ДВУХХОДОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02B75/28 F02B75/32 

Изобретение относится к конструкциям двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в автомобильной, авиационной и других промышленностях.

Известен двуходовой двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров (два рабочих и один компрессионный), расположенных на одной оси, блок поршней (два рабочих и один компрессионный), расположенных на одном валу, имеющем впускные выточки; впускные и выпускные окна и свечи - прототип.

Основным недостатком известного двигателя является малая его эффективность в результате отсутствия преобразования возвратно-поступательного движения блока поршней во вращательное, что затрудняет его использование для непосредственного вращения вала.

Целью изобретения является повышение эффективности двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что блок поршней снабжен штоками с концевыми роликами, а двигатель - обоймой, входящей в контакт с роликами, ось которой имеет эксцентриситет e относительно поперечной оси блока цилиндров, равный рабочему ходу сжатия поршня. Обойма выполнена в виде корзины, охватывающей блок поршней открытым концом с радиусом кривизны контактной поверхности R = L/2 - ecos α, а закрытым концом переходящей в вал отбора мощности, имеющий с внутренней стороны центрирующее глухое отверстие, где L - общая длина блока поршней по концевым роликам, α - текущий угол поворота корзины.

Наличие штоков с концевыми роликами и обоймы, выполненной в виде корзины, охватывающей блок поршней открытым концом, выполненным с радиусом кривизны R = L/2 - 2cos α , а закрытым концом переходящей в вал отбора мощности с глухим центрирующим отверстием отвечает критерию "новизны".

В то же время совокупность вышеперечисленных признаков позволяет достичь поставленную цель - преобразовать возвратно-поступательное движение блока поршней во вращательное на валу отбора мощности. Это дает основание утверждать об удовлетворении критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен двигатель, продольно-вертикальный разрез; на фиг. 2 - вид на обойму по стрелке А на фиг. 1.

Двигатель включает в себя корпус 1, имеющий два рабочих цилиндра 2 и один компрессионный цилиндр 3, впускные окна 4 и выхлопные окна 5, свечи зажигания 6. Рабочие цилиндры 2 соединены с компрессионным цилиндром 3 цилиндрическими каналами 7. Вовнутрь цилиндров входит блок поршней, включающий в себя два рабочих поршня 8 и один компрессионный поршень 9, расположенные на одной оси, имеющей проточки 10 для прохода рабочей смеси. Блок поршней снабжен штоками 11 с концевыми роликами 12, а поршни - компрессионными кольцами 13. Двигатель снабжен обоймой 14, охватывающей блок поршней и имеющей вал отбора мощности 15, в котором выполнено центрирующее глухое отверстие 16, в которое входит ось 17, кожухом 18 и крышкой 19. Внутреннее пространство между кожухом 18 и обоймой 14 образует картер 20.

Двигатель работает следующим образом.

За вал отбора мощности 15 обойма 14 приводится во вращение. При этом приходит в возвратно-поступательное движение блок поршней за счет давления стенки обоймы 14 на ролики 12, соединенные со штоками 11 и поршнями 8 и 9. Компрессионный поршень 9, перемещаясь в крайнее левое положение, втягивает рабочую смесь через впускное окно 3. При движении компрессионного поршня 9 в правое положение происходит нагнетание рабочей смеси в правый рабочий цилиндр 2 через проточку 10 с одновременным выдуванием отработанной смеси через выхлопное окно 5. При движении рабочего поршня 8 влево происходит запирание смеси и ее сжатие. Когда рабочий поршень 8 перейдет в крайнее левое положение, на свечу 6 подается искра и рабочая смесь воспламеняется. Рабочий поршень под действием расширяющейся рабочей смеси перемещается вправо. Ролик 12 давит на эксцентрично расположенную стенку обоймы 14, поворачивая ее на 180^о. Одновременно происходит нагнетание рабочей смеси в левый цилиндр, ее сжатие и после подачи искры на свечу 6, воспламенение и рабочий цикл повторяется. За один полный оборот обоймы осуществляется два рабочих хода. Отработанные газы выдуваются в выхлопные окна 5. Профиль внутренней стенки обоймы, контактирующий с роликами, выполнен с радиусом кривизны R = L/2 - -ecos α, что обеспечивает непрерывный контакт роликов с внутренней стороной обоймы. Смазка трущихся частей осуществляется заливкой ее в картер 20.

Таким образом, предлагаемый двуходовой двигатель внутреннего сгорания позволяет преобразовать возвратно-поступательное движение блока поршней во вращательное движений обоймы и вала отбора мощности.

Предлагаемый двигатель прост в изготовлении, имеет минимальное количество деталей и может найти широкое применение в автомобильной, авиационной и других отраслях промышленности. (56) Журнал Изобретатель и рационализатор N 5, 1990 г. , с. 44.

Использование: в конструкциях двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в автомобильной, авиационной и других видах промышленности. Сущность изобретения: блок поршней снабжен штоками 11 с концевыми роликами 12, а двигатель - обоймой 14, выполненной в виде корзины, охватывающей блок поршней открытым концом и имеющей вал отбора мощности 15. Профиль внутренней стенки обоймы 14, контактирующей с роликами 12, выполнен с таким радиусом кривизны, что обеспечивается непрерывный контакт роликов с обоймой при возвратно-поступательном движении штоков поршней. При рабочем ходе каждого из поршней 8 каждый шток 11 своим роликом 12 давит на эксцентрично расположенную стенку обоймы 14, заставляя обойму поворачиваться на 180 град. За два хода осуществляется полный оборот обоймы и вала отбора мощности. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ДВУХХОДОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий блок соосных цилиндров, два из которых рабочие и один компрессионный, установленные в них рабочие и компрессионный поршни, жестко связанные между собой при помощи штока с впускными выточками, впускные и выпускные окна, свечи, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, периферийные части рабочих поршней выполнены с дополнительными штоками с концевыми роликами, а двигатель снабжен обоймой, внутренней поверхностью контактирующей с роликами, причем обойма установлена с эксцентриситетом относительно поперечной оси блока цилиндров равным ходу поршней. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что обойма выполнена в виде охватывающей блок цилиндров корзины, к закрытому концу которой жестко прикреплен выходной вал, а с внутренней стороны выполнено центрирующее глухое отверстие, причем радиус R кривизны поверхности корзины, контактирующей с роликами, определяется выражением
R= L / 2-e cosα ,
где L - общая длина поршней по концевым роликам;
e - эксцентриситет;
α - текущий угол поворота корзины. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что блок цилиндров снабжен центрирующей осью, совпадающей с поперечной осью симметрии блока.