Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Реферат

 

Двигатель предназначен для использования в двигателестроении в качестве как дизельного, так и карбюраторного двигателя внутреннего сгорания. Двигатель содержит корпус, изогнутый вал с противовесом и маховиком, наклонный вал, шарнир неравных угловых скоростей, механизм регулирования рабочего объема, цилиндры с поршнями. При этом маховик связан с наклонным валом внешним зубчатым зацеплением, а на корпусе установлены колеса, связанные с шипами крестовины шарнира неравных угловых скоростей. Изобретение обеспечивает компактность, надежность и экономичность двигателя. 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано как в качестве дизельных, так и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания.

Известен бесшатунный двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер с установленным на нем по меньшей мере одним цилиндром с системой газораспределения, поршень со штоком, размещенный в цилиндре, две кривошипные опоры с зубчатыми колесами и добавочными противовесами, установленные соосно в картере, коленчатый вал, шарнирно связанный коренными шейками с кривошипными опорами, механизм синхронизации вращения кривошипных опор, связанный с зубчатыми колесами, причем последние выполнены на щеках кривошипных опор, а штоковые шейки коленчатого вала шарнирно связаны со штоком поршня. /См. книга С.С. Баландин "Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания", М., Машиностроение, 1972/.

Недостатком данного двигателя является недолговечность работы из-за консольного размещения кривошипных опор в картере.

Известен также роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, шарнир неравных угловых скоростей, механизм регулирования рабочего объема, ротор с установленными на нем по меньшей мере двумя цилиндрами, расположенными в нем оппозитно и параллельно относительно его продольной оси, поршни, размещенные в цилиндрах и шарнирно связанные с головками шатунов, а другие головки шатунов шарнирно связаны с крестовиной, соединяющей вилку ротора и вилку наклонного вала в шарнир неравных угловых скоростей.

Недостатками роторного двигателя являются сложность герметизации рабочих камер из-за их вращения в роторе и наличия золотниковой системы газораспределения, большие механические потери, возникающие от центробежного давления поршней на стенки цилиндров при вращении ротора, неуравновешенность инерционных крутящих моментов, возникающих при неравномерном вращении наклонного вала и качательно-вращательном движении крестовины, что не позволяет форсировать двигатель по частоте вращения. /См. патент РФ N2070645, кл. F 02 В 53/00, заявлено 06.12.93, опубликовано 20.12.96/.

Данное техническое решение принято за прототип. Задача, решаемая изобретением, заключается в создании компактного, надежного и экономичного двигателя внутреннего сгорания.

Технический результат при использовании данного изобретения состоит в улучшении герметичности рабочих камер и, как следствие, повышении мощности двигателя за счет размещения цилиндров в корпусе, уменьшении механических потерь за счет движения поршней с их давлением на стенки цилиндров, возникающим только от качания шатунов относительно осей цилиндров, возможности форсирования двигателя по частоте вращения из-за уравновешивания силы инерции и инерционного крутящего момента, действующих на наклонный вал соответственно при его вращении вокруг оси изогнутого вала и неравномерном вращении относительно колена изогнутого вала и уравновешивания инерционого крутящего момента, действующего на крестовину, совершающую качательное движение.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус, шарнир неравных угловых скоростей, наклонный вал, механизм регулирования рабочего объема, по меньшей мере два цилиндра, поршни, размещенные в цилиндрах и шарнирно связанные с головками шатунов, а другие головки шатунов шарнирно связаны с крестовиной шарнира неравных угловых скоростей, в корпусе размещены цилиндры и установлен изогнутый вал с противовесом, связанный с наклонным валом, на изогнутом вале установлен маховик, связанный с наклонным валом внешним зубчатым зацеплением, а на корпусе установлены колеса, связанные с шипами крестовины.

Изображение представлено чертежами, где на фиг.1 изображен двигатель, продольный разрез, на фиг.2 дан вид А-А фиг.1, поперечный разрез.

Размещение цилиндров в корпусе позволяет конструктивно установить клапанный механизм газораспределения и, как следствие, улучшить герметичность рабочих камер и повысить мощность двигателя.

Установка в корпусе изогнутого вала, связанного с наклонным валом, позволяет обеспечить возвратно-поступательное движение поршней с их давлением на стенки цилиндров, возникающим только от качания шатунов относительно осей цилиндров, и, как следствие, уменьшить механические потери.

Выполнение изогнутого вала с противовесом позволяет уравновесить силу инерции, действующую на наклонный вал при его вращении вокруг оси изогнутого вала.

Установка на изогнутом вале маховика, связанного с наклонным валом внешним зубчатым зацеплением, позволяет уравновесить инерционный крутящий момент, действующий на наклонный вал при его неравномерном вращении относительно колена изогнутого вала.

Установка на корпусе колес, связанных с шипами крестовины, позволяет уравновесить инерционный крутящий момент, действующий на крестовину при его качательном движении.

Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1 с установленным на нем в подшипниках 2 изогнутым валом 3, на колене 4 изогнутого вала 3, с возможностью качания в его плоскости, установлена цапфа 5, которая шарнирно связана с наклонным валом 6, а на продолжении щеки изогнутого вала 3 установлен противовес 7. Маховик 8 установлен на цапфе 5 и связан с наклонным валом 6 внешним зубчатым зацеплением. Цилиндры 9 размещены в корпусе 1, поршни 10 размещены в цилиндрах 9 и шарнирно связаны с головками шатунов 11, которые в свою очередь другими головками шарнирно связаны с крестовиной 12, соединяющей вилку корпуса 1 и вилку наклонного вала 6 в шарнир неравных угловых скоростей. Колеса 13 установлены в корпусе 1 и связаны с шипами крестовины 12 с помощью внешнего зубчатого зацепления. Гидроцилиндр 14 закреплен на корпусе 1, шток поршня 15 с помощью шарового сочленения связан с изогнутым валом 3.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом: при вращении изогнутого вала 3 наклонный вал 6 совершает одновременно вращательное движение вокруг оси изогнутого вала 3 и вокруг колена 4, при этом крестовина 12 совершает качательное движение, обеспечивая возвратно-поступательное движение поршней 10, причем движение поршней 10 происходит с их давлением на стенки цилиндров 9, возникающим только от качания шатунов 11 относительно осей цилиндров 9. Противовес 7 вращается в той же плоскости, что и наклонный вал 6, и уравновешивает силу инерции, действующую на наклонный вал 6 при его вращении вокруг оси изогнутого вала 3. Маховик 8 совершает вращение в направлении, противоположном вращению наклонного вала 6, и уравновешивает инерционный крутящий момент, действующий на наклонный вал 6 при его неравномерном вращении относительно колена 4 изогнутого вала 3. Колеса 13 совершают качательное движение в направлении, противоположном направлению качания крестовины 12, что способствует уравновешиванию инерционного крутящего момента, действующего на крестовину 12. При перемещении штока поршня 15 вправо или влево наклонный вал 6 и цапфа 5 меняют свое угловое расположение относительно оси изогнутого вала 3, при котором соотвественно уменьшается или увеличивается ход поршней 10, что в свою очередь уменьшает или увеличивает рабочий объем двигателя.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, шарнир неравных угловых скоростей, наклонный вал, механизм регулирования рабочего объема, по меньшей мере два цилиндра, поршни, размещенные в цилиндрах и шарнирно связанные с головками шатунов, а другие головки шатунов шарнирно связаны с крестовиной шарнира неравных угловых скоростей, отличающийся там, что в корпусе размещены цилиндры и установлен изогнутый вал с противовесов, связанный с наклонным валом, на изогнутом валу установлен маховик, связанный с наклонным валом внешним зубчатым зацеплением, а на корпусе установлены колеса, связанные с шипами крестовины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2