DEVICE AND METHOD FOR CONVERTING RECIPROCATING MOTION TO ROTATIONAL MOTION AND VICE VERSA

• Main Author: Pavelko Roman Oleksiiovych
• Format: Patent
• Language: English; Ukrainian
• Published: 05.01.2022

The invention relates to methods for converting reciprocating motion to rotational motion and vice versa and spinless devices for converting reciprocating motion of pistons, rods and other similar elements to rotational motion of the crankshaft and vice versa, and can be used as a power drive, e.g. in two-stroke or four-stroke engines. A device for converting reciprocating motion into rotational motion and vice versa comprises oppositely located cylinders, each containing a piston with a rod, which is made with the ability to give reciprocating motion a motion conversion tool, made with a groove, and also comprises a crankshaft connected to the flywheel, with the spindle of which two crossheads are linked, one of which is located in the groove of one motion conversion tool with the ability to move along it, and the second is located in the groove of another motion conversion tool with the ability to move along it, at the same time, the longitudinal axes of the grooves of the motion conversion tools are made at right angles to each other and are installed with an intersection with the possibility of their intersection in each working position of the motion conversion tools. In this case, the device includes a housing that is located between the cylinders and is made with oppositely located longitudinal guides, oppositely located cylinders are two coaxial cylinders located opposite each other, the motion conversion tools are sliders that are made with the possibility of reciprocating movement along the corresponding longitudinal guides of the body, the grooves of the sliders are made at an angle of 45 to the central longitudinal axes of the rods, symmetrically relative to the central longitudinal axes of the sliders and in a mirror image relative to each other, and also includes two switching means, each of which is connected to the rod and is made with the ability to move both sliders in the direction of an oppositely located cylinder, and two switching devices, each of which is made with the ability to switch the switching device from one slider to another with a given time interval. A method for converting reciprocating motion into rotational motion and vice versa, according to which by turning on the electric starter the flywheel and crankshaft are rotated, by rotating the crankshaft the first motion conversion tool is moved towards the first cylinder, compressing the working mixture in the first cylinder with simultaneous accumulation of the working mixture in the opposite location of the second cylinder, after the first means of converting motion reaches the edge position, it is moved in the direction of the opposite location of the second cylinder by the piston rod of the first cylinder, compressing the air and fuel mixture in the second cylinder while simultaneously accumulating the air and fuel mixture in the first cylinder and rotating the crankshaft. Also, during the movement of the first slider towards the first cylinder until the first slider reaches the edge position, the first slider is connected to the first switching device, compressing the air and fuel mixture in the first cylinder, and simultaneously the second slider is moved by rotating the crankshaft in the direction opposite to the movement of the first slider, then when the first slider reaches the edge position close to the first cylinder, the second slider is moved by rotating the crankshaft in the direction of movement of the first slider, after that, the first switching device is connected to the second slider by the first switching device and the second slider is moved towards the second cylinder, rotating the crankshaft and compressing the air and fuel mixture in the second cylinder, then the first slider is moved in the direction of movement of the second slider and connected with the switching device of the second cylinder, after which when the second slider reaches the edge position close to the second cylinder, the first switching device is connected with the first slider by the first switching device and the second slider is moved towards the first cylinder by rotating the crankshaft, then when the first slider reaches an edge position close to the second cylinder, the second switching device is connected with the second slider by the second switching device, then the first slider is moved towards the first cylinder and the above operations are repeated. Винахід належить до способів перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки та безшатунних пристроїв для перетворення зворотно-поступального руху поршнів, штоків та інших подібних елементів в обертовий рух колінчастого вала та навпаки, і може бути використаний як силовий привод, наприклад, у двотактних або чотиритактних двигунах. Пристрій для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, який включає протилежно розташовані циліндри, кожен з яких містить поршень, виконаний із штоком, який виконаний з можливістю надання зворотно-поступального руху засобу перетворення руху, виконаному із пазом, а також включає з'єднаний із маховиком колінчастий вал, із шийкою якого сполучені два крейцкопфи, один з яких розташований в пазу одного засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, а другий розташований в пазу іншого засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, при цьому поздовжні осі пазів засобів перетворення руху виконані під прямим кутом одна до одної та встановлені із перехрещенням із можливістю їх перетинання в кожному робочому положенні засобів перетворення руху. При цьому пристрій включає корпус, який розташований між циліндрами та виконаний із протилежно розташованими поздовжніми напрямними, протилежно розташовані циліндри є двома розташованими один навпроти одного співвісними циліндрами, засоби перетворення руху є повзунами, що виконані з можливістю зворотно-поступального руху по відповідних повздовжніх напрямних корпусу, пази повзунів виконані під кутом 454 до центральних поздовжніх осей штоків, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів і в дзеркальному відображенні відносно один одного, а також включає два перемикаючих засоби, кожний з яких сполучений із штоком та виконаний з можливістю руху обох повзунів у напрямку протилежно розташованого циліндра, та два перемикаючих пристрої, кожний з яких виконаний з можливістю перемикання перемикаючого засобу з одного повзуна на інший із заданим інтервалом часу. Спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, за яким вмиканням електростартера обертають маховик та колінчастий вал, рухають обертанням колінчастого вала перший засіб перетворення руху у бік першого циліндра, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у протилежно розташованому другому циліндрі, після досягнення першим засобом перетворення руху крайового положення його рухають у напрямку протилежно розташованого другого циліндра штоком поршня першого циліндра, стискаючи робочу суміш у другому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у першому циліндрі та обертанням колінчастого вала. Також під час руху першого повзуна у бік першого циліндра до досягнення першим повзуном крайового положення перший повзун сполучають із першим перемикаючим засобом, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі, та одночасно рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у бік, протилежний руху першого повзуна, після цього при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до першого циліндра, рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у напрямку руху першого повзуна, після чого перший перемикаючий засіб сполучають з другим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік другого циліндра, обертаючи колінчастий вал та стискаючи робочу суміш у другому циліндрі, після чого рухають перший повзун у напрямку руху другого повзуна та сполучають його із перемикаючим засобом другого циліндра, після чого при досягненні другим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають перший перемикаючий засіб із першим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік першого циліндра обертанням колінчастого вала, після чого при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають другий перемикаючий засіб із другим повзуном другим перемикаючим пристроєм, після чого рухають перший повзун у бік першого циліндра та повторюють вказані вище операції.