ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02B33/02 F02B25/14 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с кривошипно-камерной продувкой как двухтактным, так и четырехтактным.

Известен двигатель внутреннего сгорания с кривошипно-камерной продувкой, содержащий картер, цилиндр с размещенным в нем поршнем, коленчатый вал со щеками и расположенными на них противовесами, установленный в картере и связанный с поршнем при помощи шатуна, и перепускные каналы с входными и выходными отверстиями, соединяющие картерную и надпоршневую полости при положении поршня в районе нижней мертвой точки (НМТ).

Недостатками прототипа являются малая эффективность из-за небольшой степени сжатия в картерной полости и большая длина шатуна, приводящая к увеличению высоты двигателя.

Целью изобретения является повышение эффективности и уменьшение габаритов.

Цель достигается тем, что в предлагаемом двигателе на кромке каждого противовеса в плоскости его вращения со стороны входного отверстия выполнена тороидальная проточка, причем образующая тороидальной поверхности проточки в плоскости, проходящей через ось вращения противовеса, выполнена в виде дуги и ограничена боковой цилиндрической поверхностью противовеса с одной стороны и торцовой его плоскостью с другой, а точка пересечения дуги с торцовой плотностью удалена от оси вращения противовеса на расстояние, не меньшее минимального расстояния от кромки входного отверстия до оси вращения противовеса.

Цель достигается тем, что центр тороида, образующего поверхность проточки, может быть смещен от оси вращения противовеса в сторону, противоположную последнему, или совпадает с осью вращения противовеса, а проточка дополнительно ограничена радиальными поверхностями, проходящими через ось вращения противовеса.

На фиг.1 представлен описываемый двигатель; на фиг.2 - вариант выполнения проточки по п.2 формулы изобретения, вид на щеку коленчатого вала; на фиг.3 - вариант выполнения проточки по п.3 формулы.

Двигатель содержит картер 1, цилиндр 2 с размещенным в нем поршнем 3, надпоршневую 4 и картерную 5 полости, коленчатый вал 6 со щеками 7 и расположенными на них противовесами 8, установленный в картере 1 и связанный с поршнем 3 при помощи шатуна 9. Картерная 5 и надпоршневая 4 полости сообщены между собой при положении поршня 3 в НМТ с помощью перепускных каналов 10 с входными отверстиями 11, расположенными в картерной полости 5. На кромке каждого противовеса 8 в плоскости его вращения со стороны входного отверстия 11 выполнена тороидальная проточка 12, причем образующая тороидальной поверхности проточки 12 в плоскости, проходящей через ось вращения противовеса 8, выполнена в виде дуги 13 и ограничена боковой цилиндрической поверхностью 14 противовеса 8 с одной стороны и торцовой его плоскостью 15 с другой, а точка пересечения дуги 13 с торцовой плоскостью 15 удалена от оси вращения противовеса 8 на расстояние, не меньшее минимального расстояния от кромки входного отверстия 11 до оси вращения противовеса 8.

Центр тороида, образующего поверхность проточки 12, может быть смещен от оси вращения противовеса 8 в сторону, противоположную противовесу 8, или в варианте выполнения проточки 12 центр тороида совпадает с осью вращения противовеса 8, а проточка 12 дополнительно ограничена радиальными поверхностями 16, проходящими через ось вращения противовеса 8.

Описываемый двигатель работает следующим образом.

При движении поршня к верхней мертвой точке (ВМТ) в картерную полость 5 поступает свежий заряд, а в надпоршневой полости 4 происходит сжатие рабочего заряда, который в районе ВМТ воспламеняется. При рабочем ходе поршня 3 и движении его в НМТ горящие газы расширяются в цилиндре 2 и в районе НМТ начинается выпуск продуктов сгорания из надпоршневой полости 4. В картерной полости 5 при этом происходит сжатие свежего заряда и в районе НМТ начинается его перепуск через входные отверстия 11 перепускных каналов 10 в надпоршневую полость 4.

Часть перепускного канала 10 при положении поршня 3 в районе НМТ формируется дополнительно поверхностью проточки 12, кромка которой на торцовой плоскости 15 совпадает по высоте с нижней кромкой выходного отверстия 11.

Наличие проточки 12 позволяет уменьшить длину шатуна 9, приблизив при этом поршень 3 и входные отверстия 11 с перепускными каналами 10 к оси коленчатого вала 6. При этом величина уменьшения объема картерной полости 5 за счет перемещения поршня 3 больше величины объема проточек 12, что приводит к увеличению степени сжатия в картерной полости 5. Кроме того, щеки 7 перекрывают входные отверстия 11 при движении поршня 3 к ВМТ после продувки, за счет чего увеличивается разрежение в картерной полости 5, а значит, и ее наполнение.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность работы двигателя за счет повышения степени сжатия в картерной полости и улучшения продувки при одновременном снижении высоты двигателя.

Сущность изобретения: в двигателе с кривошипно-камерной продувкой, содержащем коленчатый вал 6 со щеками 7 и расположенными на них противовесами, на кромке каждого противовеса в плоскости его вращения со стороны входного отверстия 11 выполнена тороидальная проточка 12, причем образующая тороидальной поверхности проточки 12 в плоскости, проходящей через ось вращения противовеса, выполнена в виде дуги 13 и ограничена боковой поверхностью 14 противовеса с одной стороны и торцовой плоскостью 15 с другой, а точка пересечения дуги 13 с торцовой плоскостью 15 удалена от оси вращения противовеса на расстояние, не меньшее минимального расстояния от кромки входного отверстия 11 до оси вращения противовеса. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий картер, цилиндр с размещенным в нем с образованием надпоршневой и картерной полостей поршнем и коленчатый вал со щеками и расположенными на них противовесами, установленный в картере и связанный с поршнем при помощи шатуна, причем картерная и надпоршневая полости сообщены между собой при положении поршня в районе нижней мертвой точки с помощью перепускных каналов с входными отверстиями, расположенными в картерной полости, отличающийся тем, что на кромке каждого противовеса в плоскости его вращения со стороны входного отверстия выполнена тороидальная проточка, причем образующая тороидальной поверхности проточки в плоскости, проходящей через ось вращения противовеса, выполнена в виде дуги и ограничена боковой цилиндрической поверхностью противовеса с одной стороны и его торцевой плоскостью - с другой, а точка пересечения дуги с торцевой плоскостью удалена от оси вращения противовеса на расстояние, не меньшее минимального расстояния от кромки входного отверстия до оси вращения противовеса. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что центр тороида, образующего поверхность проточки, смещен от оси вращения противовеса в сторону, противоположную последнему. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что центр тороида, образующего поверхность проточки, совпадает с осью вращения противовеса, а проточка дополнительно ограничена радиальными поверхностями, проходящими через ось вращения противовеса.