RU2298105C2 - Reciprocating liquid machine - Google Patents
Reciprocating liquid machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298105C2 RU2298105C2 RU2001129632/06A RU2001129632A RU2298105C2 RU 2298105 C2 RU2298105 C2 RU 2298105C2 RU 2001129632/06 A RU2001129632/06 A RU 2001129632/06A RU 2001129632 A RU2001129632 A RU 2001129632A RU 2298105 C2 RU2298105 C2 RU 2298105C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- axis
- connecting rod
- crank
- pistons
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 200
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 29
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 15
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 9
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 5
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000002224 dissection Methods 0.000 claims 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 claims 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 21
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится предлагаемое изобретениеThe technical field to which the invention relates.
Предлагаемое изобретение относится к таким возвратно-поступательным жидкостным машинам, которые именуются устройствами с треугольным шатуном.The present invention relates to such reciprocating fluid machines, which are called devices with a triangular connecting rod.
Предпосылки создания предлагаемого изобретенияThe background of the invention
Известные устройства с треугольным шатуном включают одну или более пар, расположенных в горизонтальной плоскости напротив друг друга поршней, выполненных с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в соответствующих цилиндрах. Оба поршня пары жестко соединены между собой, так что движение пары поршней представляется как движение единого тела. Возвратно-поступательное движение поршней совершается вдоль одинаково ориентированных осей, которые могут как находиться на одной прямой, так и быть смещенными относительно друг друга (оставаясь параллельными). В центре конструкционного узла, образуемого такой поршневой парой, имеется кривошип, установленный со смещением в ползуне. Ползун, в свою очередь, установлен в узле поршневой пары между расположенным напротив друг друга поверхностями скольжения, которые перпендикулярны осям поршней. Ползун ограничен в своем движении перпендикулярно осям поршней таким образом, что при вращении кривошипа обеспечено возвратно-поступательное движение поршней вдоль их осей по правильному гармоническому (то есть синусоидальному) закону. В определенных обстоятельствах правильное синусоидальное движение предпочтительно перед квазисинусоидальным движением, обеспечиваемым конструкцией, состоящей из кривошипа и шатуна, которая используется в большинстве двигателей внутреннего сгорания и насосов. Однако таким устройствам присущи определенные недостатки. Ни ползун, который выполнен с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, ни поршни не допускают динамической балансировки с помощью некоторой приводимой во вращение массы. Несмотря на то что эта динамическая несбалансированность может быть до некоторой степени компенсирована в устройствах с несколькими поршневыми парами, тем не менее, остаются качающиеся пары.Known devices with a triangular connecting rod include one or more pairs located in a horizontal plane opposite to each other pistons made with the possibility of reciprocating motion in the respective cylinders. Both pistons of the pair are rigidly interconnected, so that the movement of a pair of pistons is represented as the movement of a single body. The reciprocating movement of the pistons occurs along identically oriented axes, which can either be on the same straight line or be displaced relative to each other (while remaining parallel). In the center of the structural unit formed by such a piston pair, there is a crank mounted with an offset in the slider. The slider, in turn, is installed in the node of the piston pair between the opposite sliding surfaces, which are perpendicular to the axes of the pistons. The slider is limited in its movement perpendicular to the axes of the pistons in such a way that when the crank rotates, the reciprocating movement of the pistons along their axes is ensured according to the correct harmonic (i.e. sinusoidal) law. In certain circumstances, a correct sinusoidal movement is preferable to a quasi-sinusoidal movement provided by a structure consisting of a crank and a connecting rod, which is used in most internal combustion engines and pumps. However, such devices have certain disadvantages. Neither the slider, which is configured to perform reciprocating motion in a vertical plane, nor the pistons allow dynamic balancing with the help of some rotational mass. Despite the fact that this dynamic imbalance can be compensated to some extent in devices with several piston pairs, however, oscillating pairs remain.
Кроме того, в известных конструкциях ползун выполнен с возможностью скольжения между расположенными напротив друг друга поверхностями скольжения, образующими одну пару и находящимися по обе стороны опоры нижнего конца шатуна. Поршни должны быть расположены вдоль параллельных осей, а расстояние между поверхностями скольжения ползуна и направляющими поверхностями поршней должно быть больше, чем диаметр опоры нижнего конца шатуна на кривошипе.In addition, in known designs, the slider is slidable between opposing sliding surfaces forming one pair and located on both sides of the support of the lower end of the connecting rod. Pistons should be located along parallel axes, and the distance between the sliding surfaces of the slider and the guide surfaces of the pistons should be greater than the diameter of the support of the lower end of the connecting rod on the crank.
Цель предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы исправить по меньшей мере некоторые из недостатков предшествующего уровня техники, а в предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения - создать устройство, в котором спаренные поршни были бы соединены между собой не жестко и не были бы обязательно расположенными на одной или параллельных осях, и в котором была бы обеспечена более высокая степень динамической балансировки. Кроме того, предлагаемое изобретение обеспечивает возможность использования нечетного количества поршней, соединенных с одной опорой нижнего конца шатуна.The purpose of the invention is to correct at least some of the disadvantages of the prior art, and in preferred embodiments of the invention, to create a device in which paired pistons are not rigidly connected to each other and would not be necessarily located on one or parallel axes, and in which a higher degree of dynamic balancing would be provided. In addition, the present invention provides the possibility of using an odd number of pistons connected to one support of the lower end of the connecting rod.
В одном из вариантов осуществления предлагаемого изобретения обеспечена фактическая развязка поршней, при этом каждый поршень имеет свою собственную пару или группу поверхностей скольжения и свой собственный ползун. Эти поверхности скольжения каждого поршня находятся не по обе стороны опоры нижнего конца шатуна, а удалены от опоры нижнего конца шатуна на некоторое расстояние. Эти поверхности скольжения могут представлять собой поверхности сложной формы. Такая развязка поршней означает, что каждый поршень не зависит от связи с другим поршнем или другими поршнями при своем движении в обоих направлениях, и что движение каждого поршня может быть обеспечено вдоль своей отдельной оси и в другой, чем другие поршни, фазе. Несмотря на то что поршни могут быть соединены между собой посредством некоторого общего соединительного звена, являющегося носителем поверхностей скольжения разных поршней, тем не менее, поршни не соединены друг с другом жестко. Пара поршней может образовывать, например, V-образную пространственную конфигурацию, или же три поршня могут располагаться звездой под углом 120° друг к другу.In one embodiment of the invention, the actual decoupling of the pistons is provided, each piston having its own pair or group of sliding surfaces and its own slider. These sliding surfaces of each piston are not on both sides of the support of the lower end of the connecting rod, but are removed from the support of the lower end of the connecting rod by a certain distance. These sliding surfaces can be complex surfaces. Such a decoupling of the pistons means that each piston does not depend on communication with another piston or other pistons during its movement in both directions, and that the movement of each piston can be provided along its separate axis and in a different phase than the other pistons. Despite the fact that the pistons can be interconnected by means of some common connecting link, which is the carrier of the sliding surfaces of different pistons, however, the pistons are not rigidly connected to each other. A pair of pistons can form, for example, a V-shaped spatial configuration, or three pistons can be located star at an angle of 120 ° to each other.
Важным признаком предлагаемого изобретения является использование ограничительных средств, которые служат направляющими для поршня или других частей поршневого конструкционного узла. Эти ограничительные средства расположены в месте, которое может быть в общем охарактеризовано как "в сторону поверхностей скольжения, но не одной линии с направлением скольжения".An important feature of the invention is the use of restrictive means, which serve as guides for the piston or other parts of the piston structural unit. These restrictive means are located in a place that can be generally described as "towards the sliding surfaces, but not in one line with the sliding direction."
Описание изобретенияDescription of the invention
В одном из общих вариантов осуществления предлагаемое изобретение представляет собой жидкостное устройство с треугольным шатуном, которое включает следующие составные части:In one of the General embodiments, the invention is a liquid device with a triangular connecting rod, which includes the following components:
- кривошип, включающий опору нижнего конца шатуна, имеющую ось, для которой обеспечена возможность совершения движения по орбите вокруг главной оси кривошипа;- the crank, including the support of the lower end of the connecting rod, having an axis, for which it is possible to perform motion in orbit around the main axis of the crank;
- соединительное средство, установленное на оси опоры нижнего конца шатуна;- connecting means mounted on the axis of the support of the lower end of the connecting rod;
- по меньшей мере один поршень, установленный с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндра вдоль своей оси, при этом поршень имеет область поперечного сечения, перпендикулярную оси поршня, и направляющее средство, включающее некоторую линейную поверхность, расположенную с пересечением оси поршня, при этом направляющее средство находится в зацеплении со средством зацепления на соединительном средстве; и- at least one piston mounted with the possibility of reciprocating motion inside the cylinder along its axis, the piston having a cross-sectional area perpendicular to the axis of the piston and a guiding means including a linear surface located at the intersection of the axis of the piston, the guide means is engaged with the engagement means on the connecting means; and
- по меньшей мере одно ограничительное средство для ограничения движения поршня вдоль его оси;- at least one restrictive means for restricting the movement of the piston along its axis;
в котором направляющее средство поршня выполнено с возможностью рассечения области поперечного сечения поршня на две равные части, и по меньшей мере часть каждого из ограничительных средств расположена внутри некоторого объема, сметаемого областью поперечного сечения поршня при ее перемещении вдоль оси поршня, но не расположена вдоль центральной линии вышеуказанного рассечения на две равные части, образованной направляющим средством поршня.wherein the piston guide means is configured to dissect the piston cross-sectional area into two equal parts, and at least a portion of each of the restrictive means is located within a certain volume swept away by the piston cross-sectional area as it moves along the piston axis, but is not located along the center line the above cut into two equal parts formed by the guide means of the piston.
Вышеуказанное направляющее средство преимущественно включает поверхности, выполненные с простиранием перпендикулярно соответствующим осям поршней. Однако это не является обязательным требованием, и эти направляющие поверхности могут быть выполнены по отношению к соответствующим осям поршней под другим, нежели 90°, углом. Будем считать направляющие поверхности "перпендикулярными" осям поршней, даже когда угол, которые они составляют с осями поршней, сличается от прямого до 5° в ту или другую сторону. Средство зацепления может представлять собой две или более параллельных линейных поверхностей, которые выполнены соответственно направляющим поверхностям с возможностью скольжения вдоль последних. В альтернативном варианте средство зацепления может включать две или более роликовых опор или чего-то подобного.The aforementioned guiding means advantageously includes surfaces made with a strike perpendicular to the respective axes of the pistons. However, this is not a mandatory requirement, and these guide surfaces can be made with respect to the respective axes of the pistons at a different angle than 90 °. We will consider the guiding surfaces “perpendicular” to the axes of the pistons, even when the angle they make with the axes of the pistons is compared from a straight line to 5 ° in one direction or another. The engagement means may be two or more parallel linear surfaces, which are respectively made to guide surfaces to slide along the latter. Alternatively, the engagement means may include two or more roller bearings or the like.
В рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения расположенные напротив друг друга линейные параллельные направляющие поверхности могут быть расположены на соединительных средствах, а средство зацепления может быть расположено на поршне. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения имеется два или три поршня, которые установлены на ползунах на каждой опоре нижнего конца шатуна. При желании поршни могут быть расположены под одинаковыми углами к главной оси.In this embodiment of the invention, opposed linear parallel guide surfaces may be located on the connecting means, and the engaging means may be located on the piston. In preferred embodiments of the invention, there are two or three pistons that are mounted on sliders on each support of the lower end of the connecting rod. If desired, the pistons can be located at equal angles to the main axis.
Направляющее средство может быть выполнено заодно с поршнем, или же может быть выполнено на отдельном конструкционном узле, соединенном с поршнем. Когда используется такой отдельный конструктивный узел, он может быть соединен с поршнем шарнирно, а в предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения - с помощью конструкционного узла поршневого пальца. Этим обеспечивается возможность использования известных поршней с шатунами, включающими направляющие средства.The guide means may be integral with the piston, or may be performed on a separate structural unit connected to the piston. When such a separate structural unit is used, it can be pivotally connected to the piston, and in preferred embodiments of the invention, using the piston pin structural unit. This makes it possible to use known pistons with connecting rods including guide means.
Коленчатый вал может быть зафиксирован относительно цилиндров или же может быть выполнен подвижным с возможностью обеспечения изменения степени сжатия и/или синхронизации движения поршней внутри цилиндров. При V-образной конфигурации цилиндров движение коленчатого вала вдоль биссектрисы внутреннего угла, образованного цилиндрами, приводит к изменению степени сжатия без каких-либо изменений фазы. В альтернативном варианте осуществления предлагаемого изобретения обеспечена возможность вращения коленчатого вала вокруг удаленной оси с поднятием или опусканием коленчатого вала. Такое конструктивное решение может быть использовано в однопоршневом двигателе. Движение кривошипа может быть осуществлено в любом направлении.The crankshaft can be fixed relative to the cylinders or can be made movable with the possibility of changing the degree of compression and / or synchronization of the movement of the pistons inside the cylinders. With a V-shaped configuration of the cylinders, the movement of the crankshaft along the bisector of the internal angle formed by the cylinders changes the compression ratio without any phase changes. In an alternative embodiment of the invention, it is possible to rotate the crankshaft around a distant axis with raising or lowering the crankshaft. Such a constructive solution can be used in a single-piston engine. The movement of the crank can be carried out in any direction.
Когда используется два поршня на каждую опору нижнего конца шатуна, поршни могут быть расположены V-образно. Угол такой V-образной конфигурации может составлять 90°, 60°, 72°, или быть любой другой желаемой величины. Количество поршней на одну нижнюю опору конца шатуна ограничивается только физическими размерами компонентов. Каждая опора нижнего конца шатуна может иметь одно соединительное средство, на котором установлено несколько поршней, или же может быть несколько соединительных средств на каждой опоре нижнего конца шатуна, при этом каждое из этих соединительных средств связано с установленным на нем поршнем.When using two pistons on each support of the lower end of the connecting rod, the pistons can be arranged in a V-shape. The angle of such a V-shaped configuration may be 90 °, 60 °, 72 °, or any other desired size. The number of pistons per one lower support of the end of the connecting rod is limited only by the physical dimensions of the components. Each support of the lower end of the connecting rod may have one connecting means on which several pistons are mounted, or there may be several connecting means on each bearing of the lower end of the connecting rod, each of these connecting means being connected to a piston mounted on it.
Когда на одной опоре нижнего конца шатуна установлено несколько поршней, они могут быть расположены на одном и том же расстоянии от главной оси, или же на разных расстояниях от главной оси.When several pistons are installed on one support of the lower end of the connecting rod, they can be located at the same distance from the main axis, or at different distances from the main axis.
Хотя в предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения направляющие средства и сопряженные с ними средства зацепления включают простые линейные поверхности в поперечном сечении, возможны и другие варианты, при которых имеются дополнительные локализующие поверхности, перпендикулярные линии ориентации, обеспечиваемой направляющими средствами.Although, in preferred embodiments of the invention, the guiding means and the engaging means associated therewith include simple linear surfaces in cross section, other options are possible in which there are additional localizing surfaces perpendicular to the orientation lines provided by the guiding means.
Несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения предлагаются жидкостные устройства с треугольным шатуном, в которых каждый поршень может быть выполнен с развязкой по отношению к другому поршню, соединенному с той же самой опорой нижнего конца шатуна на кривошипе, благодаря чему обеспечена возможность движения каждого поршня вдоль оси цилиндра, которая может быть расположена под любым углом к оси любого другого цилиндра. При изготовлении таких устройств по изобретению было обнаружено, что поршни могут прокручиваться в цилиндрах вокруг оси, перпендикулярной оси цилиндра, что приводит к повреждению устройства. Для предотвращения таких повреждений было предложено использовать ограничительные средства, установленные на поршне, соединенные с поршнем, или выполненные заодно с поршнем, для поддержания правильной ориентации поршней и предотвращения нежелательного проворота или перекоса поршней. В некоторых вариантах осуществления предлагаемого изобретения предусмотрено также второе ограничительное средство, расположенное за пределами поршня и канала цилиндра. Это требует дополнительного пространства внутри картера, что приводит к увеличению размеров жидкостного устройства.Several embodiments of the present invention provide liquid devices with a triangular connecting rod, in which each piston can be decoupled with respect to another piston connected to the same bearing of the lower end of the connecting rod on the crank, thereby allowing each piston to move along the axis of the cylinder, which can be located at any angle to the axis of any other cylinder. In the manufacture of such devices according to the invention, it was found that the pistons can scroll in cylinders about an axis perpendicular to the axis of the cylinder, which leads to damage to the device. To prevent such damage, it was proposed to use restrictive means mounted on the piston, connected to the piston, or made integral with the piston, to maintain the correct orientation of the pistons and prevent unwanted rotation or distortion of the pistons. In some embodiments, the invention also provides a second restrictive means located outside the piston and cylinder bore. This requires additional space inside the crankcase, which leads to an increase in the size of the liquid device.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения все ограничительные средства расположены в объеме, сметаемом областью поперечного сечения поршня при ее перемещении вдоль оси цилиндра. Однако направляющее средство, или ограничительное средство, или и то, и другое могут также быть выполнены с простиранием за пределы этого объема. Кроме того, ограничительное средство, будучи расположенным внутри вышеуказанного объема, может располагаться не вдоль центральной линии разделения области поперечного сечения на две равные части.In preferred embodiments of the invention, all restrictive means are located in a volume swept away by the cross-sectional area of the piston as it moves along the axis of the cylinder. However, the guiding means, or restrictive means, or both, can also be performed with a strike beyond this volume. In addition, the restrictive means, being located inside the above volume, may not be located along the center line of dividing the cross-sectional area into two equal parts.
Ограничительное средство может быть выполнено заодно с телом поршня, или же может состоять из одной или более отдельных деталей, скрепленных с телом поршня. В том случае, когда ограничительное средство выполнено отдельно от тела поршня, оно может представлять собой один узел, соединенный с телом поршня жестко или шарнирно. Ограничительное средство может включать один или более направляющих элементов, например трубок или стержней, ориентированных параллельно оси поршня. В том случае, когда ограничительное средство включает два или более направляющих элементов, эти направляющие элементы могут быть расположены симметрично или асимметрично относительно центра поперечного сечения поршня.The restrictive means may be integral with the piston body, or may consist of one or more separate parts bonded to the piston body. In the case when the restrictive means is made separately from the piston body, it can be a single unit connected to the piston body rigidly or pivotally. The restriction means may include one or more guide elements, for example tubes or rods oriented parallel to the axis of the piston. In the case where the restriction means includes two or more guide elements, these guide elements may be located symmetrically or asymmetrically with respect to the center of the cross section of the piston.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения направляющее средство выполнено с простиранием через центр области поперечного сечения поршня.In preferred embodiments of the invention, the guiding means is made to extend through the center of the cross-sectional area of the piston.
В том случае, когда на одной опоре нижнего конца шатуна установлено два или более поршней, эти поршни могут быть расположены в одной плоскости или же в двух или более плоскостях.In the event that two or more pistons are installed on one support of the lower end of the connecting rod, these pistons may be located in one plane or in two or more planes.
В предпочтительных вариантах осуществления устройство по предлагаемому изобретению включает стабилизирующее средство, выполненное с возможностью зацепления с соединительным средством для обеспечения единственной ориентации соединительного средства при передвижении последнего по орбите вокруг главной оси.In preferred embodiments, the device of the invention includes a stabilizing means adapted to engage with the connecting means to provide a single orientation of the connecting means while moving the latter in orbit around the main axis.
Вышеуказанное стабилизирующее средство может обеспечивать сцепление соединительного средства по меньшей мере с одним поршнем. Стабилизирующее устройство может включать отдельное соединительное звено, шарнирно соединенное как с соединительным средством, так и с картером.The above stabilizing means may provide coupling of the connecting means to at least one piston. The stabilizing device may include a separate connecting link pivotally connected to both the connecting means and the crankcase.
Кривошипный механизм может представлять собой простой кривошип с выступающей опорой нижнего конца шатуна, или же он может представлять собой сложный механизм, обеспечивающий нечто другое, нежели простое вращательное движение опоры нижнего конца шатуна с постоянной угловой скоростью. Примеры сложных кривошипных механизмов описаны в международных патентных заявках PCT/AU 97/00030 и PCT/AU 98/00287, которые включены в настоящую патентную заявку по ссылке.The crank mechanism may be a simple crank with a protruding support of the lower end of the connecting rod, or it may be a complex mechanism that provides something other than a simple rotational movement of the support of the lower end of the connecting rod with a constant angular velocity. Examples of complex crank mechanisms are described in international patent applications PCT / AU 97/00030 and PCT / AU 98/00287, which are incorporated into this patent application by reference.
В другом варианте осуществления предлагаемое изобретение включает признак, состоящий в том, что главный вал кривошипного механизма выполнен подвижным вдоль по меньшей мере одного пути по отношению к цилиндру или цилиндрам, а средство зацепления выполнено в такой конфигурации, что исключено как запаздывание, так и опережение в работе по меньшей мере одного поршня.In another embodiment, the invention includes a feature that the main shaft of the crank mechanism is movable along at least one path with respect to the cylinder or cylinders, and the engagement means is configured in such a way that there is no delay or an advance operation of at least one piston.
В том случае, когда в устройстве по предлагаемому изобретению поршни расположены V-образно, для главной оси кривошипного механизма преимущественно обеспечена возможность совершения движения вдоль линейного пути по биссектрисе внутреннего угла полученной V-образной фигуры. В альтернативном варианте осуществления предлагаемого изобретения для главной оси кривошипа может быть обеспечена возможность движения вдоль дуги.In the case when the pistons are V-shaped in the device according to the invention, the main axis of the crank mechanism is preferably provided with the possibility of moving along a linear path along the bisector of the internal angle of the obtained V-shaped figure. In an alternative embodiment of the invention, the main axis of the crank can be allowed to move along the arc.
Еще в одном варианте осуществления предлагаемого изобретения центр масс соединительного средства расположен на оси опоры нижнего конца шатуна, или же в непосредственной близости к ней.In another embodiment of the invention, the center of mass of the connecting means is located on the axis of the support of the lower end of the connecting rod, or in close proximity to it.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения кривошип включает противовес, выполненный с возможностью обеспечения статической и/или динамической балансировки массы соединительного средства относительно оси кривошипа.In preferred embodiments of the invention, the crank includes a counterweight configured to provide static and / or dynamic balancing of the mass of the connecting means relative to the axis of the crank.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения эффективный центр масс кривошипа вместе соединительным средством и по меньшей мере одним поршнем при вращении кривошипа остается неподвижным или практически неподвижным относительно оси кривошипа.In preferred embodiments of the invention, the effective center of mass of the crank together with the connecting means and at least one piston, while rotating the crank, remains stationary or substantially stationary relative to the axis of the crank.
Еще в одном варианте осуществления устройство по предлагаемому изобретению имеет два поршня, расположенных не напротив друг друга, при этом соединительное средство и средство зацепления выполнены в таких конфигурациях, что обеспечено движение каждого поршня по простому гармоническому закону.In yet another embodiment, the device according to the invention has two pistons located not opposite to each other, while the connecting means and gearing means are configured in such a way that the movement of each piston is ensured according to a simple harmonic law.
Еще в одном варианте осуществления устройство по предлагаемому изобретению имеет по меньшей мере одну пару поршней, при этом каждая пара поршней имеет массу, движение которой эквивалентно движению некоторой материальной точки по некоторой орбите.In yet another embodiment, the device according to the invention has at least one pair of pistons, each pair of pistons having a mass whose movement is equivalent to the movement of a material point in a certain orbit.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения траектория вышеуказанного орбитального движения представляет собой круг, но она может быть также эллиптической.In preferred embodiments of the invention, the path of the above orbital movement is a circle, but it can also be elliptical.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения движение каждого из поршней представляет собой движение по простому гармоническому закону.In preferred embodiments of the invention, the movement of each of the pistons is a simple harmonic motion.
Еще в одном из общих вариантов осуществления предлагаемое изобретение также представляет собой жидкостное устройство, которое включает следующие составные части:In another general embodiment, the invention also provides a liquid device that includes the following components:
- кривошип, включающий опору нижнего конца шатуна, имеющую ось, для которой обеспечена возможность совершения движения по орбите вокруг главной оси кривошипа;- the crank, including the support of the lower end of the connecting rod, having an axis, for which it is possible to perform motion in orbit around the main axis of the crank;
- соединительное средство, установленное на оси опоры нижнего конца шатуна;- connecting means mounted on the axis of the support of the lower end of the connecting rod;
- по меньшей мере одну пару поршней, при этом каждый поршень установлен с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри соответствующего цилиндра вдоль соответствующей оси, при этом оси поршней каждой поршневой пары расположены по отношению друг к другу под углом 90°, при этом каждый поршень соединен со средством зацепления на соединительном средстве;- at least one pair of pistons, each piston mounted with the possibility of reciprocating motion inside the corresponding cylinder along the corresponding axis, while the axis of the pistons of each piston pair are located relative to each other at an angle of 90 °, while each piston is connected with gearing means on the connecting means;
в котором каждая поршневая пара имеет массу, движение которой эквивалентно движению материальной точки по некоторой орбите;in which each piston pair has a mass whose movement is equivalent to the movement of a material point in a certain orbit;
центр масс соединительного средства расположен на оси опоры нижнего конца шатуна, или же в непосредственной близости к ней;the center of mass of the connecting means is located on the axis of the support of the lower end of the connecting rod, or in close proximity to it;
кривошип включает противовес, который расположен практически диаметрально напротив опоры нижнего конца шатуна, и центр масс которого расположен на расстоянии от оси кривошипа, при этом противовес обеспечивает эквивалент:the crank includes a counterweight, which is located almost diametrically opposite the support of the lower end of the connecting rod, and the center of mass of which is located at a distance from the axis of the crank, while the counterweight provides the equivalent:
некоторой первой массы, предназначенной для обеспечения статической и/или динамической балансировки всей массы опоры нижнего конца шатуна или ее части по отношению к оси кривошипа;some first mass, designed to provide static and / or dynamic balancing of the entire mass of the support of the lower end of the connecting rod or part thereof with respect to the axis of the crank;
некоторой второй массы, предназначенной для обеспечения статической и/или динамической балансировки всей массы соединительного средства или ее части по отношению к оси кривошипа; иsome second mass, designed to provide static and / or dynamic balancing of the entire mass of the connecting means or part thereof with respect to the axis of the crank; and
некоторой третьей массы, предназначенной для обеспечения статической и/или динамической балансировки всей массы каждой пары поршней или ее части по отношению к оси кривошипа.some third mass, designed to provide static and / or dynamic balancing of the entire mass of each pair of pistons or part thereof with respect to the axis of the crank.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения угол составляет 90°.In preferred embodiments of the invention, the angle is 90 °.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения траектория орбитального движения представляет собой круг, а третья масса выбрана с возможностью статической и/или динамической балансировки массы поршней.In preferred embodiments of the invention, the orbital path is a circle, and the third mass is selected with the possibility of static and / or dynamic balancing of the mass of the pistons.
В том случае, когда траектория орбитального движения не является круговой, третья масса может быть выбрана с возможностью балансировки массы поршней в первом направлении. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения это первое направление перпендикулярно биссектрисе угла между осями соответствующей пары поршней.In the case when the orbital motion path is not circular, the third mass can be selected with the possibility of balancing the mass of the pistons in the first direction. In preferred embodiments of the invention, this is the first direction perpendicular to the bisector of the angle between the axes of the corresponding pair of pistons.
Во всех вариантах осуществления предлагаемого изобретения соединительное средство (если таковое имеется) может быть выполнено с возможностью совершения невращательного движения относительно поршня. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения следует обходиться без какого бы то ни было вращательного движения соединительного средства, кроме как имеющего место по причине наличия люфтов.In all embodiments of the invention, the connecting means (if any) can be configured to perform a non-rotational movement relative to the piston. In preferred embodiments, the implementation of the invention should dispense with any kind of rotational movement of the connecting means, except as taking place due to the presence of backlash.
Еще в одном из общих вариантов осуществления предлагаемое изобретение представляет собой жидкостное устройство поршневого типа, которое включает следующие составные части:In another general embodiment, the invention is a piston type liquid device that includes the following components:
- кривошип, имеющий главную ось и включающий опорный элемент нижнего конца шатуна, имеющий ось, для которой обеспечена возможность вращения вокруг главной оси;- a crank having a main axis and including a support element of the lower end of the connecting rod having an axis for which rotation around the main axis is provided;
- по меньшей мере один поршневой конструкционный узел, имеющий по меньшей мере один поршень, установленный с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндра вдоль оси поршня, при этом поршень имеет область поперечного сечения, которая ориентирована перпендикулярно оси поршня;- at least one piston structural unit having at least one piston mounted for reciprocating motion inside the cylinder along the axis of the piston, the piston having a cross-sectional region that is oriented perpendicular to the axis of the piston;
- по меньшей мере один ведомый элемент передачи, расположенный между опорным элементом нижнего конца шатуна и поршнем и предназначенный для передачи движения опорного элемента нижнего конца шатуна к поршню, при этом ведомый элемент передачи выполнен с возможностью совершения возвратно-поступательного движения вдоль линейного пути, имеющего центральную линию, расположенного между двумя конечными точками; и- at least one driven transmission element located between the supporting element of the lower end of the connecting rod and the piston and designed to transmit the movement of the supporting element of the lower end of the connecting rod to the piston, while the driven transmission element is configured to reciprocate along a linear path having a central a line located between two end points; and
- по меньшей мере одно ограничительное средство, предназначенное для недопущения иного движения поршня, нежели движение вдоль оси поршня;- at least one restrictive means designed to prevent a piston from moving otherwise than moving along the axis of the piston;
в котором по меньшей мере часть каждого ограничительного средства расположена внутри объема, сметаемого областью поперечного сечения при ее перемещении вдоль оси поршня, но не расположена на центральной линии между двумя конечными точками.in which at least a portion of each restrictive means is located inside the volume swept away by the cross-sectional region as it moves along the axis of the piston, but is not located on the center line between the two end points.
Устройство по предлагаемому изобретению может иметь поршневые конструкционные узлы, каждый из которых имеет две поверхности, при этом на одной поверхности имеется выступающий опорный элемент, а на другой поверхности имеется опора ведомого элемента передачи.The device according to the invention can have piston structural units, each of which has two surfaces, while on one surface there is a protruding support element, and on the other surface there is a support of the driven transmission element.
Устройство по предлагаемому изобретению может иметь только один ведомый элемент передачи, имеющий опору на обе поверхности, или же оно может иметь два ведомых элемента передачи, каждый из которых имеет опору на соответствующую одну плоскость.The device according to the invention may have only one driven transmission element having a support on both surfaces, or it may have two driven transmission elements, each of which is supported on a corresponding one plane.
Каждый поршневой конструкционный узел может иметь один поршень, или же он может иметь два поршня. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения в тех случаях, когда предусмотрено два поршня на каждый поршневой конструкционный узел, имеется по меньшей мере один ведомый элемент передачи, расположенный ниже поршней.Each piston assembly may have one piston, or it may have two pistons. In preferred embodiments of the invention, in cases where two pistons are provided for each piston assembly, there is at least one driven transmission element located below the pistons.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения опорный элемент нижнего конца шатуна представляет собой круглый кулачок, центр которого смещен относительно оси кривошипа.In preferred embodiments of the invention, the support element of the lower end of the connecting rod is a round cam, the center of which is offset from the axis of the crank.
В устройстве по предлагаемому изобретению на каждый опорный элемент нижнего конца шатуна может приходиться два или более поршневых конструкционных узлов.In the device according to the invention, for each supporting element of the lower end of the connecting rod may have two or more piston structural units.
В тех случаях, когда предусмотрено два или более поршневых конструкционных узлов на каждый опорный элемент нижнего конца шатуна, они выполнены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения вдоль осей поршней, ориентированных под произвольным углом по отношению друг к другу. В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения на каждый выступающий элемент опоры нижнего конца шатуна приходится два поршневых узла, которые ориентированы под углом 90° по отношению друг к другу.In cases where two or more piston structural units are provided for each supporting element of the lower end of the connecting rod, they are configured to reciprocate along the axes of the pistons oriented at an arbitrary angle with respect to each other. In a preferred embodiment of the invention, for each protruding support element of the lower end of the connecting rod there are two piston assemblies that are oriented at an angle of 90 ° with respect to each other.
Еще в одном из общих вариантов осуществления устройство по предлагаемому изобретению представляет собой жидкостное устройство с треугольным шатуном, которое включает следующие составные части:In another general embodiment, the device of the invention is a liquid device with a triangular connecting rod, which includes the following components:
- кривошип, включающий опору нижнего конца шатуна, имеющую ось, для которой обеспечена возможность совершения орбитального движения вокруг главной оси кривошипа, и которая параллельна главной оси кривошипа;- the crank, including the support of the lower end of the connecting rod, having an axis for which the possibility of making orbital movement around the main axis of the crank, and which is parallel to the main axis of the crank;
- по меньшей мере один поршневой конструкционный узел, включающий следующие составные части:- at least one piston structural unit, comprising the following components:
- поршень, установленный с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндра вдоль оси поршня, которая расположена в плоскости, перпендикулярной оси опоры нижнего конца шатуна и главной оси, при этом поршень имеет область поперечного сечения, которая перпендикулярна оси поршня; и- a piston mounted with the possibility of reciprocating movement inside the cylinder along the axis of the piston, which is located in a plane perpendicular to the axis of the support of the lower end of the connecting rod and the main axis, while the piston has a cross-sectional area that is perpendicular to the axis of the piston; and
- элемент типа "треугольный шатун", выбранный из группы, включающей: канал, брус, канал и брус, расточенное отверстие и расточенное отверстие и брус, при этом элемент типа "треугольный шатун" выполнен с возможностью задания продольного пути, опора нижнего конца шатуна выполнена с возможностью совершения возвратно-поступательного движения вдоль этого пути относительно поршня между двумя конечными точками, элемент типа "треугольный шатун" выполнен заодно с поршнем или же соединен с последним с помощью средства типа шатуна; и- an element of the type "triangular connecting rod" selected from the group including: channel, beam, channel and beam, bored hole and bored hole and beam, while the element of the type "triangular connecting rod" is configured to specify a longitudinal path, the support of the lower end of the connecting rod is made with the possibility of reciprocating movement along this path relative to the piston between the two end points, the element of the type "triangular connecting rod" is made integral with the piston or connected to the latter by means of a type of connecting rod; and
- ограничительное средство, выполненное с возможностью совершения движения вдоль заданного пути и недопущения иного движения одного или более поршней, элемента типа "треугольный поршень" и средства и средства типа шатуна, нежели движение вдоль заданного пути,- restrictive means made with the possibility of making movement along a given path and preventing another movement of one or more pistons, an element of the type "triangular piston" and means and means such as a connecting rod, rather than movement along a given path,
характеризующееся тем, что по меньшей мере часть ограничительного средства расположена с пересечением продольного пути элемента типа "треугольный шатун" внутри объема, сметаемого областью поперечного сечения поршня.characterized in that at least part of the restrictive means is located with the intersection of the longitudinal path of the element of the type "triangular connecting rod" inside the volume swept away by the cross-sectional area of the piston.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения элемент типа "треугольный шатун" включает поверхности, ориентированные практически перпендикулярно соответствующим осям поршня, как об этом уже говорилось выше.In preferred embodiments of the invention, the triangular connecting rod element includes surfaces oriented substantially perpendicular to the respective axes of the piston, as discussed above.
Ограничительное средство, которое тоже уже обсуждалось выше при рассмотрении предыдущего варианта предлагаемого изобретения, предназначено для предотвращения заклинивания поршня в цилиндре, которое может возникать при достаточно высоких температурах. Желательно, чтобы было обеспечено поддержание положения поршня на линии оси поршня. Несколько предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретения описываются здесь со ссылками на прилагаемые чертежи. Следует заметить, что когда ограничительное средство расположено внутри "следа" поршня, обеспечивается минимизация массы металла жидкостного устройства по предлагаемому изобретению.The restrictive tool, which has also been discussed above when considering the previous embodiment of the present invention, is intended to prevent piston jamming in the cylinder, which can occur at sufficiently high temperatures. It is desirable that the position of the piston is maintained on the axis of the piston. Several preferred embodiments of the invention are described herein with reference to the accompanying drawings. It should be noted that when the restrictive means is located inside the "trace" of the piston, minimization of the metal mass of the liquid device according to the invention is ensured.
Как можно будет увидеть из прилагаемых чертежей, в некоторых вариантах осуществления предлагаемого изобретения ограничительные средства образуют пары, и линия, проведенная от одного элемента такой пары к другому, перпендикулярна продольному пути. В других вариантах осуществления предлагаемого изобретения ограничительное средство включает элементы, которые расположены по разные стороны продольного пути, но наискось, не перпендикулярно.As can be seen from the accompanying drawings, in some embodiments of the invention, restrictive means form pairs, and a line drawn from one element of such a pair to another is perpendicular to the longitudinal path. In other embodiments of the invention, the restrictive means includes elements that are located on opposite sides of the longitudinal path, but obliquely, not perpendicularly.
Ограничительное средство может быть установлено на колодке внутри "следа" поршня, благодаря чему могут быть минимизированы размеры устройства по предлагаемому изобретению.Restrictive means can be installed on the block inside the "trace" of the piston, so that the dimensions of the device according to the invention can be minimized.
Еще в одном из общих вариантов осуществления устройство по предлагаемому изобретению также представляет собой жидкостное устройство, которое включает следующие составные части:In another general embodiment, the device according to the invention is also a liquid device, which includes the following components:
- кривошип, включающий опору нижнего конца шатуна, имеющую ось, для которой обеспечена возможность орбитального движения вокруг главной оси;- a crank, including the support of the lower end of the connecting rod, having an axis, for which the possibility of orbital movement around the main axis;
- соединительное средство, установленное на оси опоры нижнего конца шатуна;- connecting means mounted on the axis of the support of the lower end of the connecting rod;
- по меньшей мере один поршень, установленный с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндра вдоль оси поршня;- at least one piston installed with the possibility of reciprocating motion inside the cylinder along the axis of the piston;
- промежуточное соединительное средство, установленное с обеспечением соединения по меньшей одного поршня с соединительным средством; и- an intermediate connecting means installed with the connection of at least one piston with a connecting means; and
- средство для регулирования положения промежуточного соединительного средства относительно по меньшей мере одного поршня, или относительно соединительного средства, или относительно и того, и другого.- means for adjusting the position of the intermediate connecting means relative to at least one piston, or relative to the connecting means, or relative to both.
Вышеуказанное средство для регулирования положения промежуточного соединительного средства может включать паз, канавку или поверхность, находящуюся в зацеплении с этим промежуточным соединительным средством.The aforementioned means for adjusting the position of the intermediate connecting means may include a groove, groove or surface that is engaged with this intermediate connecting means.
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения вышеуказанное промежуточное соединительное средство включено в направляющее средство или находится с последним в зацеплении в целях стабилизации по меньшей мере одного поршня в цилиндре. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения средство для регулирования положения промежуточного соединительного средства включает направляющее средство, но это не является обязательным условием, направляющее средство может быть выполнено отдельно.In a preferred embodiment of the invention, the aforementioned intermediate connecting means is included in the guide means or is engaged with the latter in order to stabilize at least one piston in the cylinder. In addition, in a preferred embodiment of the invention, the means for adjusting the position of the intermediate connecting means includes a guiding means, but this is not a prerequisite, the guiding means can be performed separately.
Вышеуказанное средство для регулирования положения промежуточного соединительного средства может быть выполнено с возможностью совершения движения относительно оси цилиндра в поперечном или продольном направлении, или же и в том, и в другом направлении. Направляющее средство может быть выполнено с возможностью совершения вращательного движения вокруг некоторой оси.The aforementioned means for adjusting the position of the intermediate connecting means can be arranged to move relative to the axis of the cylinder in the transverse or longitudinal direction, or in both directions. The guide means may be configured to rotate about a certain axis.
Средство для регулирования положения промежуточного соединительного средства может включать (как в единичном, так и в большем количестве) пазы, канавки, поверхности и т.п., которые могут быть прямолинейными, или же искривленными, имеющими один радиус кривизны, или несколько радиусов кривизны. Вышеуказанное промежуточное соединительное средство может включать скользящие или роликовые контактные элементы, предназначенные для взаимодействия со средством для регулирования положения промежуточного соединительного средства.The means for adjusting the position of the intermediate connecting means may include (in a single or in a larger quantity) grooves, grooves, surfaces, etc., which can be straight or curved, having one radius of curvature, or several radii of curvature. The above intermediate connecting means may include sliding or roller contact elements designed to interact with means for adjusting the position of the intermediate connecting means.
Средство для регулирования положения промежуточного соединительного средства может быть выполнено с возможностью совершения движения в целях изменения эффективного хода поршней, эффективной степени сжатия, обеспечиваемой устройством, или пути (как по параметру положения, так и по параметру времени), проходимого поршнями, или же любой комбинации вышеуказанного.The means for adjusting the position of the intermediate connecting means may be configured to move in order to change the effective stroke of the pistons, the effective compression ratio provided by the device, or the path (both in the position parameter and in the time parameter) traveled by the pistons, or any combination of the above.
Еще в одном варианте осуществления устройство по предлагаемому изобретению включает средство для регулирования расстояния между поршнем и средством зацепления.In yet another embodiment, the device of the invention includes means for adjusting the distance between the piston and the engagement means.
Вышеуказанное средство для регулирования расстояния между поршнем и средством зацепления, используемое в этом варианте, может включать сжимаемый шатун.The aforementioned means for adjusting the distance between the piston and the engagement means used in this embodiment may include a compressible connecting rod.
Выше описано, как жидкостное устройство по предлагаемому изобретению может быть полностью или практически сбалансировано статически или динамически, или же как статически, так и динамически относительно оси кривошипа. Следует заметить, что в соответствии с вышеописанным может быть сбалансирована дополнительная масса ограничительного средства. Кроме того, следует заметить, что, хотя балансировка поршней, установленных на одном кривошипе, это норма, балансировка устройства с поршнями, установленными на отдельных опорах нижнего конца шатуна, возможна только, когда опоры нижнего конца шатуна находятся на одной оси.It is described above how the liquid device according to the invention can be completely or practically balanced statically or dynamically, or both statically and dynamically with respect to the axis of the crank. It should be noted that in accordance with the above, the additional mass of the restrictive means can be balanced. In addition, it should be noted that, although the balancing of the pistons mounted on the same crank is the norm, balancing the device with pistons mounted on separate bearings of the lower end of the connecting rod is possible only when the bearings of the lower end of the connecting rod are on the same axis.
Выше описаны варианты устройства по предлагаемому изобретению, в которых движение поршней обеспечено с помощью ползунов, установленных на опорах нижнего конца шатуна, и в которых на одном ползуне могут быть установлены два или более поршней, но для каждого из них обеспечена возможность совершения движения вдоль отдельного пути друг к другу.The above described variants of the device according to the invention, in which the movement of the pistons is provided with the help of sliders mounted on the bearings of the lower end of the connecting rod, and in which two or more pistons can be installed on one slide, but for each of them it is possible to move along a separate path to each other.
Так как ни один поршень не имеет непосредственного соединения ни с каким другим поршнем, поршни имеют тенденцию к проворачиванию внутри цилиндров вокруг некоторой оси, практически параллельной оси кривошипа. Это может привести к выходу устройства из строя. Однако при наличии ограничительного средства, ориентированного параллельно оси цилиндра, обеспечивается предотвращение такого нежелательного проворачивания, как это было описано выше. В некоторых вариантах осуществления предлагаемого изобретения ограничительное средство находится выше сметаемого объема коленчатого вала и опоры нижнего конца шатуна. Ограничительные средства могут быть размещены таким образом, чтобы на разных стадиях цикла они были направлены в проекцию площади, сметаемой кривошипом и ползуном. Это позволяет сделать устройство более компактным.Since no piston is directly connected to any other piston, the pistons tend to rotate inside the cylinders around an axis almost parallel to the axis of the crank. This may cause the device to malfunction. However, with restrictive means oriented parallel to the axis of the cylinder, such unwanted rotation is prevented as described above. In some embodiments of the invention, the restrictive means is located above the swept volume of the crankshaft and the lower end support of the connecting rod. Restrictive means can be placed so that at different stages of the cycle they are directed to the projection of the area swept away by the crank and slider. This allows you to make the device more compact.
В известных поршневых жидкостных машинах с треугольным шатуном ползун установлен с возможностью вращения на опоре нижнего конца шатуна на кривошипе, который выполнен с возможностью совершения движения вокруг главной оси. Движение ползуна ограничено движением вдоль прямолинейного паза, выполненного в поршневом конструкционном узле, который ориентирован практически перпендикулярно оси цилиндра. Таким образом, при вращении кривошипа обеспечивается принуждение поршня к совершению возвратно-поступательного движения вдоль оси цилиндра.In known piston fluid machines with a triangular connecting rod, the slider is mounted to rotate on the support of the lower end of the connecting rod on a crank, which is configured to move around the main axis. The movement of the slider is limited by the movement along a straight groove made in the piston structural unit, which is oriented almost perpendicular to the axis of the cylinder. Thus, when the crank is rotated, the piston is forced to reciprocate along the axis of the cylinder.
В известных устройствах с одним поршнем вышеуказанный прямолинейный паз расположен на оси цилиндра таким образом, что при нахождении поршня в верхней мертвой точке опора нижнего конца шатуна занимает положение между поршнем и главной осью.In known devices with one piston, the aforementioned straight groove is located on the axis of the cylinder so that when the piston is at the top dead center, the support of the lower end of the connecting rod occupies a position between the piston and the main axis.
Предлагаемое изобретение позволяет создать различные новые и неочевидные варианты жидкостной машины, которые не подчиняются этим стандартам.The present invention allows to create various new and non-obvious options for a liquid machine that do not comply with these standards.
Еще в одном варианте осуществления предлагаемого изобретения при нахождении поршня в верхней мертвой точке главная ось находится между поршнем и осью опоры нижнего конца шатуна.In another embodiment of the invention, when the piston is at top dead center, the main axis is between the piston and the support axis of the lower end of the connecting rod.
Это фактически положение, противоположное нормальному.This is actually the opposite of normal.
В другом варианте осуществления предлагаемого изобретения главная ось не расположена на оси цилиндра или на какой-либо из осей цилиндров.In another embodiment of the invention, the main axis is not located on the axis of the cylinder or on any of the axes of the cylinders.
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения в том случае, когда поршень или один из поршней находится в верхней или нижней мертвой точке, линия, соединяющая главную ось и ось опоры нижнего конца шатуна, параллельна оси соответствующего цилиндра и смещена относительно нее.In a preferred embodiment of the invention, when the piston or one of the pistons is at the top or bottom dead center, the line connecting the main axis and the axis of the support of the lower end of the connecting rod is parallel to and offset from the axis of the corresponding cylinder.
В известном уровне техники в двигателях внутреннего сгорания или насосах с треугольным шатуном два расположенных напротив друг друга поршня обычно жестко соединены между собой с помощью шатунного узла. При этом ползун, который установлен с возможностью совершения вращательного движения на опоре нижнего конца шатуна на кривошипе, выполнен с возможностью скольжения внутри этого шатунного узла, при этом для поршней обеспечено принуждение к совершению возвратно-поступательного движения.In the prior art, in internal combustion engines or pumps with a triangular connecting rod, two opposing pistons are usually rigidly interconnected by means of a connecting rod assembly. In this case, the slider, which is installed with the possibility of performing rotational motion on the support of the lower end of the connecting rod on the crank, is made to slip inside this connecting rod assembly, while forcing the reciprocating movement to the pistons.
Целью предлагаемого изобретения является создание усовершенствованных конструкций шатунного узла, которые позволяют, в предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения, использовать для построения шатунного узла две одинаковых части. Этот шатунный узел может быть расщеплен в продольном или поперечном направлении относительно оси цилиндра. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения количество требуемых фиксирующих деталей уменьшено, благодаря чему упрощается процесс изготовления компонентов устройства.The aim of the invention is the creation of improved designs of the connecting rod assembly, which allow, in preferred embodiments of the invention, to use two identical parts to build the connecting rod assembly. This connecting rod assembly can be split in the longitudinal or transverse direction relative to the axis of the cylinder. In preferred embodiments of the invention, the number of required fixing parts is reduced, which simplifies the manufacturing process of the components of the device.
В одном из общих вариантов осуществления предлагаемого изобретения в жидкостном устройстве треугольно-шатунного типа, в котором расположенные напротив друг друга поршни выполнены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в расположенных напротив друг друга цилиндрах, оси которых параллельны, предусмотрено, что шатунный узел установлен на двух поршнях и включает участок зацепления, предназначенный для взаимодействия с элементом зацепления, установленным с возможностью совершения вращательного движения на опоре нижнего конца шатуна на коленчатом вале, и в котором средство зацепления выполнено с возможностью совершения возвратно-поступательного движения при вращении кривошипа, при этом вышеуказанный участок зацепления расщеплен на две части.In one of the general embodiments of the invention, in a liquid device of a triangular-connecting rod type, in which the pistons located opposite each other are arranged to reciprocate in opposite cylinders, the axes of which are parallel, it is provided that the connecting rod assembly is mounted on two pistons and includes a gearing section designed to interact with a gearing member mounted to rotate on a support izhnego end of the connecting rod at the crankshaft, and wherein the engagement means is configured to reciprocating motion by the rotation of the crank, wherein said engaging portion is split into two parts.
Вышеуказанный участок зацепления может быть расщеплен вдоль плоскости, практически параллельной осям цилиндров, или вдоль плоскости, практически перпендикулярной осям цилиндров.The aforementioned engagement portion may be split along a plane substantially parallel to the axes of the cylinders, or along a plane substantially perpendicular to the axes of the cylinders.
Вышеуказанные две части, на которые расщеплен участок зацепления, могут быть как идентичными, так и разными.The above two parts into which the engagement portion is split can be either identical or different.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения для надежного удержания двух частей вместе требуется только две фиксирующие детали.In preferred embodiments of the invention, only two locking parts are required to securely hold the two parts together.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения участок зацепления включает два расположенных напротив друг друга канала, в которых для средства зацепления обеспечена возможность совершения возвратно-поступательного движения. Границы каждого из этих каналов могут быть образованы только одной из частей, или же границы каждого канала могут быть образованы обеими частями.In preferred embodiments of the invention, the engagement portion includes two opposed channels in which the reciprocating means are provided for engagement. The boundaries of each of these channels can be formed by only one of the parts, or the borders of each channel can be formed by both parts.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения в тех случаях, когда части идентичны, и границы каждого канала образованы только одной частью, или же границы каждого канала образованы с участием обеих частей, каждая часть включает ножку, которая вытянута в направлении к другой части с обеспечением зацепления с ней. Эти ножки могут быть расположены на противоположных концах канала, на одной и той же его боковой стороне, или же на одном и том же конце канала, но на его противоположных боковых сторонах, или же на противоположных концах и на противоположных боковых сторонах канала. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения удержание двух ножек, каждая из которых принадлежит соответствующей одной части, может быть обеспечено с помощью одной фиксирующей детали.In preferred embodiments of the invention, in cases where the parts are identical and the borders of each channel are formed by only one part, or the borders of each channel are formed with the participation of both parts, each part includes a leg that is elongated towards the other part with engagement with her. These legs can be located on opposite ends of the channel, on the same side of the channel, or on the same end of the channel, but on its opposite sides, or on opposite ends and on the opposite sides of the channel. In preferred embodiments of the invention, the retention of two legs, each of which belongs to the corresponding one part, can be achieved using one fixing part.
В тех случаях, когда использованы неидентичные части, одна из частей может иметь две или более выступающих ножек, расположенных рядом с каналом, при этом другая часть может не иметь ножек совсем или иметь одну ножку, расположенную рядом с каналом.In cases where non-identical parts are used, one of the parts may have two or more protruding legs located next to the channel, while the other part may not have legs at all or have one leg located next to the channel.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения ножки расположены на концах канала, но возможно и такое решение, когда единственная ножка расположена рядом с каналом в средней точке. В такой конструкции кривошип выполнен с невозможностью прохождения через участок зацепления.In preferred embodiments of the invention, the legs are located at the ends of the channel, but a solution is possible when a single leg is located near the channel at a midpoint. In this design, the crank is made with the inability to pass through the site of engagement.
Было установлено, что устройства по предлагаемому изобретению (с развязкой поршней, со спаренными поршнями или треугольно-шатунного типа) могут быть совершенным образом сбалансированы, так что центр масс подвижных частей машины (кривошип, поршни и их элементы, а также соединительные элементы между опорой нижнего конца шатуна и поршнями) остается абсолютно неподвижным и отцентрированным на главной оси при совершении этими частями машины вращательных движений, орбитальных движений и возвратно-поступательных движений в течение ее рабочего цикла. Пара поршней, расположенных под углом 90° друг к другу и установленных на одной и той же оси опоры нижнего конца шатуна, могут быть сбалансированы идеальным образом. Пара поршней, расположенных под углом 90° друг к другу и установленных на соосных опорах нижнего конца шатуна, тоже могут быть сбалансированы идеальным образом (хотя в этом варианте может быть установлена качающаяся пара).It was found that the devices according to the invention (with decoupling of pistons, with paired pistons or a triangular-connecting rod type) can be perfectly balanced, so that the center of mass of the moving parts of the machine (crank, pistons and their elements, as well as connecting elements between the lower support end of the connecting rod and pistons) remains absolutely motionless and centered on the main axis when these parts of the machine perform rotational movements, orbital movements and reciprocating movements during its working of the cycle. A pair of pistons located at an angle of 90 ° to each other and mounted on the same axis of the support of the lower end of the connecting rod can be perfectly balanced. A pair of pistons located at an angle of 90 ° to each other and mounted on the coaxial bearings of the lower end of the connecting rod can also be perfectly balanced (although a swinging pair can be installed in this embodiment).
Машина с V-образно расположенными поршнями (под углом, отличающимся от 90°) может быть также сбалансирована идеальным образом. Это может быть достигнуто путем расщепления опоры нижнего конца шатуна таким образом, чтобы на пару масс, выполненных с возможностью совершения возвратно-поступательного движения, то есть поршней, приходилось бы две оси опоры нижнего конца шатуна. Эти две оси опоры нижнего конца шатуна имеют угловое смещение относительно друг друга вокруг главной оси.A machine with V-shaped pistons (at an angle other than 90 °) can also be perfectly balanced. This can be achieved by splitting the support of the lower end of the connecting rod in such a way that for a pair of masses made with the possibility of reciprocating motion, that is, pistons, there would be two axis of support of the lower end of the connecting rod. These two axes of the support of the lower end of the connecting rod have an angular displacement relative to each other around the main axis.
Краткое описание прилагаемых чертежейBrief description of the attached drawings
Предлагаемое изобретение будет лучше понято при рассмотрении некоторых предпочтительных вариантов его осуществления (которыми объем притязаний предлагаемого изобретения не ограничивается), которые описываются ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.The invention will be better understood by considering some preferred embodiments thereof (to which the scope of the invention is not limited), which are described below with reference to the accompanying drawings.
На фиг.1 в поперечном сечении показано жидкостное устройство по предлагаемому изобретению.Figure 1 in cross section shows a liquid device according to the invention.
На фиг.2 устройство, показанное на фиг.1, показано в аксонометрии с частичным вырезом.In Fig.2, the device shown in Fig.1 is shown in perspective view with a partial cutaway.
На фиг.3 в аксонометрии показано трехпоршневое устройство по предлагаемому изобретению.Figure 3 in a perspective view shows a three-piston device according to the invention.
На фиг.4 на виде сверху показано устройство по третьему варианту осуществления предлагаемого изобретения.Figure 4 in a top view shows the device according to the third embodiment of the invention.
На фиг.5 в аксонометрии с частичным вырезом показано устройство по четвертому варианту осуществления предлагаемого изобретения.Figure 5 is a partially cutaway perspective view of a device according to a fourth embodiment of the invention.
На фиг.6 на виде сверху показано соединительное устройство, относящееся к устройству, показанному на фиг.5.6, a top view shows a connecting device related to the device shown in FIG. 5.
На фиг.7 устройство, показанное на фиг.6, показано в аксонометрии.In Fig.7, the device shown in Fig.6 is shown in a perspective view.
На фиг.8 на виде сверху показано устройство, являющееся вариацией устройства, показанного на фиг.6.On Fig in a top view shows the device, which is a variation of the device shown in Fig.6.
На фиг.9 в аксонометрии показано устройство по пятому варианту осуществления предлагаемого изобретения.Figure 9 is a perspective view of the device according to the fifth embodiment of the invention.
На фиг.10 устройство, показанное на фиг.9, показано на виде сверху.In Fig. 10, the device shown in Fig. 9 is shown in a plan view.
На фиг.11 на виде сверху показано устройство по шестому варианту осуществления предлагаемого изобретения.11, a top view shows a device according to a sixth embodiment of the invention.
На фиг.12 на виде сверху показано устройство по седьмому варианту осуществления предлагаемого изобретения.On Fig top view shows the device according to the seventh embodiment of the invention.
На фиг.13 на виде сверху показано устройство по восьмому варианту осуществления предлагаемого изобретения.On Fig top view shows the device according to the eighth embodiment of the invention.
На фиг.14 - фиг.28 показаны различные конфигурации направляющих поверхностей, относящихся к устройству по предлагаемому изобретению.On Fig - Fig shows various configurations of the guide surfaces related to the device according to the invention.
На фиг.29 показан двигатель внутреннего сгорания с двумя V-образно расположенными цилиндрами, являющийся вариантом осуществления предлагаемого изобретения, снабженный ограничительными средствами.On Fig shows an internal combustion engine with two V-shaped cylinders, which is an embodiment of the invention, provided with restrictive means.
На фиг.30 показана кинематическая схема двигателя внутреннего сгорания с двумя V-образно расположенными цилиндрами, являющегося вариантом осуществления предлагаемого изобретения, снабженного ограничительными средствами.On Fig shows a kinematic diagram of an internal combustion engine with two V-shaped cylinders, which is an embodiment of the invention, equipped with restrictive means.
На фиг.31 - фиг.40 показаны продольные разрезы через опору нижнего конца шатуна и варианты осуществления соединительного средства в устройстве по предлагаемому изобретению.On Fig - Fig shows longitudinal sections through the support of the lower end of the connecting rod and embodiments of the connecting means in the device according to the invention.
На фиг.41 - фиг.47 показаны другие варианты соединения между соединительным средством и средством зацепления поршня.On Fig - Fig shows other options for the connection between the connecting means and means of engagement of the piston.
На фиг.48 и фиг.49 показаны на виде сверху варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с треугольным шатуном по предлагаемому изобретению.On Fig and Fig shown in top view embodiments of an internal combustion engine with a triangular connecting rod according to the invention.
На фиг.50 и фиг.51 схематично в поперечном сечении показаны другие варианты осуществления предлагаемого изобретения.On Fig and 51 schematically in cross section shows other embodiments of the invention.
На фиг.52 на виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig top view shows another embodiment of the invention.
На фиг.53 на виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig top view shows another embodiment of the invention.
На фиг.54 и 55 на виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig and 55 in a top view shows another embodiment of the invention.
На фиг.56 в аксонометрии показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in a perspective view shows another embodiment of the invention.
На фиг.57 в аксонометрии показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in a perspective view shows another embodiment of the invention.
На фиг.57а вариант, показанный на фиг.57, показан на виде сверху.In Fig. 57a, the embodiment shown in Fig. 57 is shown in a plan view.
На фиг.58 на виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in top view shows another embodiment of the invention.
На фиг.59 и фиг.60 вариант, показанный на фиг.58, показан в аксонометрии.In Fig. 59 and Fig. 60, the embodiment shown in Fig. 58 is shown in perspective view.
На фиг.61 в аксонометрии показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in a perspective view shows another embodiment of the invention.
На фиг.62 вариант, показанный на фиг.61, показан на виде сверху.In Fig. 62, the embodiment shown in Fig. 61 is shown in a plan view.
На фиг.63 - фиг.68 на виде сверху показаны другие варианты осуществления предлагаемого изобретения.On Fig - Fig in top view shows other embodiments of the invention.
На фиг.69 - фиг.78, фиг.78а, фиг.79 и фиг.80 на виде сверху показаны конструкционные узлы ползунов, используемые в различных вариантах осуществления предлагаемого изобретения.In Fig. 69 - Fig. 78, Fig. 78a, Fig. 79 and Fig. 80, a top view shows the structural units of the sliders used in various embodiments of the invention.
На фиг.81 в аксонометрии показан поршень, относящийся к устройству по предлагаемому изобретению.On Fig in a perspective view shows a piston related to the device according to the invention.
На фиг.82 поршень, показанный на фиг.81, показан под другим углом.On Fig, the piston shown in Fig, shown at a different angle.
На фиг.83 в аксонометрии показано жидкостное устройство по предлагаемому изобретению, в котором имеется поршень, показанный на фиг.81 и фиг.82.On Fig in a perspective view shows a liquid device according to the invention, in which there is a piston shown in Fig and Fig.
На фиг.84 показан детальный вид участка устройства, показанного на фиг.83.On Fig shows a detailed view of a portion of the device shown in Fig.
На фиг.85 - фиг.126 на виде снизу показаны различные поршни, относящиеся к предлагаемому изобретению.On Fig - Fig 126 in the bottom view shows the various pistons related to the invention.
На фиг.127 - фиг.129 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.127 - Fig.129 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.130 - фиг.132 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.130 - Fig.132 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.133 - фиг.135 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.133 - Fig.135 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.136 - фиг.138 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.136 - Fig.138 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.139 - фиг.141 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.139 - Fig.141 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.142 - фиг.144 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.142 - Fig.144 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.145 - фиг.147 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.145 - Fig.147 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.148 - фиг.150 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.148 - Fig.150 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.151 - фиг.153 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.151 - Fig.153 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.154 - фиг.156 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.154 - Fig.156 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.157 - фиг.159 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.157 - Fig.159 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.160 - фиг.162 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.160 - Fig.162 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.163 - фиг.165 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.163 - Fig.165 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.166 - фиг.168 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.166 - Fig.168 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.169 - фиг.171 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.169 - Fig.171 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.172 - фиг.174 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.172 - Fig.174 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.175 - фиг.177 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.175 - Fig.177 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.178 - фиг.180 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.178 - Fig.180 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.181 - фиг.183 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.181 - Fig.183 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.184 - фиг.186 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.18 - Fig.186 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.187 - фиг.189 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.187 - Fig.189 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.190 - фиг.192 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.190 - Fig.192 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.193 - фиг.195 показаны в разных проекциях другие варианты поршня, относящегося к предлагаемому изобретению.In Fig.19 - Fig.195 shows in different projections other variants of the piston related to the invention.
На фиг.196 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.197 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.198 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.199 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.200 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.201 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.202 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.203 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.204 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.205 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.206 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.207 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.208 в поперечном сечении показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in cross section shows another embodiment of the invention.
На фиг.209 вариант осуществления предлагаемого изобретения, показанный на фиг.208, показан в поперечном сечении в другом положении.On Fig embodiment of the invention, shown in Fig, shown in cross section in a different position.
На фиг.210 один из вариантов осуществления предлагаемого изобретения показан на виде сверху в первом положении рабочего цикла.On Fig one of the embodiments of the invention is shown in plan view in the first position of the duty cycle.
На фиг.211 - фиг.213 вариант осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемый на фиг.210, показан на виде сверху на других стадиях рабочего цикла.In Fig.211 - Fig.213 an embodiment of the invention, illustrated in Fig.210, is shown in plan view at other stages of the working cycle.
На фиг.214 вариант осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемый на фиг.210, показан в аксонометрии.In Fig.214, an embodiment of the invention, illustrated in Fig. 210, is shown in perspective view.
На фиг.215 часть устройства, иллюстрируемого на фиг.214, показана в увеличенном масштабе.In FIG. 215, a portion of the apparatus illustrated in FIG. 214 is shown on an enlarged scale.
На фиг.216 показан вид устройства, иллюстрируемого на фиг.210, в проекции по направлению, перпендикулярному оси одного из цилиндров, когда один из поршней находится в нижней мертвой точке.On Fig shows a view of the device illustrated in Fig, in a projection in the direction perpendicular to the axis of one of the cylinders, when one of the pistons is at bottom dead center.
На фиг.217 показан вариант осуществления предлагаемого изобретения, подобного иллюстрируемому на фиг.216, при этом один из поршней находится в верхней мертвой точке.In Fig.217 shows an embodiment of the invention, similar to that illustrated in Fig.216, while one of the pistons is in top dead center.
На фиг.218 на осевом виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in axial top view shows another embodiment of the invention.
На фиг.219 на осевом виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in axial top view shows another embodiment of the invention.
На фиг.220 на осевом виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in axial top view shows another embodiment of the invention.
На фиг.221 на осевом виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in axial top view shows another embodiment of the invention.
На фиг.222 на осевом виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in axial top view shows another embodiment of the invention.
На фиг.223 на виде сверху показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения. Во избежание нагромождения деталей некоторые компоненты не показаны.On Fig in top view shows another embodiment of the invention. To avoid piling up parts, some components are not shown.
На фиг.224 вариант осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемый на фиг.1, показан в аксонометрии.In FIG. 22, an embodiment of the invention, illustrated in FIG. 1, is shown in perspective view.
На фиг.225 первый вариант осуществления предлагаемого изобретения показан в аксонометрии с разнесением элементов.On Fig the first embodiment of the invention is shown in a perspective view with exploded elements.
На фиг.226 в аксонометрии показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in perspective view shows another embodiment of the invention.
На фиг.227 в аксонометрии показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения.On Fig in perspective view shows another embodiment of the invention.
На фиг.228 вариант осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемый на фиг.227, показан в аксонометрии с разнесением элементов.In FIG. 228, an embodiment of the invention illustrated in FIG. 227 is shown in exploded perspective view.
На фиг.229 вариант осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемый на фиг.227, показан на виде сверху.In FIG. 229, an embodiment of the invention, illustrated in FIG. 227, is shown in a plan view.
На фиг.230 - фиг.233 в аксонометрии схематично показаны варианты конструкции коромысла.In Fig.230 - Fig.233 in a perspective view schematically shows the design options of the rocker.
На фиг.234 в аксонометрии показан кривошип с парой расщепленных опор нижнего конца шатуна.On Fig in a perspective view shows a crank with a pair of split supports of the lower end of the connecting rod.
На фиг.235 на виде сверху показано являющееся вариантом осуществления предлагаемого изобретения устройство с треугольным шатуном с V-образным расположением цилиндров, в котором опоры нижнего конца шатуна коаксиальны, а поршни, выполненные с возможностью совершения возвратно-поступательного движения, расположены под углом 75° относительно главной оси.On Fig top view shows an embodiment of the invention, a device with a triangular connecting rod with a V-shaped arrangement of cylinders, in which the bearings of the lower end of the connecting rod are coaxial, and pistons made with the possibility of reciprocating motion are located at an angle of 75 ° relative to main axis.
На фиг.236 на виде сверху показано являющееся вариантом осуществления предлагаемого изобретения устройство с треугольным шатуном с V-образным расположением цилиндров, в котором опоры нижнего конца шатуна коаксиальны, а поршни, выполненные с возможностью совершения возвратно-поступательного движения, расположены под углом 90° относительно главной оси.On Fig top view shows an embodiment of the invention, a device with a triangular connecting rod with a V-shaped arrangement of cylinders, in which the bearings of the lower end of the connecting rod are coaxial, and pistons made with the possibility of reciprocating motion are located at an angle of 90 ° relative to main axis.
На фиг.237 на виде сверху показано являющееся вариантом осуществления предлагаемого изобретения устройство с треугольным шатуном с V-образным расположением цилиндров, в котором опоры нижнего конца шатуна коаксиальны, а поршни, выполненные с возможностью совершения возвратно-поступательного движения, расположены под углом 120° относительно главной оси.On Fig top view shows an embodiment of the invention, a device with a triangular connecting rod with a V-shaped arrangement of cylinders, in which the bearings of the lower end of the connecting rod are coaxial, and pistons made with the possibility of reciprocating motion are located at an angle of 120 ° relative to main axis.
На фиг.238 в аксонометрии показан шатун, предназначенный для работы в составе однопоршневого конструкционного узла.On Fig in perspective view shows a connecting rod designed to operate as part of a single-piston structural unit.
На фиг.239 в аксонометрии показан однопоршневой конструкционный узел, предназначенный для работы с шатуном, показанным на фиг.238.On Fig in a perspective view shows a single-piston structural unit designed to work with the connecting rod shown in Fig. 238.
Оптимальное осуществление предлагаемого изобретенияThe optimal implementation of the invention
На фиг.1 и фиг.2 показано жидкостное устройство 10, которое включает кривошип 12, выполненный с возможностью совершения вращательного движения вокруг оси 14 кривошипа. Кривошип на коленчатом вале 12 имеет выступающую опору 16 нижнего конца шатуна, которая удалена от оси 14 кривошипа в радиальном направлении. Таким образом, опора 16 нижнего конца шатуна выполнена с возможностью совершения орбитального движения с круговой траекторией вокруг оси 14 кривошипа при вращении коленчатого вала 12 вокруг своей оси 14.Figure 1 and figure 2 shows a
На опорной шпильке 16 с возможностью поворота установлено соединительное средство 18. Соединительное средство 18 имеет два выступа - выступ 20 и выступ 22.Connecting means 18 are mounted on the
Соединительное средство 18 выполнено с простиранием практически перпендикулярно оси 14 кривошипа, а выступы 20 и 22 практически параллельны оси 14 кривошипа. Как хорошо видно на фиг.2, поверхности скольжения выполнены с простиранием в осевом направлении по разные стороны основного участка 24 соединительного средства 18, в результате чего полученная конструкция имеет в поперечном сечении форму буквы "Т".The connecting means 18 is made with a strike almost perpendicular to the
Оба выступа 20 и 22 выполнены с возможностью зацепления с имеющими в поперечном сечении Т-образную форму пазами 30, выполненными в поршнях 32. Каждый из поршней 32 установлен в соответствующем цилиндре 34 с возможностью совершения линейного движения вдоль соответствующей оси 36 цилиндра. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения каждый из пазов 30 выполнен с простиранием, практически перпендикулярно оси 36 цилиндра с прохождением диаметрально через центр поршня. Оба конца паза 30 открыты. Таким образом, соединительное средство 18 выполнено с возможностью совершения бокового движения в ту и другую стороны от поршня, но в то же время с возможностью совершения осевого движения вместе с поршнем 32 вдоль оси 36 цилиндра. В тех случаях, когда паз 30 не находится под углом 90° к оси 36 цилиндра, благодаря боковому движению выступа 20 или 22 относительно поршня 32 обеспечено принуждение поршня 32 к совершению осевого движения. Это позволяет контролировать движение поршня 32, отклоняющееся от движения по простому гармоническому закону.Both
Поршень 32 выполнен с возможностью его ограниченного движения вдоль оси 36 цилиндра, и при вращении кривошипа на коленчатом вале 12 обеспечен поворот соединительного средства 18 вокруг оси 14 кривошипа. Движение выступов 20 и 22 имеет составляющую, параллельную соответствующей оси 36 цилиндра, и составляющую, перпендикулярную соответствующей оси 36 цилиндра. Таким образом, поршни 32 выполнены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри соответствующего цилиндра 34, при этом обеспечено скольжение выступов 20 и 22 в боковых направлениях в соответствующих пазах 30. Благодаря комбинации линейного движения поршня 32 и выступа 20 или 22 в пазе 30 обеспечено поддержание постоянной ориентации соединительного средства 18 при вращении кривошипа на коленчатом вале 12 независимо от других поршней. В варианте осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемом на фиг.1, предусмотрено два поршня 32, расположенных под углом 90° друг к другу, но поскольку обеспечено поддержание постоянства ориентации соединительного средства 18 при совершении им орбитального движения вокруг оси 14 кривошипа, угол между поршнями 32 может быть и другим, отличающимся от 90°. Кроме того, количество поршней может быть увеличено.The
На фиг.3 в аксонометрии показано трехпоршневое устройство по предлагаемому изобретению. Во избежание нагромождения деталей не показаны цилиндры и картер. Как можно видеть из фиг.3, устройство 110 включает кривошип 112 с опорной шпилькой 116, выполненной с простиранием между щеками 117. Вокруг кривошипа 112 расположены три поршня под углом 120° друг к другу. На опорной шпильке 116 установлено трехвыступное устройство 118, которое может как представлять собой монолитное тело, так и состоять из отдельных составных частей, установленных на опорной шпильке 116. Как можно видеть, каждый поршень снабжен пазом 130 Т-образного сечения, выполненным с возможностью зацепления с ним соответствующего выступа 120. В рассматриваемом варианте поршни смещены относительно друг друга в осевом направлении, но при желании они могут быть выполнены расположенными в одной плоскости.Figure 3 in a perspective view shows a three-piston device according to the invention. In order to avoid accumulation of parts, cylinders and crankcase are not shown. As can be seen from figure 3, the
Поскольку осуществлена развязка поршней относительно друг друга, ориентация и позиция каждого поршня могут быть выбраны по желанию любыми. Нет никакой необходимости в том, чтобы оси цилиндров были ориентированы радиально от оси кривошипа. Оси цилиндров могут быть выполнены с радиальной ориентацией относительно некоторой оси, но эта ось может быть смещена относительно оси кривошипа. Кроме того, оси цилиндров могут быть параллельны и расположены по обе стороны от оси кривошипа.Since the pistons are decoupled relative to each other, the orientation and position of each piston can be selected at will by any. There is no need for the axis of the cylinders to be oriented radially from the axis of the crank. The axis of the cylinders can be made with a radial orientation relative to some axis, but this axis can be offset relative to the axis of the crank. In addition, the axis of the cylinders can be parallel and located on both sides of the axis of the crank.
На фиг.4 показано жидкостное устройство 50, имеющее кривошип 52, выполненный с возможностью вращения вокруг оси 54 кривошипа. На опорной шпильке 56 установлен ползунный механизм 57, который имеет два плеча - плечо 58 и плечо 60, выполненные с протиранием в горизонтальном направлении с вхождением в зацепление с пазами 62 и 64 соответственно, выполненными в поршнях 66 и 68 соответственно. Поршни 66 и 68 выполнены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в двухкамерном цилиндре 70 или 72 соответственно. Цилиндры 70 и 72 закрыты с обоих торцов и, таким образом, между поршнями и торцами цилиндров образованы камеры сгорания 74.FIG. 4 shows a
При вращении кривошипа 52 обеспечено принуждение поршней 66 и 68 к совершению возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении внутри цилиндров 70 и 72 соответственно, при этом обеспечено движение плеч 58 и 60 в боковых направлениях относительно поршней 66 и 68.When the
На фиг.5 - фиг.7 показано поршневое возвратно-поступательное устройство 210, имеющее два поршня 232, выполненных с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри соответствующих цилиндров 234, расположенных под углом 90° друг к другу. Оба поршня соединены с являющейся опорой нижнего конца шатуна опорной шпилькой 216 коленчатого вала 212 с помощью соединительного средства 218 через выступы 220 и пазы 230, выполненные в поршнях 232. Соединительное средство 218 имеет две щеки 240, по одной на каждый поршень, которые смещены в осевом направлении относительно друг друга. Благодаря этому обеспечена возможность взаимного перекрывания пространства поршней 232 и их более близкого расположения к оси 214 кривошипа. Имеются маслопроводы 242, предназначенные для подачи под давлением смазочного масла от опорной шпильки 216 к поверхностям скольжения выступов 220 и пазов 230.Figure 5 - figure 7 shows a
Соединительное средство 218 включает противовес 244, который выполнен на противоположной стороне от опорной шпильки 216 с простиранием вниз до выступов 220 по биссектрисе угла между двумя щеками 240. Размеры противовеса 244 таковы, что центр инерции, а в предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения и центр масс соединительного средства 218 находятся на оси 246 опоры нижнего конца шатуна. Следует заметить, что в тех случаях, когда поршни находятся на одинаковом расстоянии от оси 214 кривошипа 248, обеспечено взаимное уравновешивание щек 240, и необходимости в отдельном противовесе может не быть.The connecting means 218 includes a
При совершении соединительным средством 218 орбитального движения вокруг оси 214 кривошипа 248 не возникает крутящего момента относительно оси 246 опоры нижнего конца шатуна, который мог бы побуждать соединительное средство 218 к вращению вокруг опоры нижнего конца шатуна, и что потребовало бы создания противоположно направленного крутящего момента в сопряжении паз 230 - выступ 220. Кроме того, поскольку центр инерции соединительного средства 218 остается на оси 246 опоры нижнего конца шатуна, то оказывается сравнительно легким делом добавление к противовесу 244 на коленчатом вале 212 надлежащей массы диаметрально напротив оси 246 опоры нижнего конца шатуна для обеспечения динамической балансировки системы кривошип - соединительное средство. Следует заметить, что динамическая балансировка может быть обеспечена и для других конструкционных вариантов поршневого узла, если только центр инерции соединительного средства 218 находится на оси 246 опоры нижнего конца шатуна.When the connecting means 218 performs orbital movement around the
Остается неуравновешенной масса поршней 232, выполненных с возможностью совершения возвратно-поступательного движения. Скорость каждого из поршней 232 изменяется по простому гармоническому закону, а результирующее движение обоих поршней 232 эквивалентно вращению некоторой материальной точки. Это движение может быть сбалансировано добавлением соответствующей массы к коленчатому валу 212, в результате чего может быть получено динамически сбалансированное устройство. Для двухпоршневого устройства с V-образным расположением цилиндров на заднюю сторону коленчатого вала 212 должна быть добавлена масса одного поршня. Для четырехпоршневого устройства с расположением цилиндров звездой к противовесу кривошипа должна быть добавлена масса двух поршней.The mass of
На фиг.8 показано жидкостное устройство 50, которое представляет собой модификацию варианта осуществления предлагаемого изобретения, проиллюстрированного на фиг.1. Для облегчения понимания использованы одинаковые обозначения для идентичных составных частей. Поршни 32 выполнены с возможностью совершения только линейного движения вдоль осей цилиндров 36, при этом выступы 20 выполнены с возможностью совершения только линейного движения относительно соответствующего поршня 32, и теоретически исключена возможность какого-либо вращательного движения соединительного средства 18 относительно поршня 32. Однако по причине необходимости технических допусков при изготовлении неизбежно наличие тех или иных люфтов, а значит, и некоторого поворота соединительного средства 18 относительно соответствующего поршня 32. Это, в свою очередь, порождает крутящие моменты в местах сопряжения выступов 20 с пазами 30. Для устранения этого явления устройство, иллюстрируемое на фиг.8, снабжено соединительным звеном 40. Один конец этого соединительного звена 40 соединен с возможностью поворота вокруг оси 42 с соединительным средством 18, а другой его конец соединен с возможностью поворота с картером (не показан). Таким образом, соединительное звено 40, соединительное средство 18, кривошип на коленчатом вале 12 и картер образуют четырехзвенный рычажный механизм. Расстояние между осями 42 и 46 равно расстоянию между осью кривошипа 14 и осью 11 опоры 16 нижнего конца шатуна. Таким образом, независимо от ограничений, налагаемых соединением соединительного средства 18 с поршнями 32, обеспечено совершение соединительным средством 18 орбитального движения вокруг оси кривошипа 14 без изменения ориентации.On Fig shows a
На фиг.9 и фиг.10 показано двухцилиндровое жидкостное устройство 260, у которого поршни 262 выполнены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в цилиндрах 264. Каждый из поршней 262 снабжен поршневым пальцем 266, который установлен в подшипнике 268 соответствующего поршня. На поршневом пальце 266 установлен шатун 270. Однако шатун 270 опирается не на опору нижнего конца шатуна на кривошипе на коленчатом вале 12, а на соединительное средство 18. Нижний конец 272 соответствующего шатуна 270 имеет паз 74 Т-образного сечения, в котором установлен соответствующий выступ 20, также Т-образный в сечении, относящийся к соединительному средству 18. Шатун 270 выполнен с возможностью свободного вращения вокруг поршневого пальца 266 относительно поршня, однако комбинацией сопряженных плоских поверхностей пазов 272 и выступов 20 обеспечено предотвращение всякого поворота, в результате чего обеспечено движение шатуна 270 и соединительного средства 18 как одного целого. Может показаться, что это придает конструкции излишнюю сложность, однако это позволяет использовать поршни, известные из уровня техники.Figure 9 and figure 10 shows a two-
На фиг.11 показано двухцилиндровое жидкостное устройство 80 с двумя поршнями 82, установленными на соединительных средствах 18 с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндров 84. Соединительное средство 18 установлено на коленчатом вале 12, но ось коленчатого вала 12 не зафиксирована относительно цилиндров 84. Вместо этого коленчатый вал 12, а вместе с ним и соединительное средство 18 и поршни 82 выполнены с возможностью совершения перемещения вверх и вниз в направлении, показанном стрелками 86. При вертикальном перемещении коленчатого вала 12 обеспечен подъем поршней 82 в цилиндрах 84, благодаря чему обеспечивается возможность изменения степени сжатия. Перемещение коленчатого вала 12 не оказывает влияния на временные характеристики движения поршней в цилиндрах 84 относительно коленчатого вала 12 или друг друга. В этом отличие устройства по предлагаемому изобретению от известных двигателей внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров, в которых при наличии перемещаемых коленчатых валов временной режим движения поршней не остается неизменным, а имеет место движение одного поршня с опережением, а другого - с опозданием.11 shows a two-
Вертикальное перемещение коленчатого вала 12 может быть достигнуто с помощью известных средств, таких как, например, гидравлические тараны. Линия, обозначенная стрелкой А, направлена по биссектрисе угла между поршнями 82.The vertical movement of the
Следует заметить, что перемещаемый кривошип может быть использован и в одноцилиндровом устройстве, и этот перемещаемый кривошип может быть выполнен с возможностью перемещения вдоль некоторого пути, не заданного определенным образом, как, например, биссектриса угла между цилиндрами в двигателе внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров. Кривошип может быть выполнен с возможностью совершения перемещения, например, под углом 15° к вертикали. Это приводит только к необходимости большего перемещения кривошипа для достижения той же степени сжатия.It should be noted that the movable crank can be used in a single-cylinder device, and this movable crank can be arranged to move along a path that is not specified in a certain way, such as, for example, the bisector of the angle between the cylinders in a V-shaped internal combustion engine cylinders. The crank can be made with the possibility of moving, for example, at an angle of 15 ° to the vertical. This only leads to the need for more movement of the crank to achieve the same compression ratio.
На фиг.12 показано устройство, представляющее собой модификацию варианта осуществления предлагаемого изобретения, проиллюстрированного на фиг.11. В этом устройстве коленчатый вал 12 установлен на опорных плечах 90. Опорные плечи 90 установлены на картере, будучи с ним шарнирно соединены с возможностью поворота вокруг осей, совпадающих с осью 94. Обеспечена возможность поворота несущих плеч вокруг оси 94 с помощью подходящих средств, в результате чего обеспечен подъем или опускание коленчатого вала относительно цилиндров. При этом имеет место некоторое боковое смещение коленчатого вала, а вследствие этого и опережение в движении одного поршня и отставание другого, однако этот эффект имеет очень слабое проявление.On Fig shows a device that is a modification of an embodiment of the invention, illustrated in Fig.11. In this device, the
На фиг.13 показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения, который представляет собой двухцилиндровое жидкостное устройство 100, имеющее поршни 102, выполненные с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в цилиндрах 104. Поршни 102 снабжены шатунами 106, которые установлены на поршневых пальцах 108, имея с ними шарнирное соединение. Нижний конец шатуна 106 имеет две расположенные напротив друга параллельные поверхности, на которых установлен ползун 110. Противоположные концы ползуна 110 соединены с гидравлическими таранами 112. Эти гидравлические тараны 112 являются составной частью соединительного средства 18 и выполнены с возможностью выборочной подачи в них под высоким давлением гидравлической жидкости (масла) через маслопроводы 114. Таким образом, гидравлические тараны 112 выполнены с возможностью оказания на ползун 110 усилия, направленного на поворот его вокруг его центра 116 с поднятием или опусканием относительно соединительного средства 118, а следовательно, и относительно цилиндра 104, или и то, и другое. При этом обеспечено поднятие или падение поршня 102 относительно соответствующего цилиндра и/или поворот шатуна 106 вокруг поршневого пальца 108, в результате чего обеспечено изменение фазы движения поршня.13 shows another embodiment of the present invention, which is a two-
На фиг.14 - фиг.29 показано некоторое количество разновидностей направляющих поверхностей поршня и соответствующих поверхностей средств зацепления.On Fig - Fig shows a number of varieties of the guide surfaces of the piston and the corresponding surfaces of the means of engagement.
На фиг.14 показан ползун 100, имеющий поверхность зацепления Y-образного сечения, предназначенную для вхождения в зацепление с поверхностями 104 и 106 одного поршня.FIG. 14 shows a
На фиг.15 показан ползун 110, снабженный средством зацепления 112. Это средство зацепления 112 имеет Y-образное сечение и имеет поверхности 114 и 116, выполненные с простиранием от основания 118.FIG. 15 shows a
На фиг.16 показан ползун 120, снабженный средством зацепления 122. Как можно видеть, у этого средства зацепления Т-образное поперечное сечение, и оно имеет два плеча - плечо 124 и плечо 126. Эти плечи 124 и 126 имеют общую верхнюю поверхность 128, искривленную в поперечном сечении.FIG. 16 shows a
На фиг.17 показан ползун 130, снабженный средством зацепления 132, имеющим в поперечном сечении форму наконечника стрелы. Это средство зацепления 132 имеет два плеча 134, выполненных с простиранием вниз с расхождением в разные стороны с возможностью зацепления с поршнем.17 shows a
На фиг.18 показано средство зацепления 140, имеющее W-образное поперечное сечение.FIG. 18 shows engagement means 140 having a W-shaped cross section.
На фиг.19 показано средство зацепления 150, имеющее Т-образное поперечное сечение, при этом верхняя поверхность 152 и нижняя поверхность 154 плеч 156 снабжены V-образными канавками 158, в которые введены V-образные выступы 160. Эти V-образные канавки 158 и выступы 160 могут быть расположены на другом конце поршня и средства зацепления.19 shows engagement means 150 having a T-shaped cross section, with the
На фиг.20 показано средство зацепления 170, имеющее Т-образное поперечное сечение и имеющее верхнюю поверхность 172, по центру которой расположен паз 173. Соответствующая поверхность 174, принадлежащая к поршню, включает выступ 176, который имеет прямоугольное поперечное сечение и введен в паз 173.FIG. 20 shows engagement means 170 having a T-shaped cross section and having an
На фиг.21 показано средство зацепления 190, имеющее Т-образное поперечное сечение и имеющее выступ 192, поперечное сечение которого имеет форму полукруга, расположенный по центру верхней поверхности 194. Но нет необходимости в том, чтобы этот выступ 192 был расположен по центру поверхности, и могут быть выполнены дополнительные выступы, расположенные на одной или обеих сторонах от центра средства зацепления 190 на верхней поверхности 194, или на нижних поверхностях 196 и 198, или же и на верхней, и на нижних поверхностях.21 shows an engagement means 190 having a T-shaped cross section and having a
На фиг.22 показана конструкция, подобная проиллюстрированной на фиг.17, за исключением того, что верхняя поверхность зацепления 180, принадлежащая поршню, не является непрерывной, а имеет разрыв 182.FIG. 22 shows a structure similar to that illustrated in FIG. 17, except that the
На фиг.23 показано средство зацепления 200, имеющее Т-образное поперечное сечение.23, an engagement means 200 is shown having a T-shaped cross section.
На фиг.24 показано средство зацепления 210, имеющее Т-образное поперечное сечение и имеющее плечи 212 и 214. Боковые поверхности 216 и 218 плечей 212 и 214 искривлены таким образом, что расстояние между боковыми поверхностями 216 и 218 в середине средства зацепления 210 больше, чем расстояние между ними на обоих его концах. Следует заметить, что ширина соответствующего паза в поршне должна иметь ширину, по меньшей мере равную самой широкой части верхней поверхности плеч 212 и 214.24 shows an engagement means 210 having a T-shaped cross section and having
На фиг.26 показано средство зацепления 230, имеющее Т-образное поперечное сечение и имеющее плечи 232 и центральную ногу 234. Нога 234 имеет на своих двух поверхностях линейно расположенные зубья 236 и 238. Зубья 236 и 238 могут быть использованы для приведения в движение других устройств через посредство выполненных с возможностью вращения зубчатых шестеренок, установленных на поршнях.26 shows an engagement means 230 having a T-shaped cross section and having
На фиг.28 показано средство зацепления 250, имеющее Т-образное поперечное сечение и имеющее линейно расположенные зубья 252, расположенные на его верхней поверхности 254 посередине. Как и в варианте, проиллюстрированном на фиг.26, эти зубья могут быть использованы для приведения в движение устройств, установленных на поршне или внутри поршня.FIG. 28 shows engagement means 250 having a T-shaped cross section and having linearly spaced
На фиг.29 показан двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания 300 с V-образным расположением цилиндров, имеющий поршни 302, кривошип 304 и соединительное средство 306, установленное на являющейся опорой нижнего конца шатуна опорной шпильке 308 на кривошипе 304. Поршни 302 представляют собой поршни известной конструкции, каждый из них имеет поршневой палец 310, на котором установлен с возможностью поворота шатун 312. Однако, в отличие от известных конструкций, каждый шатун 312 имеет на своем нижнем конце паз 314, в который введено соединительное средство 306.On Fig shows a two-cylinder
Каждый шатун имеет выполненное с простиранием в боковом направлении плечо 316, которое находится в зацеплении с ползуном 318, выполненным с возможностью скольжения в направляющих 320 параллельно оси соответствующего цилиндра. Шатун 312 может быть выполнен заодно с ползуном 318, или же может быть соединен с ним с помощью пятового шарнира 322, как в рассматриваемом варианте. Пятовый шарнир 322 может быть как одноосевым, так и шаровым. В рассматриваемом варианте плечи 316 выполнены с простиранием параллельно пазам 314. Однако они могут быть ориентированы и под любым другим углом.Each connecting rod has a laterally extended
Направляющие 320 предназначены для способствования стабилизации соответствующих поршней 302, так как в результате производственных допусков имеется опасность некоторого проворачивания поршня 302 внутри канала, могущего привести к заклиниванию или другим нежелательным ситуациям. Если при изготовлении были применены очень строгие допуски, то направляющие 320 могут не понадобиться. Направляющие 320 могут быть выполнены заодно с картером, или же могут представлять собой отдельные детали, прикрепленные к картеру с помощью винтовых соединений или других известных средств.The
Поршневые пальцы 310, установленные на поршнях 302, могут быть расположены под углом 90° к оси кривошипа, так как исключено какое бы то ни было вращательное движение шатуна 312 относительно соответствующего поршня 302. Использование поршней 302 с поршневыми пальцами 310 позволяет применять поршни, снятые с производства.The
На фиг.30 показана кинематическая схема двухцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров, имеющего главный кривошип 330, опору нижнего конца шатуна 332 и соединительное средство 334, установленное на опоре нижнего конца шатуна. Как и в ранее рассмотренных вариантах, поршни 336 установлены на соединительном средстве 334.On Fig shows a kinematic diagram of a two-cylinder internal combustion engine with a V-shaped arrangement of cylinders having a
Имеется вспомогательный кривошип 338, выполненный с возможностью вращения вокруг оси 340, параллельной оси 331 главного кривошипа. Имеется звено 342, которое шарнирно соединено с одной стороны с обоими соединительными средствами 334 и 344, а с другой стороны со вспомогательным кривошипом 338 в поворотной точке 346. Расстояние между поворотной точкой 346 и осью 340 вспомогательного кривошипа равно расстоянию между осью опоры нижнего конца шатуна 332 и осью 331 главного кривошипа. Таким образом, вспомогательный кривошип 338 и звено 342 выполнены с возможностью способствования поддержанию неизменной ориентации соединительного средства 334 при вращении главного кривошипа 330. Следует заметить, что эта технология стабилизации пространственной ориентации может быть использована в любом варианте осуществления предлагаемого изобретения, рассматриваемом в настоящем описании.There is an auxiliary crank 338 configured to rotate about an
На фиг.31 схематично показан осевой разрез через опору нижнего конца шатуна 350 и соединительное средство 352. Соединительное средство 352 имеет средство зацепления 354, которое выполнено с зацеплением со средствами зацепления 356 и 358 двух отдельных поршней (не показаны).On Fig schematically shows an axial section through the support of the lower end of the connecting
На фиг.32 схематично показана конструкция, сходная с проиллюстрированной на фиг.31, отличающаяся от последней конфигурацией средства зацепления 360, установленного на соединительном средстве 362, и соответствующих средств зацепления 364 и 366 двух поршней.FIG. 32 schematically shows a structure similar to that illustrated in FIG. 31, different from the last configuration of the engagement means 360 mounted on the connecting means 362, and the corresponding engagement means 364 and 366 of the two pistons.
На фиг.33 показано соединительное средство 370, имеющее два паза - паз 372 и паз 374, в которые введены имеющие Т-образное поперечное сечение средства зацепления 376 и 378 соответственно. Средства зацепления 376 и 378 могут быть прикреплены как к одному поршню, так и к разным отдельным поршням.FIG. 33 shows a connecting means 370 having two grooves — a
На фиг.34 показано соединительное средство 380, имеющее два паза - паз 382 и паз 384. Эти пазы имеют Z-образное поперечное сечение, и в них введены средства зацепления 386 и 388 соответственно.FIG. 34 shows a connecting means 380 having two grooves — a
На фиг.35 показано соединительное средство 390, имеющее два паза - паз 392 и паз 394, в которые введены средства зацепления 396 и 398 соответственно. В пазах расположены роликовые подшипники 400, предназначенные для облегчения движения средств сцепления 396 и 398 вдоль пазов 392 и 394. Следует заметить, что роликовые подшипники расположены с интервалами на всем протяжении пазов 392 и 394.On Fig shown connecting
На фиг.36 показано соединительное средство 410, при этом принадлежащие к поршню (или разным поршням) средства зацепления 412 и 414 расположены вокруг соединительного средства 410 и выполнены с возможностью зацепления с открытыми вниз пазами 416 и 418.On Fig shows the connecting means 410, while belonging to the piston (or different pistons) means of
На фиг.37 показано соединительное средство 420, имеющее два паза - паз 422 и паз 424, открытые в боковых направлениях.On Fig shows the connecting means 420, having two grooves - a
На фиг.38 показано соединительное средство 430, находящееся в зацеплении со средством зацепления 432, имеющим Т-образное поперечное сечение и имеющим плечи 434 и 436, выполненные с расхождением вниз. Верхняя поверхность 438 и нижняя поверхность 440 плеч 434 и 436 могут быть параллельны, как показано в рассматриваемом варианте, но могут быть также выполненными с расхождением. Поршень снабжен рядами расположенных напротив друг друга роликовых подшипников 442, которые находятся во взаимодействии с верхней поверхностью 438 и нижней поверхностью 440. Центральная линия плечей 434 и 436 по отношению к оси опоры нижнего конца шатуна может быть ориентирована, например, под углом от 35° до 50°.On Fig shows the connecting means 430, which is meshed with the means of
На фиг.41 - фиг.47 показаны другие возможные модификации соединения между соединительным средством и средством зацепления установленного на нем поршня или поршней. В модификации, проиллюстрированной на фиг.41, применены роликовые подшипники (обозначены буквой "В").On Fig - Fig shows other possible modifications of the connection between the connecting means and means of engagement of the mounted piston or pistons. In the modification illustrated in FIG. 41, roller bearings are used (indicated by the letter “B”).
На фиг.48 показано двухцилиндровое жидкостное устройство 500, имеющее два расположенных напротив друг друга поршня 502 и 504, выполненных с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндров 506, которые расположены на одной оси. Поршни 502 и 504 жестко соединены между собой с помощью соединительного звена 507. Имеются два коленчатых вала - коленчатый вал 508 и коленчатый вал 510, соединенные посредством соединительного средства 512, которое установлено на соответствующих опорах 514 и 516 нижнего конца шатуна. Вышеуказанное соединительное средство установлено с прохождением через канал 518, выполненный в соединительном звене 507, который предназначен для недопущения скольжения соединительного средства 512 в стороны относительно соединительного звена 507. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения движение соединительного средства 512 перпендикулярно оси цилиндров, но это не является обязательным требованием.On Fig shows a two-
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения два коленчатых вала 508 и 510 соединены, например, с помощью зубчатой передачи, так что обеспечено их совместное вращение. При вращении коленчатых валов 508 и 510 имеет место движение соединительного средства 512 в вертикальном направлении по гармоническому закону, благодаря чему обеспечено принуждение поршней 502 и 504 к аналогичному движению.In preferred embodiments of the invention, two
На фиг.49 показана другая модификация варианта осуществления предлагаемого изобретения, проиллюстрированного на фиг.48. Аналогичные составные части имеют одинаковые числовые обозначения.On Fig shows another modification of an embodiment of the invention, illustrated in Fig. 48. Similar components have the same numerical designations.
Хотя в этом подварианте соединительное средство 512 установлено без ограничения возможности скольжения в стороны относительно соединительного звена 507, тем не менее обеспечено приложение к соединительному звену 507 определенных боковых нагрузок. Соответственно, на обеих сторонах соединительного звена 507 предусмотрены направляющие поверхности 520 и 522, предназначенные для предотвращения бокового движения.Although in this embodiment, the connecting means 512 is installed without limiting the possibility of sliding to the sides relative to the connecting
На фиг.50 показана еще одна модификация варианта, проиллюстрированного на фиг.48 и фиг.49. В этом подварианте с ползуном 540 с помощью соединительных звеньев 542 шарнирно соединены четыре поршня 530. Эти поршни образуют конфигурацию типа "косой крест". Смежные поршни могут быть ориентированы под углом 90° друг к другу, как показано на фиг.50, но возможно и неравномерное распределение поршней. Каждое из соединительных звеньев 542 выполнено с обеспечением с его помощью шарнирного соединения соответствующего поршня 530 с ползуном 540. Ползун 540 выполнен с возможностью совершения движения по гармоническому закону в вертикальном направлении и с недопущением движения в других направлениях, обеспеченным с помощью направляющих 520 и 522.On Fig shows another modification of the variant illustrated in Fig and Fig. 49. In this embodiment, four
На фиг.51 показано устройство 600, которое похоже на устройства, проиллюстрированные на фиг.48 - фиг.50, в том, что оно имеет два коленчатых вала 602 и 604, которые выполнены с возможностью совместного вращения. Имеются крестообразное соединительное средство 606, которое установлено на относящихся к коленчатым валам опорах 608 и 610 нижнего конца шатуна. Имеется четыре пары связанных поршней 612, 614, 616 и 618, установленных соответственно на ответвлениях 620, 621, 622 и 623 соединительного средства 606. Каждое из этих ответвлений вместе со связанной с ним парой поршней образует агрегат, эквивалентный устройству, проиллюстрированному на фиг.48. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения смежные ответвления соединительного средства ориентированы под углом 90° друг к другу, но это не является обязательным условием. Не является обязательным условием и то, чтобы одна из опор нижнего конца шатуна была установлена по центру соединительного средства. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения два коленчатых вала 602 и 604 расположены по разные стороны от центра соединительного средства 606.On Fig shows a
На фиг.52 показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения, которое включает двухцилиндровое устройство 700 с расположенными напротив друг друга поршнями 702, выполненными с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндров 704. Поршни 702 жестко соединены между собой с помощью соединительного звена 706, в результате чего обеспечена возможность их совместного движения. Между поршнями установлен кривошип 708, выполненный с возможностью вращения вокруг оси 710. Кривошип 708 имеет круглый диск 712, центр 714 которого смещен относительно оси 710. Таким образом, при вращении кривошипа 708 обеспечено эксцентричное движение, которое может быть разложено на колебания в горизонтальном и вертикальном направлениях. На соединительном звене установлены два следящих элемента 716. Эти следящие элементы 716 выполнены с возможностью опирания на вертикальные поверхности 717, относящиеся к соединительному звену 706, и с возможностью совершения движения относительно соединительного звена 706 в вертикальном направлении, но без возможности движения в горизонтальном направлении. Следящие элементы 716 имеют кривые поверхности 720, выполненные с возможностью взаимодействия с периферией диска 712.On Fig shows another embodiment of the invention, which includes a two-
На фиг.53 показано одноцилиндровое устройство 730, представляющее собой дисковый двигатель внутреннего сгорания. По существу это устройство аналогично устройству, проиллюстрированному на фиг.52, у которого удален один цилиндр, поэтому использованы те же числовые обозначения для аналогичных составных частей. Главный подшипник 732 кривошипа 708 имеет расщепленный элемент 734. Этот расщепленный элемент 734 расположен в пазу поршневого конструкционного узла и предназначен для способствования стабилизации этого конструкционного узла. Главная ось кривошипа обозначена буквой "А".On Fig shows a single-
На фиг.54 показано двухцилиндровое устройство 800, имеющее два поршня - поршень 802 и поршень 803, которые ориентированы под углом 90° друг к другу. Однако это не является обязательным условием, угол может быть и другим. Поршни 802 и 803 не расположены в одной плоскости, а смещены относительно друг друга по оси 804 главного кривошипа 806. Главный кривошип 806 имеет цилиндрический эксцентрик 808. Первый поршень 802 имеет два плеча - плечо 810 и плечо 812, расположенные по разные стороны цилиндрического эксцентрика 808. На этих плечах 810 и 812 установлены следящие элементы 814, которые выполнены с возможностью взаимодействия с цилиндрическим эксцентриком 808 и преобразования колебательного движения цилиндрического эксцентрика 808 в возвратно-поступательное движение параллельно оси цилиндра 816. Второй поршень 803 имеет аналогичную пару плеч (на чертеже не видны), на которых установлены следящие элементы 820. Эти следящие элементы также выполнены с возможностью преобразования колебательного движения цилиндрического эксцентрика 808 в возвратно-поступательное движение вдоль оси цилиндра 822. Это устройство также имеет направляющие элементы, которые выполнены с возможностью взаимодействия с поршнями в целях создания ограничения для бокового движения поршней.On Fig shows a two-
На фиг.56 показан четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания 830, имеющий две пары связанных поршневых конструкционных узлов 832. Каждый из поршневых конструкционных узлов 832 имеет поршень 834, жестко соединенный с другим поршнем этого же узла с помощью соединительного звена 838. Поршни 834 каждого конструкционного узла выполнены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндров 836.On Fig shows a four-cylinder
Каждое соединительное звено 838 имеет паз 839, ориентированный в вертикальной плоскости с прохождением через соединительное звено 838. Каждый паз 839 имеет параллельные вертикальные торцевые стенки 841, и в каждом из пазов находится по ползуну 844, имеющему параллельные вертикальные торцевые стенки 846. Каждый из ползунов 844 выполнен с возможностью совершения движения по отношению к соответствующему пазу 839 в вертикальном направлении.Each connecting
Кривошип 840 ориентирован горизонтально с прохождением через соединительные звенья 838 и ползуны 844. Каждый из ползунов 844 имеет круглое отверстие 848, выполненное с возможностью прохождения сквозь него кривошипа. Кривошип 844 имеет круглый кулачок 842, который имеет размер, соответствующий размеру отверстия 848. Центр кулачка смещен относительно оси кривошипа, и при вращении кривошипа 840 обеспечено совершение центром кулачка 842 орбитального движения вокруг оси кривошипа. При этом обеспечено принуждение ползуна 844 к совершению движения относительно оси кривошипа в вертикальном и горизонтальном направлениях.The
Движение ползунов 844 в вертикальном направлении является бесполезным ввиду того, что ползуны 844 в вертикальном направлении свободны относительно поршневых конструкционных узлов, в то время как их горизонтальное движение является фактором принуждения поршневых конструкционных узлов к совершению колебательного движения в горизонтальном направлении по простому гармоническому закону.The movement of the
Эта конструкция имеет ряд преимуществ перед известными сходными конструкциями. Главное преимущество состоит в том, что благодаря введению ползуна между кулачком 842 и стенками паза 841 обеспечено устранение точечных нагрузок, которые имели бы место в ином случае. Вместо этого передача нагрузки от кулачка 842 к ползуну 844 и от ползуна 844 к пазу 839 обеспечена через поверхности большой площади.This design has several advantages over the known similar designs. The main advantage is that thanks to the introduction of a slider between the
На фиг.57 и фиг.57а показан двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания 850, подобный тому, который проиллюстрирован на фиг.56, поэтому аналогичные составные части имеют одинаковое числовое обозначение. В этом варианте осуществления предлагаемого изобретения предусмотрены два ползуна 852, по одному на каждой стороне кулачка 842. Ползуны 852 не находятся в контакте друг с другом, а каждый из них находится по отношению к другому в "плавающем" состоянии. В варианте, проиллюстрированном на фиг.56, при вращении ползуна 844 относительно паза 839 существует тенденция к его смятию в пазу. При применении "расщепленного" ползуна, с использованием двух ползунов 852, обеспечивается предотвращение этой нежелательной тенденции. При вращении одного из ползунов 852 относительно паза 839 обеспечивается вращение всего этого вокруг центра кулачка 842.On Fig and Figa shows a two-cylinder
На фиг.58 - фиг.60 показано четырехцилиндровое устройство 860, имеющее пары поршней 862а и 862b, которые расположены под углом 90° друг к другу. Каждый поршень имеет удлинение 864, имеющее торцевые стенки 868 и 870, ориентированные перпендикулярно осям соответствующих поршней. Удлинения 864, как можно лучше всего видеть на фиг.59, выполнены с ориентацией в одну сторону оси поршня, так что поршни каждой пары могут быть расположены в одной плоскости, перпендикулярной кривошипу 866.On Fig - Fig shows a four-
Кривошип 866 включает круглый эксцентричный кулачок 872, который выполнен с возможностью взаимодействия с четырьмя стенками 868а, 868b, 870а и 870b. При вращении кривошипа обеспечено действие кулачка 872 по принуждению обоих поршней к совершению возвратно-поступательного движения в соответствующих цилиндрах, которые на рассматриваемых чертежах не показаны.The
Хотя в варианте, проиллюстрированном на фиг.58 - фиг.60, использован кулачок, имеющий опору непосредственно на торцевые стенки, следует заметить, что может быть использована и конструкция, как в варианте, проиллюстрированном на фиг.56 и фиг.57.Although in the embodiment illustrated in FIGS. 58 to FIG. 60, a cam is used having a support directly on the end walls, it should be noted that a structure can be used as in the embodiment illustrated in FIGS. 56 and 57.
На фиг.61 и фиг.62 показан вариант осуществления предлагаемого изобретения, представляющий собой модификацию варианта, проиллюстрированного на фиг.58 - фиг.60, поэтому аналогичные составные части имеют одинаковое числовое обозначение.In Fig.61 and Fig.62 shows an embodiment of the present invention, which is a modification of the variant illustrated in Fig.58 - Fig.60, therefore, similar components have the same numerical designation.
Два ползуна 880 введены между кулачком 872 и торцевыми стенками 868а, 868b и 870а, 870b. Каждый ползун установлен с опиранием на внутреннюю поверхность 868 одного поршня и внешнюю поверхность 870 другого поршня. При вращении кривошипа 866 имеет место принуждение ползунов 880 к приведению в движение обоих поршней. Следует заметить, что при движении поршня 862 по направлению к кривошипу 866 обеспечено принуждение ползуна, имеющего опору на соответствующую торцевую стенку 870, к толканию поршня 862 по направлению к кривошипу, в то время как при движении поршня 862 по направлению от кривошипа 866 обеспечено принуждение другого ползуна 880, имеющего опору на внутреннюю стенку 868, к толканию поршня по направлению от кривошипа. Как и в варианте, проиллюстрированном на фиг.57, вероятность смятия снижена, поскольку каждый ползун имеет опору только на одну торцевую стенку соответствующего поршня.Two
На фиг.63 показано двухцилиндровое устройство 882 с V-образным расположением цилиндров, сходное с устройством, проиллюстрированным на фиг.58 - фиг.60, в котором кулачок имеет опору непосредственно на торцевые стенки поршней. Аналогичные детали имеют одинаковые числовые обозначения. Для способствования стабилизации поршней 8 62 предусмотрены направляющие 884, выполненные с возможностью взаимодействия с обеими сторонами удлинений 864 в целях предотвращения движения поршня вбок от соответствующей оси цилиндра.On Fig shows a two-
На фиг.64 показано двухцилиндровое устройство 890 с V-образным расположением цилиндров, имеющее впускные каналы I/P и выпускные каналы О/Р. Каждое удлинение 864 снабжено продольным пазом 892, выполненным с прохождением через него кривошипа 866. Паз 892 выполнен с возможностью обеспечения продольного, но не поперечного движения. При желании на кривошипе может быть установлен узел скольжения, предназначенный для взаимодействия со стенками паза.On Fig shows a two-
На фиг.65 показан двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания 910 с треугольным шатуном, поршни 912 которого расположены напротив друг друга. Кривошип 914 имеет опору нижнего конца шатуна 916, на которой установлен ползунный узел 918, выполненный с возможностью скольжения вдоль направляющих поверхностей 920 и 922 при вращении кривошипа 914, при этом обеспечивается принуждение поршней к совершению движения в горизонтальном направлении. Ползунный узел включает две отдельных детали - деталь 924 и деталь 926. Эти две детали 924 и 926 выполнены с возможностью взаимодействия с направляющими поверхностями 920 и 922 соответственно. Зазор между деталями 924 и 926 в рассматриваемом варианте ориентирован под углом 30° к вертикали, но это не является обязательным условием, угол может быть любым другим.On Fig shows a two-cylinder
На фиг.66 показан имеющий крестообразную конфигурацию двигатель внутреннего сгорания 930 с треугольным шатуном, имеющий два поршневых узла - поршневой узел 932 и поршневой узел 934. Имеется "расщепленный" ползунный узел 936, который выполнен с возможностью взаимодействия с поверхностями скольжения обоих поршневых узлов. Ползунный узел включает две детали - деталь 938 и деталь 940, которые обе выполнены с возможностью взаимодействия с обоими поршневыми узлами. Однако это взаимодействие заключается только в контакте каждой детали с одной поверхностью скольжения каждого поршневого узла.On Fig shows a cross-shaped
На фиг.67 показан состоящий из двух деталей ползунный узел 942, установленный на опоре нижнего конца шатуна 944 на кривошипе 946. Хотя ползунный узел и разделен на детали 948 и 950, эти детали жестко соединены между собой с помощью винтов 952, вследствие чего ползунный узел может считаться единым телом.Fig. 67 shows a two-
На фиг.68 показан ползунный узел 954, установленный на опоре нижнего конца шатуна 956. Этот ползунный узел имеет две составные части - составную часть 958 и составную часть 960, каждая из которых установлена с опиранием на одну из сторон паза в составе двигателя внутреннего сгорания с треугольным шатуном. Каждая из этих составных частей имеет хомут 962, выполненный вокруг опоры нижнего конца шатуна с обеспечением для соответствующей составной части возможности вращения вокруг опоры нижнего конца шатуна независимо от другой составной части. Следует заметить, что этот хомут может быть выполнен отдельно от тела 964 составной части и прикреплен с помощью винтов или других подходящих средств.68 shows a
На фиг.69 показан ползунный узел 965, включающий две составные части 966, установленные на кулачке 968. Каждая из составных частей 966 выполнена с возможностью взаимодействия с одной стороной направляющего паза поршневого узла. Каждая из составных частей 966 в свою очередь включает две детали - деталь 969 и деталь 970, соединенные между собой с помощью соединительных звеньев 972. Соединительное звено 972 может быть соединено с каждой из скрепляемых деталей жестко или шарнирно.On Fig shows a
На фиг.70 показана часть одной стороны ползунного узла, в котором две детали - деталь 969 и деталь 970, принадлежащие составной части ползунного узла, соединены между собой шарнирно по оси 974.On Fig shows a part of one side of the slider unit, in which two parts -
На фиг.71 показана одна часть ползунного узла, включающего составную часть 976, выполненную с возможностью взаимодействия с эксцентричным кулачком 978. Эта составная часть имеет главное тело 980 и ролики 982, которые выполнены с возможностью взаимодействия при нахождении в нормальном состоянии с поверхностью 984 паза и с возможностью поддержания главного тела 980 выше поверхности 984. При вращении эксцентричного кулачка 978 обеспечено совершение составной частью 976 движения вдоль поверхности 984 с переменной скоростью. Расстояние между главным телом 980 и поверхностью 984 достаточно невелико для того, чтобы при высокой скорости главного тела 980 было обеспечено его скольжение по масляной пленке в "плавающем" режиме, а при низкой скорости - качение с опорой на ролики 982.71 shows one part of a slider assembly including a
На фиг.72 показан ползунный узел, в котором составная часть 986 выполнена с возможностью взаимодействия с кулачком 988 через посредство роликов 990.On Fig shows a slider unit in which the
На фиг.73 показан составной ползунный узел 992, включающий детали 993 и 994, выполненные с возможностью взаимодействия с одной стороной паза 995. Эти две детали соединены между собой перемычками 996 и 997, которые выполнены с возможностью точного следования за поверхностью кулачка 998 в целях способствования поддержанию гидродинамического режима смазки поверхностей скольжения на кулачке. Имеются соединительные звенья L, которые могут быть прикреплены к соединяемым ими частям конструкции жестко или шарнирно.On Fig shows a
На фиг.74 показан ползунный узел 1000, включающий две составные части - составную часть 1002 и составную часть 1004, расположенные по разные стороны от кулачка 1006. Имеются соединительные звенья 1008, выполненные с возможностью соединения смежных концов составных частей 1002 и 1004. Эти соединительные звенья могут быть прикреплены к соединяемым ими деталям жестко или шарнирно.74 shows a
На фиг.75 показан ползунный узел 1012, включающий соединительное звено 1010, прикрепленное шарнирно к двум соединяемым им деталям в точках, расположенных напротив друг друга по диагонали.On Fig shows a
На фиг.76 показан кривошип 1014, имеющий первый кулачок 1016, который имеет круглую форму и выполнен с возможностью взаимодействия с двумя частями ползуна - частью 1018 и частью 1020. Имеется также второй кулачок 1022, который расположен рядом с первым кулачком 1016 или же наложен на первый кулачок 1016 и выполнен с возможностью взаимодействия со следящим элементом 1024, который установлен на соответствующей составной части, один раз за каждый оборот кривошипа.On Fig shows a
На фиг.77 показан ползунный узел, состоящий из двух частей 1031, каждая из которых имеет поверхность скольжения 1030, выполненную с возможностью взаимодействия с поверхностью 1032. Кроме того, каждая составная часть 1031 снабжена роликом 1034, с помощью которого обеспечено опосредованное взаимодействие соответствующей составной части с поверхностью с профилированной поверхностью 1036, относящейся к поршневому узлу, таким образом, что обеспечено принуждение поршневого узла к удалению от кривошипа.On Fig shows a slider assembly consisting of two
На фиг.78 показаны ползун и поршневой узел, имеющие поверхности скольжения 1044 и 1046 соответственно. Поршневой узел имеет профилированные поверхности 1048, которые выполнены с возможностью взаимодействия со следящими элементами 1050. Эти следящие элементы 1050 соединены с поршнями 1052 на ползуне с возможностью выкачивания смазки при необходимости. Следует заметить, что последовательность профилированная поверхность - следящий элемент - поршни может быть сделана обратной, так что профилированная поверхность может быть выполнена на ползуне.78 shows a slider and a piston assembly having sliding
На фиг.78а показан кривошип 1060, у которого есть первый кулачок 1062, являющийся главным кулачком и имеющий круглую форму, выполненный с возможностью взаимодействия с образующими ползунный узел составными частями 1064. На каждой из этих составных частей 1064 имеется кулачковый следящий элемент 1066. Эти кулачковые следящие элементы 1066 выполнены с возможностью периодического вступления в контакт со вторым кулачком 1068 при вращении кривошипа.Fig. 78a shows a
На фиг.79 показано устройство, являющееся модификацией устройства, проиллюстрированного на фиг.78а, в котором кулачковый следящий элемент 1066 выполнен с возможностью приведения в действие насоса 1070, предназначенного для периодической подачи масла в различные подшипниковые области.On Fig shows a device, which is a modification of the device illustrated in figa, in which the
На фиг.80 показан конструкционный узел жидкостного устройства с треугольным шатуном, включающий выполненный в виде единого тела ползун 1072, установленный на опоре 1074 нижнего конца шатуна. Ползун 1072 снабжен масляным насосом, который выполнен с возможностью периодического вступления во взаимодействие с кулачком 1078, расположенным на кривошипе. Буквой "V" обозначена поверхность кулачка, а буквой "N" - кулачковый следящий элемент, соединенный с поршнем S, буквой "X" обозначен канал для смазки.On Fig shows a structural unit of a fluid device with a triangular connecting rod, including a
Должно быть понятно, что в других вариантах осуществления предлагаемого изобретения могут быть использованы различные виды ползунов и применяемых с ними средств зацепления в любом возможном и целесообразном из практических соображений сочетании, и что это разнообразие не ограничивается использованием только с такими компонентами, которые приведены на конкретных чертежах.It should be understood that in other embodiments of the invention, different types of sliders and the engagement means used with them can be used in any combination possible and practical for practical reasons, and that this variety is not limited to use only with such components as are shown in the specific drawings. .
На фиг.81 - фиг.84 иллюстрируется двухцилиндровое жидкостное устройство 2010 с V-образным расположением цилиндров (полностью показано на фиг.83, частично на фиг.84), два поршня 2012 которого выполнены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндров 2014, которые ориентированы под углом 90° друг к другу, что не является обязательным условием, угол может быть и другим. Имеется соединительное средство 2016, которое установлено с возможностью поворота на опоре нижнего конца шатуна на кривошипе (не показана) и с возможностью скольжения относительно двух поршней 2012.On Fig - Fig illustrates a two-
Каждый из поршней 2012 имеет паз 2018 Т-образного сечения, выполненный диаметрально поперек поршня. Соединительное средство 2016 снабжено соответствующими Т-образными выступами 2020, выполненными с возможностью зацепления с пазами 2018. Каждый из выступов 2020 имеет составное строение - он имеет две части - поперечную пластину 2024, которой образованы поперечные плечи выступа, и продольную пластину 2026, которые скреплены между собой с помощью винтов 2028.Each of the
По разные стороны от паза 2018 расположены две пластины 2030, ориентированные в осевом направлении. Эти пластины 2030 расположены диаметрально напротив друг друга и ориентированы перпендикулярно пазу 2018, при этом они выполнены без выхода за пределы зоны поршня. Пластины 2030 выполнены заодно с телом поршня.On different sides of the
Рассматриваемое жидкостное устройство имеет ряд U-образных направляющих 2032, которые выполнены с возможностью взаимодействия с пластинами 2030, как можно видеть на фиг.83 и фиг.84. Направляющие 2032 жестко установлены на картере (не показан), и таким образом с их помощью обеспечено ограничение качания поршней при совершении ими возвратно-поступательного движения внутри соответствующих цилиндров.The considered liquid device has a series of
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения эти направляющие расположены на картере, на котором их положение отрегулировано с помощью позиционирующей шпильки 2034 и к которому они прикреплены с помощью винтов, устанавливаемых в отверстиях 2036.In preferred embodiments of the invention, these guides are located on the crankcase, on which their position is adjusted using a
Направляющие 2032 предназначены для ограничения движения поршней как параллельно пазу 2018, так и в направлении, перпендикулярном к нему, благодаря чему при желании может быть обеспечена возможность уменьшения юбки поршня.
Пластины 2030 расположены по разные стороны паза, а не на одном или обоих его концах, поэтому нет необходимости в том, чтобы размер картера был больше, чем у обычных картеров, известных из уровня техники. Кроме того, ввиду того, что пластины 2030 выполнены с простиранием в пределах зоны поршня, для размещения кривошипа и поршневого узла может быть сравнительно легко приспособлен известный картер.The
Пластины и паз 2018 могут быть выполнены заодно с поршнем 2012 и из того же материала, что и поршень. Но в альтернативном варианте вышеуказанные составные части могут быть выполнены как отдельные детали, и поршневой узел может быть собран из этих деталей. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения несущие поверхности паза 2018 и пластин 2030 подвергнуты соответствующей обработке в целях обеспечения их износоустойчивости, или же снабжены отдельными износоустойчивыми вставками и/или накладками. Должно быть понятно, что должна быть обеспечена подача масла к несущим поверхностям через смазочные каналы или путем заливания масла.The plates and
На фиг.85 - фиг.126 показаны на виде снизу различные варианты поршневых пластин или вертикальных направляющих средств, которые могут быть использованы с соединительным средством 2016, показанным на фиг.83 и фиг.84. Направляющие, использованные как аналоги направляющих 2032, соответствующие вертикальным пластинам 2030 на каждом из поршней, показанных на фиг.81 - фиг.84, не всегда показаны на этой группе чертежей, но должно быть понятно, что эти направляющие должны иметь форму, соответствующую поверхности пластин.On Fig - Fig 126 shown in bottom view of various variants of the piston plates or vertical guide means that can be used with the connecting
На фиг.85 показан поршень 2040, имеющий одну осевую пластину 2042. Пластина 2042 ориентирована перпендикулярно пазу 2018 и при этом выполнена с простиранием вдоль линии радиуса. Кроме того, пластина 2042 выполнена с простиранием за пределы периферии поршня. Пластина 2042 может быть выполнена заодно с поршнем или же может быть выполнена как отдельная деталь.On Fig shows a
На фиг.86 показан поршень 2044, имеющий две параллельные пластины 2046, ориентированные перпендикулярно пазу 2018 вдоль пинии диаметра. Пластины 2046 выполнены с простиранием за пределы канала поршня с обеспечением возможности взаимодействия с направляющими 2032. Каждая пластина представляет собой отдельную деталь и введена в ориентированный в осевом направлении паз 2048, выполненный на поршне.Fig. 86 shows a
На фиг.87 показан поршень 2050, имеющий две выполненные в виде отдельных деталей, а не заодно, пластины 2052, которые введены в пазы 2054, выполненные в поршне. В остальном эта конструкция похожа на проиллюстрированные на фиг.81 и фиг.82.On Fig shows the
На фиг.88 показан поршень 2056, конструкция которого похожа на проиллюстрированную на фиг.81 и фиг.82, за исключением того, что пластины 2058 выполнены с простиранием за пределы канала поршня.On Fig shows the piston 2056, the design of which is similar to that illustrated in Fig and Fig, except that the
На фиг.89 показан поршень 2060, имеющий ориентированные в осевом направлении пазы 2062, в которые введены ориентированные в осевом направлении пластины 2064, установленные на картере.89 shows a
На фиг.90 показан поршень 2066, имеющий ориентированную в осевом направлении пластину 2068, которая расположена на одном конце паза 2018 и находится в зацеплении с U-образной направляющей 2070.On Fig shows a
На фиг.91 показан поршень 2072, имеющий одну выполненную заодно пластину 2074.On Fig shows the
На фиг.92 показан поршень 2076, имеющий три пластины - 2077, 2078 и 2079. Пластина 2077 ориентирована перпендикулярно пазу 2018 вдоль центральной линии поршня 2076, а пластины 2078 и 2079 ориентированы перпендикулярно пазу с простиранием от противоположной стороны к пластине 2077. Пластины 2078 и 2079 расположены на расстоянии друг от друга с простиранием по направлению к концам паза 2018. Все три пластины выполнены с простиранием за пределы периферии поршня.92 shows a
На фиг.93 показан поршень 2080, сходный с проиллюстрированным на фиг.92, за исключением того, что две пластины 2078 и 2079 расположены намного ближе друг к другу и ориентированы по направлению к центру паза 2018. Кроме того, непарная пластина 2077 выполнена без выхождения за пределы зоны поршня.On Fig shows a
На фиг.94 показан поршень 2082, имеющий два выступа 2084 Т-образного сечения, которые расположены диаметрально напротив друг друга и направлены в разные стороны перпендикулярно пазу 2018.On Fig shows the
На фиг.95 показан поршень 2086, сходный с проиллюстрированным на фиг.94, но имеющий только один выступ 2088 Т-образного сечения, который выполнен с простиранием от середины паза 2018.On Fig shows a
На фиг.96 показан поршень 2090, имеющий два выступа 2092 Т-образного сечения, которые смещены относительно центра паза 2018. В рассматриваемом варианте это смещение симметрично относительно центра поршня, но это не является обязательным условием.96 shows a
На фиг.97 показан поршень 2094, сходный с проиллюстрированным на фиг.94, за исключением того, что выступы 2096 Т-образного сечения выполнены без выхождения за пределы зоны поршня.On Fig shows the
На фиг.98 показан поршень 2098, имеющий ориентированные в осевом направлении выступы 20100 Y-образного сечения, которые выполнены с простиранием от центра паза 2 018.FIG. 98 shows a
На фиг.99 показан поршень 20102, имеющий две пластины 20104, выполненные с простиранием от центра паза 2018, но не перпендикулярно ему, а с наклоном под углом 45°.On Fig shows the
На фиг.100 показан поршень 2072, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.91, за исключением того, что в этом варианте имеются две выполненные заодно пластины 2074.On Fig shows a
На фиг.101 показан поршень 20105, имеющий четыре пластины 20106, которые ориентированы перпендикулярно пазу 2018. Каждая из пластин находится в зацеплении с направляющим элементом (не показаны).101 shows a
На фиг.102 показан поршень 20107, у которого имеются две пары выступающих элементов 20108 Г-образного сечения, при этом расположение элементов каждой пары таково, что между элементами образованы пазы 20110 Т-образного сечения, в которые введены направляющие элементы Т-образного сечения (не показаны).On Fig shown
На фиг.103 показан поршень 20112, имеющий две щеки 20114, каждая из которых имеет вогнутую поверхность 20116, предназначенную для взаимодействия с направляющим элементом комплиментарной формы. Профиль вогнутых поверхностей 20116 может быть эллиптическим, круговым или иной формы.FIG. 103 shows a
На фиг.104 показан поршень 20118, имеющий две щеки 20120 с выпуклыми поверхностями 20122. Профиль этих выпуклых поверхностей 20122 может быть эллиптическим, круговым или иной формы.104 shows a
На фиг.105 показан поршень 20124, имеющий две щеки 20126, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.104, но у которого щеки 20126 смещены в противоположных направлениях от центра паза 2018. Это смещение может быть как симметричным, так и асимметричным.105 shows a
На фиг.106 показан поршень 20128, имеющий две щеки 20130, у которых имеются выпуклые поверхности 20132. От каждой выпуклой поверхности 20132 по направлению к центру паза 2018 выполнена прорезь 20134.106, a
На фиг.107 показан поршень 20136, ориентированный перпендикулярно пазу 2018. Обе пластины 20138 выполнены со смещением от центра поршня и расположены напротив друг друга.107 shows a
На фиг.108 показан поршень 20140, имеющий две щеки 20142, выполненные с простиранием в осевом направлении. Каждая щека имеет волнообразную поверхность 20144, выполненную с возможностью взаимодействия с соответствующей направляющей поверхностью. Поперечное сечение этих волнообразных поверхностей 20144 может представлять собой волнообразную кривую, составленную, например, из круговых или эллиптических дуг, но может иметь и любую другую подходящую форму. Эта форма может быть как правильной, так и неправильной.On Fig shows the
На фиг.109 показан поршень 20146, сходный с теми, которые проиллюстрированы на фиг.92 и фиг.93, в том отношении, что он имеет пластины 20148, у которых поперечное сечение представляет собой прямоугольник. Однако пластины 20148 не выполнены с возможностью взаимодействия со стенками паза 2018 и не выполнены заодно с ним. Пластины 20148 ориентированы в направлении от нижней части поршня 20146.On Fig shows the
На фиг.110 показан поршень 20150, имеющий две щеки 20152, которые ориентированы от основного тела поршня и выполнены отдельно от стенок паза 2018. Каждая щека образована двумя пластинами - пластиной 20153 и пластиной 20154, которые ориентированы по отношению друг к другу под углом 90°. Следует заметить, что они могут быть ориентированы и под другим углом.110 shows a
На фиг.111 показан поршень 2072, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.100, за исключением того, что в этом варианте пластины 20155 выполнены с выхождением за пределы проекции (вид с торца) поршня 2072.FIG. 111 shows a
На фиг.112 показан поршень 20156, имеющий две щеки 20158, выполненные с простиранием в осевом направлении. Поперечное сечение этих щек имеет форму гриба.FIG. 112 shows a
На фиг.113 показан поршень 20160, имеющий две пластины 20162, выполненные с простиранием в осевом направлении без возможности взаимодействия со стенками паза 2018.FIG. 113 shows a
На фиг.114 показан поршень 20166, сходный с поршнем, проиллюстрированным на фиг.113, но имеющий, в отличие от поршня 20160, четыре пластины 20168, выполненные с простиранием в осевом направлении. По одну и другую сторону от паза 2018 расположены по две пластины 20168. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения эти четыре пластины расположены симметрично относительно центра поршня.On Fig shows the
На фиг.115 показан поршень 20170, имеющий две пары направляющих щек. Первая пара 20172 выполнена с простиранием от нижней части основного тела поршня и имеет наружную поверхность 20174, поперечное сечение которой имеет форму круговой или эллиптической дуги. Вторая пара 20176 выполнена с простиранием от имеющей в поперечном сечении круглую форму наружной поверхности поршня.FIG. 115 shows a
На фиг.116 показан поршень 20178, имеющий четыре осевые направляющие пластины 2 0180, выполненные с простиранием от наружной поверхности поршня, имеющей в поперечном сечении круглую форму.FIG. 116 shows a
На фиг.117 показан поршень 20182, имеющий направляющий элемент 20184, по существу представляющий собой стержень, который ориентирован в осевом направлении. Направляющий элемент 20184 установлен на наружной поверхности поршня или же выполнен заодно с ней.On Fig shows a
На фиг.118 показан поршень 20186, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.90, за исключением того, что в этом варианте на одном конце паза 2018 имеются две направляющие пластины 20188.FIG. 118 shows a
На фиг.119 показан поршень 20190, имеющий две направляющие щеки 20192, выполненные с простиранием в осевом направлении и с отхождением от стенок паза 2018 в целом в радиальном направлении. Каждая из направляющих щек 20192 имеет волнистые боковые поверхности 20194. Форма этих волнистых поверхностей может быть любой.On Fig shows a
На фиг.120 показан поршень 20196, имеющий три направляющих пластины - пластину 20197, пластину 20198 и пластину 20199. Направляющая пластина 20197 выполнена с простиранием перпендикулярно пазу 2018, а пластины 20198 и 20199 ориентированы от паза 2018 с расхождением в разные стороны. В преимущественных вариантах осуществления предлагаемого изобретения все три пластины выполнены с простиранием от паза 2018 в радиальном направлении.FIG. 120 shows a
На фиг.121 показан поршень 20200, имеющий только один направляющий элемент 20202, выполненный с простиранием в осевом направлении. Направляющий элемент 20202 имеет вогнутые боковые поверхности 20204 и плоскую наружную поверхность 20206. В преимущественных вариантах осуществления предлагаемого изобретения поверхность 20206 параллельна пазу 2018.On Fig shows a
На фиг.122 показан поршень 20207, имеющий три направляющих элемента - направляющий элемент 20208, направляющий элемент 20210 и направляющий элемент 20212, которые выполнены с простиранием в осевом направлении. Направляющий элемент 20208 в поперечном сечении имеет простую прямоугольную форму, направляющий элемент 20210 в поперечном сечении имеет F-образную форму, а направляющий элемент 20212 состоит из центральной пластины и выполненных с отхождением от нее в стороны ребер 20216 и 20218. Ребра 20216 и 20218 могут быть как одинакового, так и разного размера.FIG. 122 shows a
На фиг.123 показан поршень 20220, имеющий по меньшей мере два ролика 20222, установленных по разные стороны от паза 2018 на осевых шпильках 20224. Ролики 20244 находятся во взаимодействии с ориентированным в осевом направлении направляющим элементом 20226, установленным на картере. Поршень может иметь по разные стороны паза 2018 два ролика или более.123 shows a
На фиг.124 показан поршень 20228, имеющий два пустотелых элемента 20230 прямоугольного сечения, выполненных с простиранием в осевом направлении и расположенных по разные стороны от паза 2018. Эти пустотелые элементы 20230 открыты по меньшей мере с одного конца и выполнены с возможностью нахождения в них направляющих стержней, установленных на картере.FIG. 124 shows a
На фиг.125 показан поршень 20232, имеющий направляющие элементы 20234 треугольного сечения, выполненные с простиранием в осевом направлении и расположенные по разные стороны от паза 2018.125 shows a
На фиг.126 показан поршень 20236, имеющий направляющий элемент 20238, поперечное сечение которого имеет по бокам угловые выемки 20240.FIG. 126 shows a
На фиг.127 - фиг.129 показан поршень 20242, имеющий ориентированную в вертикальном направлении направляющую рейку 20244 и ориентированный горизонтально ползун 20246. Направляющая рейка 20244 выполнена с простиранием от нижней поверхности основного тела 20248 поршня 20242. Горизонтальный ползун 20246 установлен на внутренней (обращенной к центру поршня) боковой поверхности направляющей рейки 20244. Горизонтальный ползун 20246 выполнен с возможностью взаимодействия с подходящим средством зацепления, имеющимся на соединительном средстве, в то время как ориентированная вертикально направляющая рейка 20244 выполнена с возможностью взаимодействия с подходящей направляющей поверхностью, имеющейся на картере.Fig.127 - Fig.129 shows a
На фиг.130 - фиг.132 показан поршень 20250, имеющий вертикальный направляющий элемент 20252 и горизонтальный элемент 20254. Горизонтальный элемент 20254 имеет охватывающий паз 20256, предназначенный для взаимодействия с соответствующим выступом, имеющимся на соединительном средстве, с возможностью скольжения.130 to FIG. 132, a
На фиг.133 - фиг.135 показан поршень 20258, имеющий основное тело 20260. С помощью поршневого пальца 20262 к основному телу 20260 с возможностью поворота присоединено средство зацепления 20264. Это средство зацепления включает горизонтальную часть 20266 и вертикальную часть 20268. Горизонтальная часть имеет паз 20270, выполненный с возможностью нахождения в нем установленного на соединительном средстве соответствующего выступа с возможностью скольжения, а вертикальная часть 20268 выполнена с возможностью взаимодействия с направляющим элементом, установленным на картере. Следует заметить, что вертикальная часть выполнена с простиранием как над горизонтальной частью, так и под ней.FIGS. 133 - FIG. 135 show a
На фиг.136 - фиг.138 показан поршневой узел 20272, имеющий ориентированный в горизонтальном направлении элемент 20274 Z-образного сечения, который выполнен с возможностью взаимодействия с соответствующей поверхностью, имеющейся на соединительном средстве, с возможностью скольжения. Имеются также направляющие элементы 20275, выполненные с возможностью взаимодействия с направляющими элементами на картере.In Fig.136 - Fig.138 shows a
На фиг.139 - фиг.141 показан поршневой узел 20276, имеющий вертикальный направляющий элемент 20278, выполненный с простиранием от основания основного тела 20280 поршня. Имеется также горизонтальный элемент 20282, который установлен на основном теле 20280 независимо от вертикального направляющего элемента 20278.In Fig.139 - Fig.141 shows a
На фиг.142 - фиг.144 показан поршневой узел 20283, имеющий основное тело 20284 и направляющее средство 20286, выполненное с возможностью выполнения также функций средства зацепления, установленное на основном теле с помощью шпилек или винтов 20288. Направляющее средство 20286 имеет два вертикальных направляющих элемента 20290 и поперечину 20292. На поперечине 20292 установлен имеющий Т-образное сечение элемент зацепления 20294, ориентированный перпендикулярно плоскости двух вертикальных направляющих элементов 20290. Этот элемент зацепления 20294 выполнен с возможностью взаимодействия с соединительным средством.Fig.142 - Fig.144 shows a
На фиг.145 - фиг.147 показан поршневой узел 20296, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.142 - фиг.144, имеющий сходное направляющее средство 20300, выполненное с возможностью выполнения также функций средства зацепления, установленное на основном теле 20298 поршня 20296. Направляющее средство 20300 установлено на основном теле 20298 с помощью поршневого пальца 20302, который выполнен с простиранием в плоскости двух ног 20290. Направляющее средство 20300 выполнено с возможностью поворота вокруг оси поршневого пальца 20302.In Fig.145 - Fig.147 shows a
На фиг.148 - фиг.150 показан поршневой узел 20304, имеющий основное тело 20306, на котором установлено направляющее средство 20308, имеющее Н-образное поперечное сечение. Направляющее средство 20308 прикреплено к основному телу 20306 с помощью шпилек 20310. На поперечине 20309, относящейся к направляющему средству 20308, установлен с простиранием в горизонтальном направлении элемент зацепления 20312. Элемент зацепления 20312 прикреплен к поперечине 20309 с помощью шпильки 20314 с возможностью поворота вокруг оси этой шпильки. Элемент зацепления 20312 имеет паз 20316 Т-образного сечения, предназначенный для нахождения в нем соответствующего выступа Т-образного сечения, имеющегося на средстве зацепления.In Fig.148 - Fig.150 shows a
На фиг.151 - фиг.153 показан поршневой узел 20318, имеющий направляющее средство 20320, выполненное с возможностью выполнения также функций средства зацепления, прикрепленное к основному телу 20322 с помощью шпильки 20324. Имеется поперечина 20326, выполненная с простиранием между вертикальными элементами 20328 и имеющая паз 20330 Т-образного сечения.FIGS. 151 to FIG. 153 show a
На фиг.154 - фиг.156 показано направляющее средство 20332, выполненное с возможностью выполнения также функций средства зацепления, имеющее поперечину 20334, четыре вертикальных направляющих элемента 20336 и центральный соединительный элемент 20338. По разные стороны поперечины 20334 расположено по два направляющих элемента 20336. Поперечина имеет паз 20339 Т-образного сечения.FIGS. 154 - FIG. 156 show guide means 20332, also adapted to perform meshing functions, having a
На фиг.157 - фиг.159 показано направляющее средство, выполняющее также функции средства зацепления, сходное с тем, которое проиллюстрировано на фиг.154 - фиг.156, с тем отличием, что поперечина 20340 не снабжена пазом Т-образного сечения, а сама имеет Т-образное сечение.In Fig.157 - Fig.159 shows the guiding means, which also performs the function of means of engagement, similar to that illustrated in Fig.154 - Fig.156, with the difference that the
На фиг.160 - фиг.162 показано направляющее средство 20342, выполняющее также функции средства зацепления, сходное с тем, которое проиллюстрировано на фиг.157 - фиг.159, с тем отличием, что оно прикреплено к телу поршня 20344 с помощью двух шпилек 20346 таким образом, что проворачивание исключено.In Fig.160 - Fig.162 shows the guiding means 20342, which also performs the function of the engagement means, similar to that illustrated in Fig.157 - Fig.159, with the difference that it is attached to the body of the
На фиг.163 - фиг.165 показан поршневой узел 20350, имеющий направляющее средство 20352, выполненное с возможностью выполнения также функций средства зацепления, установленное на шпильке или поперечине 20354 тела поршня 20356. Шпилька или поперечина 20354 может быть выполнена как в виде отдельной детали, так и заодно с телом поршня 20356. Удержание направляющего средства на поперечине 20354 обеспечено с помощью винта 20358.Fig.163 - Fig.165 shows a
На фиг.166 - фиг.168 показано направляющее средство 20360, выполняющее также функции средства зацепления, сходное с тем, которое проиллюстрировано на фиг.154 - фиг.156, с тем отличием, что удержание этого средства на теле поршня 20362 обеспечено с помощью двух шпилек 20364.In Fig.166 - Fig.168 shows the guiding means 20360, which also performs the function of the means of engagement, similar to that illustrated in Fig.154 - Fig.156, with the difference that the retention of this tool on the body of the
На фиг.169 - фиг.171 показан поршневой узел 20366, функционально идентичный тому, который проиллюстрирован на фиг.166 - фиг.168, но с тем отличием, что в нем имеется только одна унитарная структура и только один вертикальный направляющий элемент 20368 на каждой стороне горизонтального элемента зацепления, а не два.In Fig.169 - Fig.171 shows the
На фиг.172 - фиг.174 показан поршневой узел 20370, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.127 - фиг.129, но с тем отличием, что в нем имеется горизонтальный паз 20372, предназначенный для зацепления с соединительным средством.In Fig.172 - Fig.174 shows the
На фиг.175 - фиг.177 показан поршневой узел 20374, имеющий только один вертикальный направляющий элемент 20376 и элемент зацепления 20378 Т-образного сечения, выполненный с ответвлением от направляющего элемента 20376.In Fig.175 - Fig.177 shows a
На фиг.178 - фиг.180 показан поршневой узел, функционально идентичный тому, который проиллюстрирован на фиг.130 - фиг.132, но с тем отличием, что охватывающий паз 20380 расположен намного ближе к телу поршня 20382.In Fig.178 - Fig.180 shows a piston assembly, functionally identical to that illustrated in Fig.130 - Fig.132, but with the difference that the surrounding
На фиг.181 - фиг.183 показан поршневой узел 20450, имеющий два вертикальных направляющих элемента 20452, выполненных с простиранием от тела поршня 20454. Имеется поперечина 20456, которая установлена с утоплением в направляющие элементы 20452 и выполнена с простиранием в горизонтальном направлении. Эта поперечина имеет охватывающий паз 20458, выполненный с возможностью размещения в нем соответствующего выступа, имеющегося на соединительном средстве.In Fig.181 - Fig.183 shows a
На фиг.184 - фиг.186 показан поршневой узел 20460, имеющий тело поршня 20462 и направляющее средство 20464, выполненное с возможностью выполнения также функций средства зацепления. Это направляющее средство 20464 включает Т-образный в поперечном сечении элемент зацепления 20466, который имеет поперечину 20468, в которой выполнен паз 20470 Г-образного сечения, предназначенный для размещения в нем соответствующего имеющего Г-образное поперечное сечение выступа, расположенного на соединительном средстве. Имеется вертикальный направляющий элемент 20442, соединенный с телом поршня 20462. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения направляющий элемент 20472 выполнен заодно с элементом зацепления 20466, но это не является обязательным условием, он может быть выполнен и в виде отдельной детали. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения направляющий элемент 20472 выполнен с простиранием до уровня ниже горизонтальной поперечины 20468.In Fig.18 - Fig.186 shows a
На фиг.187 - фиг.189 показан поршневой узел 20474, имеющий тело поршня 20476 и направляющее средство 20478, выполненное с возможностью выполнения также функций средства зацепления, которое прикреплено к телу поршня 20476 с помощью поршневого пальца 20480 с возможностью поворота вокруг оси этого поршневого пальца. Направляющее средство 20478 имеет часть Т-образного сечения, включающую вертикальную ногу 20482 и горизонтальную поперечину 20484. Эта горизонтальная поперечина имеет паз 20486 Т-образного сечения, выполненный в боковой стенке 20488 с возможностью, размещения в нем соответствующего выступа, имеющегося на соединительном средстве.In Fig.187 - Fig.189 shows a
На фиг.190 - фиг.192 показан поршневой узел 20490, имеющий тело поршня 20492 и четыре вертикальных параллельных направляющих элемента 20494, выполненных с простиранием вниз.In Fig.190 - Fig.19 shows a
Эти четыре направляющих элемента 20494 расположены по углам квадрата, центр которого совпадает с центром окружности поршня.These four guiding
Имеется средство зацепления 20496, которое установлено на поршне, к которому прикреплено с помощью поршневого пальца 20498 с возможностью поворота вокруг оси последнего и расположено между вертикальными направляющими элементами 20494. Средство зацепления включает плоскую поперечину 20500, выполненную с возможностью введения в паз Т-образного сечения, выполненный на соединительном средстве.There is a gearing means 20496, which is mounted on a piston, to which is attached with a
На фиг.193 - фиг.195 показан поршневой узел 20502, имеющий тело поршня 20504 и направляющее средство 20506, выполненное с возможностью выполнения также функций средства зацепления, прикрепленное к телу поршня 20504 с помощью двух шпилек 20512. Направляющее средство 20506 имеет стержень 20510 и первую поперечину 20512, имеющую четыре вертикальных направляющих стержня 20514 - по одному в каждом ее углу. На нижней стороне первой поперечины 20512 установлена вторая поперечина 20516 Т-образного сечения, которая выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующим пазом Т-образного сечения, выполненным на соединительном средстве.In Fig.19 - Fig.195 shows a
На фиг.196 показано возвратно-поступательное поршневое устройство 3010, имеющее кривошип 3012, поршни 3014, выполненные с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндров 3016, и соединительный механизм 3018, установленный с возможностью поворота на относящейся к кривошипу 3012 опоре 3020 нижнего конца шатуна. Соединительный механизм 3018 выполнен с возможностью взаимодействия с промежуточными элементами 3022. Шатуны 3024 выполнены с возможностью соединения промежуточных элементов 3022 с соответствующими поршнями 3014, при этом шатуны 3024 с соответствующими поршнями 3014 и промежуточными элементами 3022 соединены шарнирно.FIG. 196 shows a
Каждый промежуточный элемент 3012 имеет ползунное плечо 3026, установленное в ползуне 3028. Ползун 3028 выполнен с образованием прямолинейного паза, параллельного оси 3030 соответствующего цилиндра. Таким образом обеспечено ограничение движения промежуточного элемента 3022 движением только параллельно оси 3030 цилиндра. Соединительный механизм 3018 имеет ограничение в движении относительно промежуточных элементов 3022, при этом направление его движения перпендикулярно оси 3030 цилиндра, и при вращении кривошипа 3012 обеспечено принуждение поршней 3014 к совершению движения по правильному синусоидальному закону.Each
На фиг.197 показан вариант осуществления предлагаемого изобретения, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.196, поэтому аналогичные составные части имеют одинаковое числовое обозначение. В варианте, иллюстрируемом на фиг.197, промежуточные элементы 3022 выполнены с возможностью взаимодействия с ползунами 3040, которые имеют между собой шарнирное соединение на общей оси 3042. Эта общая ось расположена на линии, проходящей через ось 3044 кривошипа и являющейся биссектрисой угла между осями 3030 двух цилиндров. Ползуны 3040 выполнены с возможностью поворота вокруг общей оси 3042, так что оси 3046 ползунов не обязательно параллельны осям 3030 цилиндров. При повороте ползунов вокруг общей оси обеспечено принуждение промежуточных элементов к перемещению на некоторый угол в сторону соответствующих осей цилиндров, с обеспечением, таким образом, уменьшения эффективного хода поршней устройства. Боковое движение промежуточных элементов 3022 относительно поршней обеспечено благодаря шарнирному соединению соответствующего шатуна 3024 с поршнем с одной стороны и с промежуточным элементом 3022 с другой стороны. Эффект этого движения состоит в привнесении накладывающегося на основное синусоидальное движение, обусловленное вращательным движением кривошипа 3012, вторичного синусоидального движения, обусловленного вышеуказанным боковым движением.In Fig.197 shows an embodiment of the invention, similar to that illustrated in Fig.196, therefore, similar components have the same numerical designation. In the embodiment illustrated in FIG. 179, the
На фиг.198 показан вариант осуществления предлагаемого изобретения, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.197, но с тем отличием, что ползуны 3040 установлены на отдельных осях - оси 3050 и оси 3052. Как и в варианте, проиллюстрированном на фиг.197, при вращательном движении ползунов 3040 вокруг их осей вращения 3050 и 3052 обеспечено принуждение к изменению длины хода и характера движения поршней 3014.In Fig.198 shows an embodiment of the invention, similar to that illustrated in Fig.197, but with the difference that the
На фиг.199 показана модификация предыдущего варианта, в которой промежуточные элементы 3022 выполнены с возможностью взаимодействия с унитарным ползуном 3060, который установлен на самой оси 3044 кривошипа с возможностью поворота вокруг нее. В остальном функционирование этого устройства идентично варианту, проиллюстрированному на фиг.197.On Fig shows a modification of the previous version, in which the
На фиг.200 показана еще одна разновидность устройства по предлагаемому изобретению, в которой промежуточные элементы 3022 установлены в ползунах 3062, которые установлены на осях 3064 с возможностью поворота вокруг них. Как и устройствах, проиллюстрированных на фиг.197 и 198, при повороте ползунов 3062 обеспечено принуждение к изменению характера движения и длины хода поршней.On Fig shows another variant of the device according to the invention, in which the
На фиг.201 показан вариант устройства по предлагаемому изобретению, которое имеет составной поршень 3070, включающий внешний поршень 3072 и внутренний поршень 3074. Внешний поршень 3072 эквивалентен поршню 3014 из предыдущего варианта. Внутренний поршень 3074 установлен с возможностью скольжения внутри внешнего поршня 3072 с возможностью совершения движения параллельно оси цилиндра. Имеется соединительная система 3076, выполненная с возможностью соединения внутреннего поршня 3074 с вторичным ползунным элементом 3077, который установлен во вторичном ползуне 3078. Оба ползуна, первичный и вторичный, шарнирно установлены на отдельных осях - оси 3080 и оси 3082 независимо друг от друга.On Fig shows a variant of the device according to the invention, which has a
Когда оси первичного и вторичного ползунов параллельны, внутренний поршень 3074 не имеет возможности движения относительно внешнего поршня. Когда эти оси не параллельны, обеспечена возможность движения внутреннего поршня относительно внешнего поршня при вращении кривошипа, при этом обеспечено также движение ползунных элементов вдоль соответствующих ползунов.When the axes of the primary and secondary sliders are parallel, the
Следует заметить, что промежуточный элемент 3022 шарнирно соединен с поршнем 3072 вместе с шатуном. Для обеспечения необходимых степеней свободы предусмотрен отдельный скользящий элемент 3084, который имеет шарнирное соединение с промежуточным элементом 3022.It should be noted that the
Два ползуна имеют также возможность совершения бокового движения вдоль оси 3086, благодаря чему обеспечена возможность изменения рабочего объема или степени сжатия в рассматриваемом устройстве. Два ползуна выполнены с возможностью совершения этого бокового движения независимо друг от друга. Осевые точки на фиг.201 обозначены как А, В, С и D.Two sliders also have the ability to perform lateral movement along the
На фиг.202 показан зеркальный вариант устройства, проиллюстрированного на фиг.201, в котором два ползуна выполнены без возможности поворота, но с возможностью совершения бокового движения (нет осевых точек А, В, С и D, показанных на фиг.201).On Fig shows a mirror version of the device illustrated in Fig, in which two sliders are made without the possibility of rotation, but with the possibility of lateral movement (there are no axial points A, B, C and D shown in Fig. 201).
На фиг.203 показан еще один вариант устройства по предлагаемому изобретению, в котором имеется Г-образный промежуточный элемент 3090, установленный с возможностью поворота на ползунном элементе 3092. Ползунный элемент 3092 выполнен с возможностью скольжения в ползуне 3094, который выполнен с возможностью поворота вокруг оси 3096. Ось 3096 не расположена на оси скольжения 3098.On Fig shows another variant of the device according to the invention, in which there is an L-shaped
(Описание фиг.204 следует ниже после описания фиг.209).(The description of FIG. 204 follows after the description of FIG. 209).
На фиг.205 показан вариант устройства по предлагаемому изобретению, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.201, в котором имеется соединительный механизм для клапана 3101, снабженный следящим элементом 3100, который выполнен с возможностью качения вдоль криволинейного паза 3102. Таким образом, при движении следящего элемента вдоль паза 3102 обеспечена возможность изменения положения клапана 3101. Корпус 3104 установлен с возможностью поворота вокруг оси 3106, благодаря чему обеспечена дополнительная возможность управления положением клапана.On Fig shows a variant of the device according to the invention, similar to that illustrated in Fig, in which there is a connecting mechanism for the
На фиг.207 показан вариант устройства по предлагаемому изобретению, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.203. В варианте устройства, показанном на фиг.207, паз 3110 имеет форму дуги и имеется дугообразный следящий элемент 3112, выполненный с возможностью скольжения вдоль паза 3110. Корпус 3114 установлен с возможностью поворота вокруг оси 3118, с которой он соединен через посредство эксцентрика 3116. Этим обеспечена возможность изменения бокового положения паза 3110. Радиус кривизны паза 3110 может быть любым.On Fig shows a variant of the device according to the invention, similar to that illustrated in Fig. 203. In the embodiment of the device shown in FIG. 207, the
На фиг.208 показан еще один вариант устройства по предлагаемому изобретению, который в целом сходен с тем, который проиллюстрирован на фиг.207, но имеет то отличие, что паз 3120 в корпусе 3122 не является просто дугообразным, а имеет более сложную форму с несколькими радиусами кривизны. Для приспособления к такой форме паза ползун 3124 имеет два скользящих элемента 3126, выполненных с возможностью качения. Таким образом, при движении ползуна 3124 вдоль паза 3120 обеспечено его движение вбок относительно оси цилиндра. Движение ползуна 3124 относительно промежуточных элементов 3022 обеспечено благодаря шарнирному соединению двух следящих элементов по оси 3128.On Fig shows another variant of the device according to the invention, which is generally similar to that illustrated in Fig. 207, but has the difference that the
На фиг.209 показан еще один вариант устройства по предлагаемому изобретению, в котором шатун 3130 шарнирно соединен с поршнем 3132 и промежуточным элементом 3134. Как и в других вариантах, промежуточный элемент 3134 выполнен с возможностью совершения бокового движения относительно соединительного средства 3136, которое установлено на опоре 3138 нижнего конца шатуна, относящегося к кривошипу 3140. Промежуточный элемент 3134 шарнирно соединен с ползунным элементом 3142 в точке 3143, который выполнен с возможностью скольжения в пазе 3144, выполненном в первичном корпусе 3146. Первичный корпус 3146 шарнирно соединен со вторичным корпусом 3148 в точке 3150. Вторичный корпус 3148 выполнен с возможностью совершения движения вдоль оси 3152. Эта ось 3152 может быть перпендикулярной оси цилиндра, но может быть ориентирована к ней и под другим углом, отличающимся от 90°. Как можно видеть, промежуточный элемент 3134 выполнен с возможностью совершения бокового движения, так что прямая линия 3154, являющаяся линией соединения точек 3156 и 3158, в которых шатун имеет шарнирное соединение, по отношению к оси 3159 цилиндра может быть ориентирована под углом, отличающимся от 90°.On Fig shows another variant of the device according to the invention, in which the connecting
На фиг.204 показан вариант жидкостного устройства с треугольным шатуном по предлагаемому изобретению, в котором имеется кривошип 3200, соединительное средство 3202, установленное на опоре 3204 нижнего конца шатуна, и поршни 3206, шарнирно соединенные с промежуточным элементом 3208 с помощью шатунов 3210. Промежуточный элемент 3208 расположен в раме 3212, состоящей из четырех элементов - 3214, 3215, 3216 и 3217, которые шарнирно соединены между собой в точках А, В, С и D. Рама имеет ту же высоту, что и промежуточный элемент 3208, но ширина рамы больше, чем ширина промежуточного элемента 3208, благодаря чему обеспечена возможность бокового движения промежуточного элемента 3208, а следовательно, и поршней 3206. Рама выполнена с возможностью перемещения в вертикальном направлении. При вертикальном перемещении рамы обеспечено принуждение промежуточного элемента 3208 к движению вверх и принуждению, таким образом, шатунов 3210 к повороту вверх с подтягиванием поршней по направлению к центру устройства. Таким образом, в рассматриваемом устройстве обеспечена возможность изменения степени сжатия при сохранении того же хода поршней.On Fig shows a variant of the fluid device with a triangular connecting rod according to the invention, in which there is a
На фиг.210 - фиг.217 показано жидкостное устройство 4010 с V-образным расположением цилиндров, имеющее кривошип 4012, выполненный с возможностью вращения вокруг оси 4013, и два поршня 4014, выполненных с возможностью совершения возвратно-поступательного движения внутри цилиндров 4016. Оба поршня 4014 соединены с кривошипом 4012 посредством единого ползунного механизма 4018, который установлен на опоре 4020 нижнего конца шатуна, относящейся к кривошипу 4012, с возможностью поворота. Опора 4020 нижнего конца шатуна выполнена с простиранием между щеками 4022 (показана одна из них). Ползунный механизм 4018 имеет два Т-образных в поперечном сечении выступа 4024, которые выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими пазами 4026 (можно видеть на фиг.215), выполненными в поршнях 4014. При вращении кривошипа обеспечено принуждение ползунного механизма 4018 к скольжению относительно поршней 4014 и принуждение последних к совершению возвратно-поступательного движения внутри цилиндров.Fig.210 - Fig.217 shows a
Имеются два направляющих элемента 4028, выполненных с простиранием вниз от области основания каждого поршня. Эти направляющие элементы 4028 расположены по разные стороны от ползунного механизма 4018 и паза 4026. Кроме того, каждый из этих направляющих элементов выполнен с простиранием ниже паза 4026 по направлению к оси 4013 кривошипа. Следует заметить, что, хотя в рассматриваемом варианте использовано два направляющих элемента 4028 на поршень, их количество может быть и другим, может быть использован, например, один или более двух направляющих элементов на поршень. В тех случаях, когда количество направляющих элементов два или более на поршень, не имеет значения, расположены ли они симметрично относительно оси цилиндра (она же ось поршня). Направляющие элементы могут быть расположены по одну сторону паза 4026 или же асимметрично по обе стороны.There are two
Направляющие элементы 4028 находятся во взаимодействии с соответствующим количеством направляющих 4030 (можно видеть на фиг.215), которые прикреплены к картеру или выполнены заодно с ним. В рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения каждая направляющая 4030 имеет U-образный канал, выполненный с возможностью совершения в нем возвратно-поступательного движения соответствующим направляющим элементом 4028.The guiding
Как лучше всего видно на фиг.216 и фиг.217, опора 4020 нижнего конца шатуна поддерживается двумя щеками 4022. Направляющие элементы 4028 расположены на поршне 4014 между двумя щеками 4022, если смотреть сбоку. Кроме того, как лучше всего видно на фиг.210 - фиг.213, направляющие элементы выполнены с простиранием вдоль плоскости, параллельной оси цилиндра, по направлению к оси 4013 кривошипа. Таким образом, введение в конструкцию устройства направляющих элементов не требует увеличения объема картера.As best seen in FIGS. 216 and 217, the
При вращении кривошипа 4012 обеспечено принуждение поршней 4014 к совершению возвратно-поступательного движения в цилиндрах 4016 и, как можно видеть на фиг.210 - фиг.213, принуждение направляющих элементов 4028 к совершению движения вверх и вниз с поршнями 4014 в пределах объема, ометаемого опорой 4020 нижнего конца шатуна.When the
При нахождении поршня в нижней мертвой точке (фиг.210) направляющие элементы 4028 могут быть расположены в стороне от рукава 4038 ползунного механизма 4018, но в непосредственной близости к нему, благодаря чему обеспечено расположение направляющих 4030 в максимальной близости к объему, ометаемому коленчатым валом.When the piston is at bottom dead center (Fig. 210), the
На фиг.218 показано жидкостное устройство 5010, имеющее кривошип 5012, выполненный с возможностью вращения вокруг оси 5014 и имеющий опору 5016 нижнего конца шатуна с осью 5018. На опоре 5016 нижнего конца шатуна установлено соединительное средство 5020, выполненное с возможностью поворота на опоре 5016 нижнего конца шатуна вокруг оси 5018. Соединительное средство 5020 включает прямолинейный паз 5022, выполненный с возможностью размещения в нем средства зацепления 5024. Это средство зацепления выполнено с возможностью совершения движения вдоль паза 5022 путем скольжения, путем качения на роликах или иным путем.FIG. 218 shows a
Имеется поршень 5026, который установлен на средстве зацепления 5024 или выполнен заодно с ним. Поршень 5026 расположен в цилиндре 5028 с возможностью совершения возвратно-поступательного движения вдоль оси 5030 цилиндра.There is a
Средство зацепления 5024 имеет форму треугольной петли, а соединительное средство 5020 расположено таким образом, что прямолинейный паз 5022 всегда расположен таким образом, что ось 5018 опоры нижнего конца шатуна находится между линейным пазом 5022 и поршнем 5026. Поршень 5026 выполнен с возможностью совершения движения только вдоль оси 5030 цилиндра, и при вращении кривошипа 5012 обеспечено подержание прямолинейного паза 5022 в горизонтальном положении, при этом обеспечена возможность движения соединительного средства 5020 как в вертикальном направлении (с движением поршня), так и в боковых направлениях относительно средства зацепления 5024.The engagement means 5024 is in the shape of a triangular loop, and the connecting
Благодаря такой конструкции обеспечена возможность перенесения оси кривошипа ближе к головке 5032 цилиндра, чем при другой конструкции.Thanks to this design, it is possible to move the crank axis closer to the
На фиг.219 показан вариант, сходный с тем, который проиллюстрирован на фиг.218, у которого те же составные части и та же конструкция, за исключением средства зацепления. Поэтому для аналогичных составных частей использованы одинаковые числовые обозначения.FIG. 219 shows a variant similar to that illustrated in FIG. 218, which has the same components and the same structure, with the exception of the engagement means. Therefore, for similar components, the same numerical designations are used.
В устройстве, показанном на фиг.219, средство зацепления 5040 представляет собой не замкнутую петлю, а открыто с одной стороны. Это может представлять удобство при сборке, но функционально эта конструкция идентична той, которая показана на фиг.218.In the device shown in FIG. 219, the engagement means 5040 is not a closed loop, but open on one side. This may be convenient for assembly, but functionally this design is identical to that shown in Fig.218.
На фиг.220 показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения, который в некоторых отношениях может считаться производным от варианта, проиллюстрированного на фиг.219.On Fig shows another embodiment of the invention, which in some respects can be considered derived from the variant illustrated in Fig. 219.
Устройство 5050, иллюстрируемое на фиг.220, включает кривошип 5052, выполненный с возможностью вращения вокруг оси 5054, и опору 5056 нижнего конца шатуна, имеющую ось 5058. На оси 5058 установлено с возможностью поворота соединительное средство 5060.The
Имеются два соосных цилиндра 5062, в которых расположены поршни 5064, выполненные с возможностью совершения движения вдоль общей оси 5066. Ось 5054 кривошипа находится на расстоянии от оси 5066.There are two
Оба поршня 5064 установлены на средстве зацепления 5068 или выполнены заодно с ним, это средство зацепления имеет в целом Т-образную форму и состоит из плеча 5070 и вала, выполненного с простиранием вдоль оси 5066, при этом плечо 5070 выполнено в виде ответвления от этого вала. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения плечо 5070 ориентировано под углом 90° по отношению к оси 5066, но это не является обязательным условием. Кроме того, в предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения плечо 5070 расположено между поршнями 5064 примерно посередине, но это тоже не является обязательным условием.Both
Плечо 5070 выполнено с возможностью взаимодействия с соединительным средством 5060, в предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения - посредством скользящей пары выступ - канавка (или паз) с обеспечением возможности движения соединительного средства вдоль плеча 5070. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения плечо 5070 является прямым, но это не является обязательным условием.The
Плечо 5070 выполнено с простиранием за пределы соединительного средства 5060 и на своем свободном конце имеет направляющий элемент 5072, который установлен на направляющем средстве 5074 или внутри него. Направляющее средство 5074 имеет паз 5076, который выполнен параллельно оси 5066 и предназначен для обеспечения параллельности направления движения поршней 5064 и средства зацепления 5068 оси 5066. Для стабилизации движения поршней 5064 предназначены также направляющие элементы 5078, установленные вдоль оси 5066. В рассматриваемом варианте поршни 5062 установлены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения по другую сторону от опоры 5056 нижнего конца шатуна, чем направляющее средство 5074.The
На фиг.221 в качестве еще одного варианта осуществления предлагаемого изобретения показано устройство 5080, которое основано на варианте, проиллюстрированном на фиг.218, но в отличие от него имеет два соосных поршня 5090, расположенных напротив друг друга.In Fig.221, as another embodiment of the invention, a
В этом варианте имеется общее средство зацепления 5082, которое выполнено с возможностью взаимодействия с соединительным средством. По своему действию это средство зацепления эквивалентно двум средствам зацепления устройства, проиллюстрированного на фиг.218, соединенным с помощью общего поперечного элемента 5084.In this embodiment, there is a common engagement means 5082, which is configured to interact with the connecting means. In its action, this means of engagement is equivalent to two means of engagement of the device illustrated in FIG. 218, connected by means of a common
На фиг.222 показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения - устройство 5100, у которого поршни, кривошип и схема расположения цилиндров сходны с теми, которые показаны на фиг.211. В этом варианте средство зацепления 5102 имеет зигзагообразную форму, а в остальном это устройство функционально эквивалентно тому, которое проиллюстрировано на фиг.221.FIG. 22 shows yet another embodiment of the present invention — a
На фиг.223 и фиг.224 показано устройство 6010 с треугольным шатуном и оппозитным расположением цилиндров, имеющее кривошип 6012, цилиндры 6014, расположенные по разные стороны от кривошипа 6012, и два поршня 6016, установленных на шатунном узле 6018. Шатунный узел 6018 имеет паз 6020, в котором расположен ползун 6022, выполненный с возможностью скольжения вдоль этого паза. Ползун 6022 установлен с возможностью поворота на опоре 6024 нижнего конца шатуна, относящейся к кривошипу. Во избежание нагромождения деталей показана только половина кривошипа, и на практике опора нижнего конца шатуна выполнена с простиранием через ползун 6022.223 and 224 show a
Шатунный узел включает две одинаковые детали - деталь 6026а и деталь 6026b. Каждая из этих деталей имеет занимающую центральное положение монтажную арматуру 6028, на которой установлены поршень 6016, поперечный элемент 6030 и продольный элемент 6032.The connecting rod assembly includes two identical parts -
Поперечный элемент 6030 выполнен с простиранием практически перпендикулярно осям цилиндров, а продольный элемент 6032 выполнен с простиранием практически параллельно осям цилиндров.The
Имеется канал 6034, который выполнен в поперечном элементе 6030 и в продольном элементе 6032 и в котором расположен ползун 6022. На свободном конце 6036 поперечного элемента 6030 имеются отверстия 6038, предназначенные для винтового соединения, а на свободном конце 6040 продольного элемента 6032 имеются отверстия 6042, также предназначенные для винтового соединения. Две одинаковые детали соединены со свободными концами 6036 поперечных элементов 6030, выполненных с возможностью зацепления со свободными концами 6040 продольных элементов 6032 другой детали. Отверстия 6038 и 6042 двух деталей совпадают по расположению, благодаря чему обеспечено скрепление двух деталей с помощью болтов 6044 и гаек 6046.There is a
Имеются распорные гильзы 6048, установленные в каналах для болтов 6044 и предназначенные для предотвращения перетяжки болтовых соединений и разрушения паза.There are
Как лучше всего видно на фиг.224, у продольных элементов 6032 имеются закрытые концы 6050.As best seen in FIG. 224, the
На фиг.225 и фиг.226 показано устройство, функционально идентичное устройству, проиллюстрированному на фиг.223 и 224, с тем отличием, что у обеих деталей, составляющих шатунный узел, конец 6050 не является закрытым. Вместо этого имеется канал 6034, проходящий через этот конец. Такое решение обеспечивает облегчение изготовления устройства, так как канал 6034 может быть легко обработан с помощью шлифовального круга, при этом движение шлифовального круга не будет ограничено концами продольного элемента 6032. От конца 6050 продольного элемента 6032 не требуется удержания ползуна 6022 в канале 6034.In Fig.225 and Fig.226 shows a device functionally identical to the device illustrated in Fig.223 and 224, with the difference that for both parts making up the connecting rod assembly, the
На фиг.227 и 228 показан еще один вариант шатунного узла. В этом варианте шатунный узел 6060 расщеплен вдоль оси цилиндра с образованием двух одинаковых деталей - детали 6062а и детали 6062b. Эти детали имеют U-образную форму, каждая из них состоит из центрального тела 6064 и выполненных с ответвлением от него в осевом направлении плеч 6066. Каждая из этих деталей симметрична относительно центральной линии, перпендикулярной оси цилиндра.On Fig and 228 shows another variant of the connecting rod assembly. In this embodiment, the connecting
На каждой из противоположных поверхностей двух пар плеч 6066 выполнены отверстия 6068, предназначенные для введения в них штифтов, и имеются штифты 6070, предназначенные для фиксации собранного положения обеих половин шатунного узла. Эти две половины скреплены друг с другом с помощью винтов 6074, установленных с прохождением через отверстия 6076, которые выполнены на обоих концах плеч 6066, при этом каждый винт ввинчен в противолежащее плечо. В собранном состоянии концы плеч 6066 образуют гнездо 6078, в котором установлен поршень. Благодаря наличию этого гнезда обеспечена возможность вращения поршня вокруг оси цилиндра.On each of the opposite surfaces of the two pairs of
Шатунный узел включает также соединительные элементы 6080. Эти соединительные элементы расположены внутри канала и имеют штифты 6082 с резьбой, установленные в отверстиях 6084. Соединительные элементы 6080 скреплены с двумя половинами шатунного узла с помощью гаек 6086 и предназначены для оказания сопротивления изгибанию этих двух половин шатунного узла, при котором нарушалась бы их плоскостность.The connecting rod assembly also includes connecting
На фиг.230 - фиг.233 показаны составные части, из которых собран шатунный узел.In Fig.230 - Fig.233 shows the components from which the connecting rod assembly is assembled.
На фиг.230 показан шатунный узел 6090, включающий две неодинаковые части - первую часть 6092 и вторую часть 6094. Первая часть 6092 имеет поперечное плечо 6096, монтажную арматуру 6098, предназначенную для установки поршня, и центральное плечо 6100. Концы поперечного плеча 6096 имеют отверстия 6102, предназначенные для болтов, которые выполнены с прохождением сквозь поперечное плечо 6098, а свободный конец центрального плеча 6100 имеет одно отверстие 6104.FIG. 230 shows a connecting rod assembly 6090 including two different parts — the
Вторая часть 6094 имеет поперечное плечо 6106, монтажную арматуру 6108, предназначенную для установки поршня, и два плеча 6110, выполненных с простиранием от областей, находящихся в непосредственной близости к концам поперечного плеча 6106. Плечи 6110 выполнены с простиранием от одной и той же стороны поперечного плеча 6106, и на их свободных концах имеются отверстия 6112. Поперечное плечо 6106 имеет центральное отверстие 6114, предназначенное для винтового соединения.The
В собранном состоянии центральное плечо 6100 прикреплено к поперечному плечу 6106 с помощью винта, установленного с прохождением через отверстие 6104 и ввинченного в отверстие 6114. Отверстия 6102 и 6114 могут быть как с резьбой, так и без резьбы. Для сборки требуются три винта.In the assembled state, the
Следует заметить, что такая конфигурация может быть использована только тогда, когда опора нижнего шатуна выполнена без прохождения сквозь шатунный узел.It should be noted that such a configuration can only be used when the support of the lower connecting rod is made without passing through the connecting rod assembly.
На фиг.231 показан другой вариант двухплечей детали 6094, проиллюстрированной на фиг.230. Этот вариант обеспечивает возможность соединения двух одинаковых составных частей. Составная часть 6120 имеет поперечное плечо 6122, монтажную арматуру 6124, предназначенную для установки поршня, и два плеча 6126, выполненных с простиранием от одной и той же стороны поперечного плеча 6122. В свободных концах плеч 6126 имеются отверстия 6128, предназначенные для винтового соединения, а в концах поперечного плеча 6122 имеются отверстия 6130. Две составные части 6120 могут быть собраны вместе путем совмещения соответствующих отверстий 6128 и 6130 и скрепления с помощью винтов, ввинчиваемых или вводимых через отверстия 6130. Для сборки требуются четыре винта.FIG. 231 shows another embodiment of the two-
На фиг.232 показан вариант, сходный с проиллюстрированным на фиг.231. На фиг.232 показана относящаяся к шатунному узлу составная часть 6140, состоящая из двух деталей - первой детали 6142 и второй детали 6144. Первая деталь 6142 включает поперечное плечо 6146, монтажную арматуру 6148, предназначенную для установки поршня, и одно продольное плечо 6150. Вторая деталь 6144 соответствует плечу 6150 и снабжена отверстиями 6152, предназначенными для винтового соединения, и отверстиями 6154, предназначенными для присоединения к поперечным плечам 6146. Хотя эта конструкция имеет четыре составных части, в то время как конструкция, проиллюстрированная на фиг.231, имеет только две составных части, тем не менее, для ее сборки требуется такое же количество винтов - всего четыре.On Fig shows a variant similar to that illustrated in Fig. 231. FIG. 232 shows a connecting rod assembly component 6140, consisting of two parts — a
На фиг.233 показан шатунный узел 6160, включающий две идентичные составные части 6162. Каждая из этих составных частей включает поперечное плечо 6164, монтажную арматуру 6166, предназначенную для установки поршня, и два продольных плеча - первое продольное плечо 6168 и второе продольное плечо 6170. В отличие от вариантов, проиллюстрированных на фиг.231 и фиг.232, в этом варианте продольные плечи 6168 и 6170 выполнены с простиранием от противоположных сторон поперечного плеча 6164. На свободных концах и на основаниях продольных плеч 6168 и 6170 имеются отверстия 6172 и 6174, предназначенные для винтовых соединений, благодаря которым обеспечена возможность соединения составных частей шатунного узла.FIG. 233 shows a connecting
На фиг.234 показан кривошипный механизм, имеющий главную ось 7001, включающий две щеки 7002 и 7003, выполненные с простиранием за периферию главной цапфы 7025. Щеки 7002 и 7003 выполнены с возможностью поддержания опор 7005 и 7004, каждая из которых имеет свою собственную ось. Эти оси опор 7005 и 7004 смещены по отношению друг к другу на 30°. Этот кривошипный узел использован в жидкостном устройстве, иллюстрируемом на фиг.235, у которого оси цилиндров ориентированы по отношению друг к другу под углом 75°. Как можно видеть из фиг.235, на поршне имеется поверхность сцепления в виде Т-образного бруса, а выемка выполнена на соединительном средстве, то есть применено техническое решение, обратное тому, которое применено в ранее рассмотренных вариантах.On Fig shows a crank mechanism having a
На фиг.236 показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения, представляющий собой жидкостное устройство с треугольным шатуном, в котором поршни 7008а и 7008b установлены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения под углами 90° относительно главной оси 7001, а на кривошипе имеется по меньшей мере одна опора нижнего конца шатуна, у которой (которых) имеется только одна ось 7010. Следует заметить, что поршни выполнены с возможностью совершения только возвратно-поступательного движения вдоль соответствующих направлений, обозначенных на фиг.236 буквами "А" и "В", при этом направления А и В ориентированы под углом 90° друг к другу. Поршни 7008а и 7008b соединены с опорой (опорами) 7010 нижнего конца шатуна с помощью ползунных средств зацепления 7012.FIG. 236 shows another embodiment of the present invention, which is a fluid device with a triangular connecting rod, in which the
В рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения средства зацепления 7012 центрированы на оси 7010 опоры (опор) нижнего конца шатуна. Для обоих поршней 7008а и 7008b средства зацепления 7012 расположены по одну сторону оси 7010 опоры нижнего конца шатуна.In the present embodiment of the invention, the engagement means 7012 are centered on the
На фиг.237 показан еще один вариант осуществления предлагаемого изобретения, представляющий собой двухцилиндровое жидкостное устройство с V-образным расположением цилиндров, в котором поршни 7008а и 7008b ориентированы от главной оси 7001 под углом 120° друг к другу. Направление В в этом варианте повернуто против часовой стрелки на 30° от положения 90° от направления А. Кроме того, ось 7004 опоры нижнего конца шатуна повернута против часовой стрелки на 60° от оси 7005 опоры нижнего конца шатуна. Как и в предыдущем варианте, опора 7100 нижнего конца шатуна предназначена для обеспечения движения поршня, выполненного с возможностью совершения возвратно-поступательного движения вдоль направления В, а опора 7110 нижнего конца шатуна предназначена для обеспечения движения поршня, выполненного с возможностью совершения возвратно-поступательного движения вдоль направления А.FIG. 237 shows another embodiment of the present invention, which is a two-cylinder liquid device with a V-shaped arrangement of cylinders in which the
Следует заметить, что в преимущественных вариантах осуществления предлагаемого изобретения поршни выполнены с возможностью совершения возвратно-поступательного движения с полуволновым сдвигом по фазе. В этом случае, при условии, что поршни имеют одинаковую массу, устройство будет сбалансировано идеальным образом. Очевидно также, что кривошипный диск и треугольный шатун двухцилиндрового жидкостного устройства с V-образным расположением цилиндров могут быть сбалансированы таким же образом, и что устройства с крестообразным расположением цилиндров или устройства с горизонтальным расположением цилиндров под углом 180° друг к другу могут быть сбалансированы таким же образом.It should be noted that in preferred embodiments of the invention, the pistons are configured to reciprocate with a half-wave phase shift. In this case, provided that the pistons have the same mass, the device will be perfectly balanced. It is also obvious that the crank disk and the triangular connecting rod of a two-cylinder liquid device with a V-shaped arrangement of cylinders can be balanced in the same way, and that devices with a cross-shaped arrangement of cylinders or devices with a horizontal arrangement of cylinders at an angle of 180 ° to each other can be balanced in the same way. way.
Ясно также, что при проектировании двигателей внутреннего сгорания может возникнуть желание разработать жидкостное устройство с треугольным шатуном по предлагаемому изобретению по одному из описанных здесь вариантов, но в котором желателен некоторый дисбаланс. Таким образом, предлагаемое изобретение включает также устройства, в которых сдвиг по фазе в движении поршней составляет не точно четверть волны, а отличается от сбалансированного положения, например, на 10-20% или даже 50% волны. Подобные варианты также включены в объем притязаний предлагаемого изобретения.It is also clear that when designing internal combustion engines, there may be a desire to develop a fluid device with a triangular connecting rod according to the invention according to one of the options described here, but in which some imbalance is desirable. Thus, the present invention also includes devices in which the phase shift in the movement of the pistons is not exactly a quarter wave, but differs from the balanced position, for example, 10-20% or even 50% of the wave. Similar options are also included in the scope of the claims of the invention.
Для целей данного обсуждения допустим, что имеется двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров под углом 90° друг к другу, при этом оси цилиндров направлены под углом 45° от вертикали в ту и другую сторону. Предположим, что рассматриваемый двигатель внутреннего сгорания выполнен с возможностью обеспечения вращения по часовой стрелке, то есть, когда коленчатый вал расположен вертикально, для левого поршня обеспечена возможность движения вверх, а для правого поршня обеспечена возможность движения вниз при том же самом относительном положении внутри цилиндра.For the purposes of this discussion, let us assume that there is a two-cylinder internal combustion engine with a V-shaped arrangement of cylinders at an angle of 90 ° to each other, while the axes of the cylinders are directed at an angle of 45 ° from the vertical to one side or the other. Suppose that the internal combustion engine in question is configured to provide clockwise rotation, i.e., when the crankshaft is vertically positioned, the left piston is allowed to move upward, and the right piston is allowed to move downward at the same relative position inside the cylinder.
Предполагается, что рассматриваемый двигатель внутреннего сгорания включает следующие составные части:It is assumed that the internal combustion engine in question includes the following components:
- коленчатый вал, массу которого будем считать сконцентрированной в двух точках, а именно - в противовесе и в опоре нижнего конца шатуна;- a crankshaft, the mass of which will be considered concentrated at two points, namely, in the counterweight and in the support of the lower end of the connecting rod;
- шатун, массу которого будем считать сконцентрированной в трех точках, а именно - в левом ползуне, в правом ползуне и в противовесе непосредственно под опорой нижнего конца шатуна;- a connecting rod, the mass of which will be considered concentrated at three points, namely, in the left slider, in the right slider and in the counterweight directly under the support of the lower end of the connecting rod;
- левый и правый поршни, массу каждого из которых будем считать сконцентрированной в центре соответствующего канала на некотором расстоянии над соответствующим ползуном;- the left and right pistons, the mass of each of which will be considered concentrated in the center of the corresponding channel at a certain distance above the corresponding slider;
- будем считать, что стационарные части двигателя (картер, блок и т.д.) установлены жестко и не влияют на балансировку двигателя.- we assume that the stationary engine parts (crankcase, block, etc.) are installed rigidly and do not affect the engine balancing.
Представим, что сборка рассматриваемого двигателя внутреннего сгорания производится следующим образом.Imagine that the assembly of the internal combustion engine under consideration is as follows.
Устанавливается коленчатый вал, который сам по себе сбалансирован, то есть его центр масс находится на его оси вращения. Ясно, что будучи установленным на главном подшипнике, коленчатый вал сбалансирован идеальным образом.A crankshaft is installed, which itself is balanced, that is, its center of mass is located on its axis of rotation. It is clear that when mounted on the main bearing, the crankshaft is perfectly balanced.
Теперь добавляется компонент, названный "шатуном". Так как левый и правый ползунные механизмы будут располагаться над опорой нижнего конца шатуна, шатун должен иметь свой собственный противовес, расположенный прямо под опорой нижнего конца шатуна, если мы хотим, чтобы его центр тяжести был расположен в опоре нижнего конца шатуна. Если к коленчатому валу добавить противовес, рассчитанный из общей массы шатуна, то можно добиться, чтобы центр тяжести был расположен на главной оси, и тогда собранный агрегат на этой стадии будет идеально сбалансированным.Now a component called a "connecting rod" is added. Since the left and right slide mechanisms will be located above the support of the lower end of the connecting rod, the connecting rod must have its own counterweight located directly under the support of the lower end of the connecting rod, if we want its center of gravity to be located in the support of the lower end of the connecting rod. If a counterweight calculated from the total mass of the connecting rod is added to the crankshaft, it can be achieved that the center of gravity is located on the main axis, and then the assembled unit at this stage will be perfectly balanced.
Следует заметить, что шатун всегда имеет одну и ту же ориентацию, то есть он выполнен с возможностью совершения фактически "орбитального" движения. Так как его центр масс находится на опоре нижнего конца шатуна, он не будет иметь никакой тенденции к вращению при вращении коленчатого вала. Если массу противовеса шатуна уменьшить так, что центр масс шатуна окажется выше опоры нижнего конца шатуна, то шатун будет иметь тенденцию к качанию при вращении коленчатого вала. А если будут обеспечены условия, при которых реальное качание шатуна не будет допущено, то все же сохранятся условия для описывания его центром масс круга того же радиуса, и будет обеспечена возможность его идеальной балансировки с помощью противовеса коленчатого вала.It should be noted that the connecting rod always has the same orientation, that is, it is made with the possibility of actually “orbital” movement. Since its center of mass is on the support of the lower end of the connecting rod, it will not have any tendency to rotate when the crankshaft rotates. If the mass of the connecting rod counterweight is reduced so that the center of mass of the connecting rod is higher than the support of the lower end of the connecting rod, then the connecting rod will tend to swing when the crankshaft rotates. And if the conditions are provided under which the real swing of the connecting rod will not be allowed, then the conditions for describing it by the center of mass of the circle of the same radius will be preserved, and it will be possible to balance it perfectly with the help of the counterweight of the crankshaft.
Таким образом, перед конструктором стоит альтернатива - или уменьшить нагрузку на ползунные механизмы путем балансировки шатуна, или уменьшить массу шатуна и массу противовеса коленчатого вала, уменьшив тем самым силы инерции вообще. Но недопущение вращения шатуна может быть обеспечено также другими средствами, например, такими как второй кривошипный механизм.Thus, the designer faces an alternative - either to reduce the load on the slide mechanisms by balancing the connecting rod, or to reduce the mass of the connecting rod and the mass of the counterweight of the crankshaft, thereby reducing the inertia forces in general. But preventing the rotation of the connecting rod can also be provided by other means, for example, such as a second crank mechanism.
Если теперь добавить поршни, то балансировка устройства будет нарушена. Однако, поскольку обеспечено движение поршней по простому гармоническому закону со сдвигом по фазе 90°, совместное движение поршней эквивалентно движению одной массы поршня по кругу. Поэтому для балансировки достаточно просто добавить к противовесу коленчатого вала массы, рассчитанные из массы одного поршня (с учетом отношения колена коленчатого вала к расстоянию до противовеса коленчатого вала), и рассматриваемый двигатель внутреннего сгорания в целом будет идеально сбалансирован.If pistons are added now, the balancing of the device will be impaired. However, since the movement of the pistons is ensured according to a simple harmonic law with a phase shift of 90 °, the joint movement of the pistons is equivalent to the movement of one mass of the piston in a circle. Therefore, for balancing, it is enough to simply add to the crankshaft counterweight the masses calculated from the mass of one piston (taking into account the ratio of the crankshaft bend to the distance to the crankshaft counterweight), and the considered internal combustion engine as a whole will be perfectly balanced.
Легче всего это можно визуализировать, наклонив голову влево, так что возникнет иллюзия движения левого поршня в вертикальном направлении, а правого поршня - в горизонтальном направлении. Когда левый поршень находится в своей наивысшей точке, противовес коленчатого вала находится в своей наинизшей точке. В то же самое время правый поршень находится на середине своего хода на пути вправо. Что касается горизонтального движения противовеса коленчатого вала, то этот противовес находится на середине своего хода на пути влево. Поэтому противовес коленчатого вала может быть отрегулирован таким образом, чтобы была обеспечена точная балансировка обоих поршней.This can be most easily visualized by tilting the head to the left, so that the illusion of movement of the left piston in the vertical direction, and the right piston in the horizontal direction. When the left piston is at its highest point, the counterweight of the crankshaft is at its lowest point. At the same time, the right piston is in the middle of its stroke on the way to the right. As for the horizontal movement of the counterweight of the crankshaft, this counterweight is in the middle of its course on the way to the left. Therefore, the counterweight of the crankshaft can be adjusted so that accurate balancing of both pistons is ensured.
Центр масс всех движущихся частей рассматриваемого двигателя внутреннего сгорания остается абсолютно неподвижным. Отсутствует влияние гармоник высшего порядка, как это имеет место в известных двигателях внутреннего сгорания. В известных двигателях они возникают потому, что движение поршней происходит не по простому гармоническому закону, и движение поршня, приводимого в движение известными способами, не является чисто гармоническим, и движение поршня, приводимого в движение известными способами, не является симметричным вблизи верхней и нижней мертвых точек.The center of mass of all moving parts of the considered internal combustion engine remains absolutely motionless. There is no influence of higher order harmonics, as is the case with known internal combustion engines. In known engines, they arise because the movement of the pistons is not according to a simple harmonic law, and the movement of the piston driven by known methods is not purely harmonic, and the movement of the piston driven by known methods is not symmetrical near the upper and lower dead points.
Следует также заметить, что внутренняя кинетическая энергия устройства по предлагаемому изобретению также постоянна в течение всего рабочего цикла. Если угол цилиндров составляет 90°, то общая кинетическая энергия поршней постоянна. Это значит, что у механизма отсутствует тенденция сопротивления вращению с постоянной угловой скоростью.It should also be noted that the internal kinetic energy of the device according to the invention is also constant throughout the entire working cycle. If the angle of the cylinders is 90 °, then the total kinetic energy of the pistons is constant. This means that the mechanism has no tendency to resist rotation with a constant angular velocity.
Далее излагается теория, обосновывающая балансировку двигателя внутреннего сгорания со смещенными опорами нижнего конца шатуна.The following is a theory justifying the balancing of an internal combustion engine with offset bearings of the lower end of the connecting rod.
Буквой "А" обозначен угол между каналами двух V-образно расположенных цилиндров двигателя внутреннего сгорания.The letter "A" indicates the angle between the channels of two V-shaped cylinders of the internal combustion engine.
Буквой "D" обозначен угол между прямыми, проведенными от главной оси к опорам нижнего конца шатуна.The letter "D" indicates the angle between the lines drawn from the main axis to the bearings of the lower end of the connecting rod.
Если принять, что угол D равен 2×(А-90), то оказывается, что центр тяжести двух поршней движется по кругу, и это движение может быть легко сбалансировано введением противовеса на коленчатом вале.If we assume that the angle D is 2 × (A-90), then it turns out that the center of gravity of the two pistons moves in a circle, and this movement can be easily balanced by introducing a counterweight on the crankshaft.
Если шатуны выполнены с возможностью поворота относительно поршней, то можно считать, что шатуны имеют достаточно большую длину, так что обеспечено движение поршней по простому гармоническому закону. В тех случаях, когда шатуны выполнены без возможности поворота относительно поршней или если возможность поворота ограничена очень малой величиной, движение поршней по существу будет происходить практически по простому гармоническому закону.If the connecting rods are rotatable relative to the pistons, then it can be considered that the connecting rods have a sufficiently large length, so that the movement of the pistons is ensured according to a simple harmonic law. In those cases when the connecting rods are made without the possibility of rotation relative to the pistons or if the possibility of rotation is limited by a very small value, the movement of the pistons will essentially occur according to a simple harmonic law.
Массой шатунов пренебрегаем.The mass of rods is neglected.
Углы считаются положительными при их измерении против часовой стрелки от положительного направления оси X.Angles are considered positive when measured counterclockwise from the positive direction of the X axis.
Принимаем, что первый канал ориентирован под углом 0 градусов.We accept that the first channel is oriented at an angle of 0 degrees.
Второй канал ориентирован под углом А градусов.The second channel is oriented at an angle of A degrees.
Когда опора нижнего конца шатуна, относящаяся к первому поршню, находится под углом 0 градусов (так что первый поршень находится в верхней мертвой точке), опора нижнего конца шатуна, относящаяся ко второму поршню, находится по углом D градусов.When the connecting rod lower end support relating to the first piston is at an angle of 0 degrees (so that the first piston is at top dead center), the connecting rod lower end bearing related to the second piston is at an angle of D degrees.
Рассмотрим общий случай, когда опора нижнего конца шатуна, относящаяся к первому поршню, находится под углом R градусов, а опора нижнего конца шатуна, относящаяся ко второму поршню - под углом D+R градусов.Consider the general case when the support of the lower end of the connecting rod, related to the first piston, is at an angle R degrees, and the support of the lower end of the connecting rod, related to the second piston, is at an angle D + R degrees.
Координата X первого поршня равна Cos(R) при измерении относительно его среднего положения.The X coordinate of the first piston is Cos (R) when measured relative to its middle position.
Координата Y первого поршня будет всегда равна нулю.The Y coordinate of the first piston will always be zero.
Радиус коленчатого вала для второго поршня является также единицей длины, но в общем случае проекция радиуса на ось второго канала будет равна Cos(A-D-R).The radius of the crankshaft for the second piston is also a unit of length, but in the general case, the projection of the radius on the axis of the second channel will be Cos (A-D-R).
Поскольку интерес представляет только изменение положения центра тяжести поршней, можно принять, что координаты второго поршня определяются из следующих выражений:Since interest is only a change in the position of the center of gravity of the pistons, we can assume that the coordinates of the second piston are determined from the following expressions:
X=Cos(A-D-R)×Cos(A);X = Cos (A-D-R) × Cos (A);
Y=Cos(A-D-R)×Sin(A).Y = Cos (A-D-R) × Sin (A).
А координаты центра тяжести обоих поршней определяются из следующих выражений:And the coordinates of the center of gravity of both pistons are determined from the following expressions:
X=Cos(A-D-R)×Cos(A)+Cos(R);X = Cos (A-D-R) × Cos (A) + Cos (R);
Y=Cos(A-D-R)×Sin(A)+0.Y = Cos (A-D-R) × Sin (A) +0.
Следует заметить, что и то и другое надо поделить на 2, но мы этого не сделали для упрощения вида алгебраических выражений.It should be noted that both must be divided by 2, but we did not do this to simplify the form of algebraic expressions.
Оказывается, что для любого значения А, если принять, что D=2×(A-90), центр тяжести обоих поршней движется по кругу, и это движение может быть легко сбалансировано введением противовеса, установленного на коленчатом вале.It turns out that for any value of A, if we assume that D = 2 × (A-90), the center of gravity of both pistons moves in a circle, and this movement can be easily balanced by introducing a counterweight mounted on a crankshaft.
Это можно доказать, подставив в выражение, приведенное выше, 2×A-180 вместо D, и тогда имеемThis can be proved by substituting in the expression above 2 × A-180 instead of D, and then we have
X=Cos(A-2×A+180-R)×Cos(A)+Cos(R);X = Cos (A-2 × A + 180-R) × Cos (A) + Cos (R);
Y=Cos(A-2×A+180-R)×Sin(A)+0.Y = Cos (A-2 × A + 180-R) × Sin (A) +0.
После преобразований имеем:After the transformations we have:
X=Cos(-A+180-R)×Cos(A)+Cos(R);X = Cos (-A + 180-R) × Cos (A) + Cos (R);
Y=Cos(-A+180-R)×Sin(A)+0;Y = Cos (-A + 180-R) × Sin (A) +0;
что равняетсяwhat equals
X=-Cos(A+R)×Cos(A)+Cos(R);X = -Cos (A + R) × Cos (A) + Cos (R);
Y=-Cos(A+R)×Sin(A).Y = -Cos (A + R) × Sin (A).
Раскрывая в каждом выражении Cos(A+R), имеемOpening in each expression Cos (A + R), we have
X=-Cos(A)×Cos(A)×Cos(R)+Cos(A)×Sin(A)×Sin(R)+Cos(R);X = -Cos (A) × Cos (A) × Cos (R) + Cos (A) × Sin (A) × Sin (R) + Cos (R);
Y=-Cos(A)×Cos(R)×Sin(A)+Sin(A)×Sin(R)×Sin(A).Y = -Cos (A) × Cos (R) × Sin (A) + Sin (A) × Sin (R) × Sin (A).
Упрощая, получаем:Simplifying, we get:
X=Sin(A)×(Cos(R)×Sin(A)+Sin(R)×Cos(A));X = Sin (A) × (Cos (R) × Sin (A) + Sin (R) × Cos (A));
Y=Sin(A)×(-Cos(A)×Cos(R)+Sin(A)×Sin(R))Y = Sin (A) × (-Cos (A) × Cos (R) + Sin (A) × Sin (R))
илиor
X=Sin(A)×Sin(A+R);X = Sin (A) × Sin (A + R);
Y=Sin(A)×Cos(A+R).Y = Sin (A) × Cos (A + R).
Это уравнение движения точки по окружности радиуса Sin(А).This is the equation for the motion of a point in a circle of radius Sin (A).
Таким образом, совместное движение двух поршней может быть сбалансировано введением одной массы, равной массе одного поршня, совершающей движение по окружности с радиусом, равным радиусу коленчатого вала, умноженному на Sin(А). Следует заметить, что то обстоятельство, что в действительности поршней два, компенсируется коэффициентом 2, который был опущен в приведенных выше выражениях для X и Y.Thus, the joint movement of two pistons can be balanced by introducing one mass equal to the mass of one piston moving in a circle with a radius equal to the radius of the crankshaft times Sin (A). It should be noted that the fact that there are actually two pistons is compensated by a factor of 2, which was omitted in the above expressions for X and Y.
Следует заметить, что когда А=90°, то есть, когда два V-образно расположенных цилиндра находятся под углом 90° друг к другу, D=0°, то есть, обе опоры нижнего конца шатуна не являются смещенными, а являются соосными. Таким образом, V-образная конфигурация устройства с углом между цилиндрами 90° и с одной опорой нижнего конца шатуна является просто особым случаем, когда угол D=0°.It should be noted that when A = 90 °, that is, when two V-shaped cylinders are located at an angle of 90 ° to each other, D = 0 °, that is, both bearings of the lower end of the connecting rod are not offset, but are coaxial. Thus, the V-shaped configuration of the device with an angle between the cylinders of 90 ° and with one support of the lower end of the connecting rod is just a special case when the angle D = 0 °.
На фиг.238 и 239 показаны шатунный узел 7200 и поршневой узел 7300, предназначенные для совместного использования в жидкостном устройстве (не показано), имеющем только один поршневой узел 7300, установленный на шатунном узле 7200. Шатунный узел 7200 имеет средство сцепления 7202 Т-образного сечения, предназначенное для взаимодействия путем скольжения с имеющим Т-образное поперечное сечение пазом 7304, относящимся к поршневому узлу 7300. Имеется противовес 7204, расположенный на одной стороне цапфы 7206 опоры нижнего конца шатуна и предназначенный для частичного или полного уравновешивания массы шатунного и поршневого узлов, расположенных по другую сторону цапфы 7206 опоры нижнего конца шатуна. Поршневой узел 7300 включает также головку 7302 поршня и ориентированные в продольном направлении направляющие элементы 7306, предназначенные для взаимодействия с направляющими средствами, предназначенными для ограничения движения поршневого узла 7300 только возвратно-поступательным движением вдоль определенной прямой. Следует заметить, что поршневой узел представляет собой сборный узел, состоящий из различных составных частей, скрепленных вместе с помощью винтовых соединений. Головка 7302 поршня прикреплена к центральному узлу 7310 с помощью винта 7308; направляющие элементы 7306 прикреплены к центральному узлу 7310 с помощью винтов 7312.FIGS. 238 and 239 show a connecting
Как должно быть ясно среднему специалисту соответствующего профиля, возможны различные модификации и вариации вариантов осуществления предлагаемого изобретения, рассмотренных выше, без отклонения от духа предлагаемого изобретения и без выхода за его пределы.As should be clear to the average specialist of the corresponding profile, various modifications and variations of the embodiments of the invention described above are possible without deviating from the spirit of the invention and without going beyond it.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Предлагаемое изобретение имеет промышленную применимость в отношении жидкостных машин в целом, а в частности - в отношении двигателей внутреннего сгорания и насосов.The present invention has industrial applicability in relation to liquid machines in general, and in particular in relation to internal combustion engines and pumps.
Claims (124)
Applications Claiming Priority (20)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPP9573 | 1999-04-01 | ||
| AUPP9573A AUPP957399A0 (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Improvements to reciprocating fluid devices |
| AUPQ0287A AUPQ028799A0 (en) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | Improvements to reciprocating fluid devices |
| AUPQ0287 | 1999-05-11 | ||
| AUPQ0795 | 1999-06-04 | ||
| AUPQ0895 | 1999-06-10 | ||
| AUPQ1653A AUPQ165399A0 (en) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | Improvements in fluid machines |
| AUPQ1653 | 1999-07-15 | ||
| AUPQ1654 | 1999-07-15 | ||
| AUPQ1956 | 1999-07-30 | ||
| AUPQ2150A AUPQ215099A0 (en) | 1999-08-11 | 1999-08-11 | Improvements in fluid devices |
| AUPQ2150 | 1999-08-11 | ||
| AUPQ2206 | 1999-08-13 | ||
| AUPQ2205 | 1999-08-13 | ||
| AUPQ2341 | 1999-08-19 | ||
| AUPQ2388 | 1999-08-23 | ||
| AUPQ2408 | 1999-08-24 | ||
| AUPQ2408A AUPQ240899A0 (en) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Improvements in fluid machines |
| AUPQ2809 | 1999-09-14 | ||
| AUPQ2808 | 1999-09-14 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006139664/06A Division RU2006139664A (en) | 1999-04-01 | 2006-11-09 | RETURN-LATER LIQUID MACHINE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001129632A RU2001129632A (en) | 2003-06-27 |
| RU2298105C2 true RU2298105C2 (en) | 2007-04-27 |
Family
ID=38107085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001129632/06A RU2298105C2 (en) | 1999-04-01 | 2000-04-03 | Reciprocating liquid machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2298105C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2591981C2 (en) * | 2010-12-06 | 2016-07-20 | Бэйцзин Сайносеп Энджин Текнолоджи Ко., Лтд. | Crank mechanism with round slide back-sliding part, engine unit, as well as internal combustion engine and compressor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1987661A (en) * | 1934-04-06 | 1935-01-15 | Frederick J Blauvelt | Variable connection between crank and piston |
| US3258992A (en) * | 1963-02-15 | 1966-07-05 | John L Hittell | Reciprocating piston engines |
| DE3624753A1 (en) * | 1986-07-22 | 1987-10-15 | Daimler Benz Ag | Device on a crank drive inserted in a crank case |
| WO1990006426A1 (en) * | 1988-11-29 | 1990-06-14 | Collins Motor Corporation Limited | Positive displacement fluid machines |
| RU2013566C1 (en) * | 1990-04-16 | 1994-05-30 | Эрнест Иванович Мищенко | Piston machine |
-
2000
- 2000-04-03 RU RU2001129632/06A patent/RU2298105C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1987661A (en) * | 1934-04-06 | 1935-01-15 | Frederick J Blauvelt | Variable connection between crank and piston |
| US3258992A (en) * | 1963-02-15 | 1966-07-05 | John L Hittell | Reciprocating piston engines |
| DE3624753A1 (en) * | 1986-07-22 | 1987-10-15 | Daimler Benz Ag | Device on a crank drive inserted in a crank case |
| WO1990006426A1 (en) * | 1988-11-29 | 1990-06-14 | Collins Motor Corporation Limited | Positive displacement fluid machines |
| RU2013566C1 (en) * | 1990-04-16 | 1994-05-30 | Эрнест Иванович Мищенко | Piston machine |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2591981C2 (en) * | 2010-12-06 | 2016-07-20 | Бэйцзин Сайносеп Энджин Текнолоджи Ко., Лтд. | Crank mechanism with round slide back-sliding part, engine unit, as well as internal combustion engine and compressor |
| US9593579B2 (en) | 2010-12-06 | 2017-03-14 | Beijing Sinocep Engine Technology Co., Ltd. | Crank circular sliding block mechanism and reciprocating member, cylinder block, internal combustion engine, and compressor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4759145B2 (en) | Reciprocating fluid machine | |
| US5640881A (en) | Motion converter with pinion sector/rack interface | |
| JP2017501341A (en) | Reciprocating plunger pump and its housing, crank circular slider mechanism and circular slider, bearing housing, crankshaft case top cover and plunger seat | |
| JP2018529041A (en) | Fluid machine, heat exchange device, and fluid machine operating method | |
| US20040045522A1 (en) | Internal combustion engine | |
| CA2903906C (en) | Dual axis rotor | |
| US5359908A (en) | System for reversibly transforming rotary motion into self-guided rectilinear motion | |
| US8371210B2 (en) | Reciprocating fluid machines | |
| US7793623B2 (en) | Piston cam engine | |
| RU2298105C2 (en) | Reciprocating liquid machine | |
| US20150260184A1 (en) | Segmented Positive Displacement Rotor Housing | |
| US6435145B1 (en) | Internal combustion engine with drive shaft propelled by sliding motion | |
| US10781903B2 (en) | Slider-crank mechanism for eliminating side forces | |
| US5513541A (en) | Conjugate drive mechanism | |
| GB2525213A (en) | OSP with rectilinear drive mechanism | |
| RU2141046C1 (en) | Axial internal combustion engine | |
| AU3543700A (en) | Reciprocating fluid machines | |
| ZA200108934B (en) | Reciprocating fluid machines. | |
| AU2001293493A1 (en) | Internal combustion engine | |
| AU2009202694A1 (en) | Reciprocating fluid machines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090404 |