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

Известны двигатели внутреннего сгорания, включающие поршни, установленные в цилиндрах, передающие выходному валу посредством кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательные движения в круговое вала (см. , например, "Автомобиль ГАЗ-69, ГАЗ-69 А, г. Горький, 1960, рис. 5,6).

Таким двигателям присущи определенные недостатки: коленчатый вал является сложной и дорогой деталью значительной длины, многоопорного опирания, сложной является конструкция поршня, требует применения масляного насоса, остаются боковые силы, передающие с поршня на цилиндр.

Наиболее близким прототипом к предлагаемому двигателю является двигатель внутреннего сгорания, описанный в патент США N 2263647, содержащий цилиндр, поршень, кривошипно-шатунный механизм, выполненный в виде парных шатунов, кинематически присоединенных к поршню, а другими концами - к кривошипам, жестко соединенным с зубчатыми шестернями, входящими в зацепление с шестернями, жестко закрепленными на валу отбора мощности.

Такое выполнение двигателя требует усложнения конструкции картера, увеличение металлоемкости, не устраняет боковых сил с поршня на цилиндр, не упрощает конструкции поршня, требует применения масляного насоса.

Целью изобретения является устранение действия боковых сил с поршня на цилиндр, упрощение конструкции за счет исключения из конструкции коленчатого вала, масляного насоса, упрощение конструкции поршня, снижение металлоемкости, облегчение выполнения ремонтных работ.

Цель достигается тем, что кривошипно-шатунный механизм выполнен в виде двух кривошипных втулок, на которые жестко запрессованы шестерни, конец внешней кривошипной втулки запрессован во внутреннюю обойму подшипника, а внешняя - в опору, конец внутренней кривошипной втулки запрессован в просвет внешней и обе они стянуты шпилькой, на кривошипных головках с обеих сторон кинематически размещены нижние отделы шатунов, снабженных подшипниками, и жестко закрепленные на них гайками, а верхние отделы соединены с помощью пальца, запрессованного в стенки поршня, причем в средней части его жестко закреплены под прямым углом два направляющих полых стержня, которые размещены в сквозных каналах опоры подшипника, причем шестерни, размещенные на кривошипных втулках, кинематически соединены с шестернями, жестко закрепленными на вале отбора мощности, проходящего через опору подшипника.

На фиг. 1, 2 представлена принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания.

Предлагаемый двигатель состоит из цилиндра 1, в котором размещен поршень 2. В поршне 2 жестко крепится палец 3, который кинематически соединяется с верхними концами шатунов 4, 5, а нижние концы их снабжены подшипниками 6, 7 и кинематически соединяются с кривошипными втулками 8, 9, жестко запрессованными в подшипник 10, и они на кривошипных головках жестко закреплены гайками 11, 12. На кривошипные втулки жестко запрессованы зубчатые шестерни 13, 14, которые кинематически соединяются с зубчатыми шестернями 15, 16, жестко закрепленными на вале нагрузки 17. Кривошипные втулки жестко стянуты шпилькой с гайкой 18. Подшипник 10 жестко запрессован в опору 19. На пальце 3 в средней части установлены жестко закрепленные направляющие полые стержни 20, 21, которые размещаются в сквозных каналах опоры 19. Опора 19 располагается в направляющих пазах корпуса (на чертеже не показано). Нижние отделы каналов 22, 23 снабжены всасывающими клапанами 24, 25, а нижние концы направляющих полых стержней 20, 21 - выпускными клапанами 26, 27. Верхние концы направляющих 20, 21 снабжены выпускными каналами 28 для масла. В опоре 19 установлена бронзовая втулка 29, через которую проходит вал нагрузки 17, а на выходе из картера-подшипниками 30, 31. Нижний отдел двигателя закрыт съемным поддоном 32. Опора 19 крепится к стенкам корпуса двигателя с помощью болтов 33, 34. Для поджигания горючей смеси установлена свеча 35.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

После вспышки горючей смеси (фиг. 1,2) поршень 2, двигаясь вниз, давит на шатуны 4, 5, кривошипные втулки 8, 9 и начинает вращать зубчатые шестерни 13, 14 против часовой стрелки, а зубчатые шестерни 15, 16 начинают вращаться по часовой стрелке, вместе с ними вращается и вал 17 отбора мощности, перемещаясь на 180^о. Далее маховик (на чертеже он не показан) продолжает перемещать поршень 2 в верхнее положение. Затем цикл вновь повторяется. Одновременно с поршнем 2 по каналам 22, 23 начинают перемещаться направляющие полые стержни 20, 21, которые воспринимают боковые силы с поршня на цилиндр. При движении вниз через клапаны 26, 27 в полые стержни 20, 21 впускается масло, которое через каналы 28 выбрасывается на стенки цилиндра. При движении вверх в сквозные каналы через клапаны 24, 25 из поддона всасывается масло. Для снижения сил, действующих на отлом кривошипных головок втулок, гайками 11, 12 регулируют степень прижима их к стенке корпуса.

Такое выполнение двигателя имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом. Устраняются боковые силы с поршня на цилиндр, улучшаются условия работы кривошипно-шатунного механизма, уменьшается металлоемкость, упрощается конструкция поршней, уменьшается высота цилиндров благодаря кинематической связи опоры с корпусом двигателя. После снятия поддона и удаления болтов, крепящих опору к корпусу, весь механизм двигателя извлекается из двигателя и после необходимого ремонта он вновь помещается на старое место, чем значительно повышается качество ремонтных работ.

Использование: изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания поршневого типа. Сущность изобретения: кривошипно-шатунный механизм выполнен в виде двух кривошипных втулок, на которые жестко запрессованы зубчатые шестерни, конец внешней кривошипной втулки запрессован во внутреннюю обойму подшипника, а внешняя - в опору, конец внутренней кривошипной втулки запрессован в просвет внешней и обе они стянуты шпилькой, на кривошипных головках с обеих сторон кинематически размещены отделы шатунов, снабженных подшипниками, жестко закрепленными на них гайками, а верхние отделы соединены с помощью пальца, запрессованного в стенки поршня, причем в средней его части жестко закреплены под прямым углом два направляющих полых стержня, которые размещены в сквозных каналах опоры подшипника, причем зубчатые шестерни, размещенные на кривошипных втулках, кинематически соединены с шестернями, жестко закрепленными на вале отбора мощности проходящего через опору подшипника. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с цилиндром, поршень, поршневой палец, связанные с ним два шатуна, кривошипные головки которых посредством осей связаны с двумя кривошипными шестернями, а последние связаны с соответствующими шестернями, закрепленными на выходном валу, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, двигатель снабжен закрепленной в корпусе опорой с подшипником, выполненной с двумя каналами, оси которых параллельны оси цилиндра, и отверстием, в котором установлен выходной вал, во внутренней обойме подшипника закреплены оси, выполненные в виде кривошипных втулок, на которые напрессованы кривошипные шестерни, причем кривошипные втулки жестко связаны между собой при помощи шпильки с гайками, поршневой палец выполнен с двумя направляющими полыми стержнями, которые установлены в каналы опоры. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе выполнены пазы, в которых установлена опора, жестко закрепленная при помощи болтов. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в нижней части каналов в опоре установлены всасывающие клапаны, направляющие стержни в нижней части снабжены выпускными клапанами, а в верхней части выполнены выбрасывающие каналы. 4. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в отверстии опоры установлена втулка, а опоры вала в корпусе снабжены подшипниками.