Александрович
  • Терехов Сергей Юрьевич
  • Колбин Иван Ильич
RU2564725C2
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2001
  • Шароглазов Б.А.
  • Клементьев В.В.
RU2196237C1
ОППОЗИТНЫЙ КРИВОШИПНО-ПЛАНЕТАРНЫЙ ПОРШНЕВОЙ МЕХАНИЗМ БЕСШАТУННОГО ТИПА (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ОППОЗИТНЫХ КРИВОШИПНО-ПЛАНЕТАРНЫХ ПОРШНЕВЫХ МЕХАНИЗМОВ БЕСШАТУННОГО ТИПА 2012
  • Мухутдинов Юрий Михайлович
RU2524154C2
ДВУХТАКТНАЯ БЕСКРИВОШИПНАЯ ПОРШНЕВАЯ ТЕПЛОВАЯ МАШИНА-ДВИГАТЕЛЬ 2014
  • Шароглазов Борис Александрович
  • Терехов Сергей Юрьевич
  • Колбин Иван Ильич
RU2551717C1
БЕСКРИВОШИПНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2004
  • Шароглазов Б.А.
  • Клементьев В.В.
  • Соколов Б.Н.
  • Журавлев А.А.
RU2264546C1
БЕСКРИВОШИПНАЯ ПОРШНЕВАЯ ТЕПЛОВАЯ МАШИНА-ДВИГАТЕЛЬ 2011
  • Шароглазов Борис Александрович
  • Терехов Сергей Юрьевич
  • Колбин Иван Ильич
RU2460890C1
МНОГОЦИЛИНДРОВЫЙ ОСЕВОЙ БЕСКРИВОШИПНЫЙ ПОРШНЕВОЙ ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ 2016
  • Гофман Александр Викторович
RU2690310C1
БЕСКРИВОШИПНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2004
  • Шароглазов Б.А.
  • Клементьев В.В.
  • Пирогов М.В.
RU2263801C1
ЛОПАСТНОЙ ДВИГАТЕЛЬ 2018
  • Клементьев Вадим Вениаминович
RU2700108C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 702 819 C1

Реферат патента 2019 года БЕСКРИВОШИПНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к бескривошипным двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано при создании объемных компрессоров и насосов. Бескривошипный двигатель с преобразующим механизмом объемно-планетарного типа содержит корпус 1, цилиндр 2 с находящимся в нем поршнем 3, связанным со штоком 4, неподвижно соединенным с траверсой 5, концы которой размещены в периферических втулках 6 зубчатых колес 7, установленных на подшипниках в круговой обойме 8 и опирающихся диаметрально противоположно на плоское зубчатое кольцо 9, неподвижно укрепленное в корпусе двигателя в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и круговой зубчатый венец 10 выходного вала 11. Изобретение направлено на улучшение технологичности конструкции, обеспечение минимизации механических потерь, повышение удельных массогабаритных и энергетических показателей двигателя. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 702 819 C1

Бескривошипный двигатель, содержащий корпус, цилиндр с находящимся в нем поршнем, связанным со штоком, траверсу, выходной вал, отличающийся тем, что шток поршня неподвижно соединен с траверсой, концы которой размещены в периферических втулках зубчатых колес, установленных на подшипниках в круговой обойме и опирающихся диаметрально противоположно на плоское зубчатое кольцо, неподвижно укрепленное в корпусе двигателя в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и круговой зубчатый венец выходного вала.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2702819C1

ДВУХТАКТНАЯ БЕСКРИВОШИПНАЯ ПОРШНЕВАЯ ТЕПЛОВАЯ МАШИНА-ДВИГАТЕЛЬ 2014
  • Шароглазов Борис Александрович
  • Терехов Сергей Юрьевич
  • Колбин Иван Ильич
RU2551717C1
ПОРШНЕВАЯ МАШИНА 1989
  • Иванов Александр Михайлович
RU2022118C1
Бесшатунный поршневой двигатель внутреннего сгорания 2016
  • Горгоц Константин Георгиевич
  • Горгоц Ольга Вениаминовна
RU2638700C1
WO 2008004949 A1, 10.01.2008
US 4555903 A1, 03.12.1985
US 9540994 B2, 10.01.2017
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2001
  • Шароглазов Б.А.
  • Клементьев В.В.
RU2196237C1

RU 2 702 819 C1

Авторы

Клементьев Вадим Вениаминович

Даты

2019-10-11Публикация

2018-12-29Подача