ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК F02B75/28 F02B75/32 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению.

Известен тепловой двигатель, содержащий корпус, цилиндр, размещенные в нем соосно первый поршень со штоком, образующий с поверхностью цилиндра надпоршневую камеру переменного объема, в стенке которой выполнен впускной канал и второй поршень со штоком, образующий с поверхностью цилиндра и первым поршнем компрессорную камеру переменного объема, в стенке которой выполнен выпускной канал и связан с надпоршневой камерой при помощи перепускного канала и выходной вал с кривошипом, связанный со штоком, причем во втором поршне и штоке выполнено отверстие, ось которого совпадает с продольной осью цилиндра, в котором расположен первый поршень, а шток второго поршня соединен с шатунной шейкой кривошипа при помощи шатуна.

Недостатком прототипа являются боковые нагрузки, действующие на стенки цилиндров, и повышенная неуравновешен- ность.

Целью изобретения является снижение боковых нагрузок на стенки цилиндров и снижение неуравновешенных сил.

Это достигается тем, что тепловой двигатель содержит корпус с цилиндром, первый поршень со штоком, установленный в цилиндре с образованием надпоршневой рабочей камеры переменного объема, выпускной канал, сообщенный с надпоршневой рабочей камерой, второй поршень со штоком, установленный в цилиндре с возможностью образования своей головкой, стенками цилиндра и днищем первого поршня компрессорной камеры переменного объема, сообщенной с впускным каналом, перепускной канал, выполненный с возможностью периодического сообщения с надпоршневой камерой, коленчатый вал, установленный в корпусе, шатуны, соединяющие второй поршень с коленчатым валом, причем первый и второй поршни кинематически связаны с кривошипами, имеющими различные углы заклинки, во втором поршне и штоке выполнено отверстие, ось которого совпадает с осью цилиндра, а шток первого поршня размещен в отверстии, двигатель снабжен центральным коническим колесом, ось вращения которого совпадает с осью цилиндра, двумя соосными коническими колесами с эксцентриковыми шейками, оси вращения которых перпендикулярны оси вращения центрального колеса, коленчатый вал выполнен в виде двух отдельных кривошипов, коренные шейки которых установлены с возможностью поворота относительно эксцентриковых шеек, а мотылевые шейки установлены в отверстиях штока поршня, причем центральное коническое колесо выполнено с возможностью взаимодействия с двумя коническими колесами с передаточным отношением, равным единице, расстояние от оси вращения конических колес до оси эксцентриковой шейки равно радиусам кривошипов, коренные шейки последних связаны с шатунами второго поршня, а кривошипы установлены с возможностью вращения в противоположные стороны.

На фиг. 1 показана кинематическая схема теплового двигателя; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1.

Двигатель содержит цилиндр 1, в котором размещены первый поршень 2 и второй поршень 3. Поршень 2 имеет шток 4, который проходит внутри штока 5, соединенного с вторым поршнем 3. Шток 5 соединен с траверсой 6, которая соединена с помощью двух шатунов 7 и 8 с коренными шейками кривошипов 13 и 14, коренные шейки последних установлены с возможностью поворота относительно эксцентриковых шеек 9 и 10 двух соосных конических шеек 11 и 12. Мотылевые шейки кривошипов 13 и 14 размещены в отверстиях штока 4 первого поршня 2. Кривошипы 13 и 14 установлены на эксцентриковых шейках 9 и 10 с возможностью вращения в противоположные стороны. Расстояния от оси вращения конических колес 11 и 12 до оси эксцентриковых шеек 9 и 10 равны радиусами кривошипов 13 и 14. Конические колеса 11 и 12 связаны с центральным коническим колесом 15 и выходным валом при передаточном отношении, равном единице, для обеспечения противоположного вращения соосных эксцентриковых шеек 9 и 10, находящихся на конических колесах. В цилиндре двигателя имеется компрессорная камера 16 переменного объема, а также буферная полость 17, впускной канал с автоматически действующим всасывающим клапаном 18, перепускной канал с промежуточной емкостью 19. Выпускной канал 20, свеча 21 зажигания и форсунка подачи топлива 22 размещены в надпоршневой рабочей камере 24 переменного объема. Буферная полость 17 заполняется от источника дополнительного давления в момент наполнения и служит для обеспечения запуска двигателя и работает совместно с компрессорной камерой 16. Цилиндр 1 двигателя соединен с корпусом 23.

Двигатель работает следующим образом.

Через автоматически действующий всасывающий клапан 18 происходят всасывание свежего заряда в компрессорную камеру 16 и сжатие заряда. Сжатый заряд направляется через перепускной канал с промежуточной емкостью 19 в надпоршневую рабочую камеру 24, где происходят сгорание топлива и удаление продуктов сгорания через выпускной канал 20. Продукты сгорания воздействуют на первый поршень 2, который, перемещаясь вниз, воздействует на кривошипы 13 и 14, поворачивая последние в разные стороны совместно с коническими колесами 11 и 12. Конические колеса 11 и 12 передают крутящий момент центральному коническому колесу 15 и выходному валу. Вращение кривошипов 13 и 14 в разные стороны снижает боковые нагрузки на стенки цилиндра, за счет чего уменьшаются неуравновешенные силы.

Использование: в машиностроении, в частности в двигателестроении. Сущность изобретения: двигатель содержит корпус с цилиндром 1, в котором установлены первый 2 и второй 3 поршни, образующие с цилиндром 1 соответственно надпоршневую рабочую камеру, компрессорную камеру 16 и буферную полость 17. Шток 4 первого поршня соединен с мотылевыми шейками двух кривошипов 13 и 14, а шток 5 второго поршня 3 - с коренными шейками кривошипов 13 и 14. Последние установлены на эксцентриковых шейках 9 и 10 конических колес 11 и 12, связанных с центральным коническим колесом 15 и с выходным валом. При движении первого поршня 2 кривошипы 13 и 14 вращаются в разные стороны и через конические колеса 11 и 12 передают крутящий момент центральному коническому колесу 15 и выходному валу. 2 ил.

ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус с цилиндром, первый поршень со штоком, установленный в цилиндре с образованием надпоршневой рабочей камеры переменного объема, выпускной канал, сообщенный с надпоршневой рабочей камерой, второй поршень со штоком, установленный в цилиндре с возможностью образования своей головкой, стенками цилиндра и днищем первого поршня компрессорной камеры переменного объема, сообщенной с впускным каналом, перепускной канал, выполненный с возможностью периодического сообщения компрессорной камеры с надпоршневой камерой, коленчатый вал, установленный в корпусе, шатуны, соединяющие второй поршень с коленчатым валом, причем первый и второй поршни кинематически связаны с кривошипами, имеющими различные углы заклинки, во втором поршне и штоке выполнено отверстие, ось которого совпадает с осью цилиндра, а шток первого поршня размещен в отверстии, отличающийся тем, что двигатель снабжен центральным коническим колесом, ось вращения которого совпадает с осью цилиндра, двумя соосными коническими колесами с эксцентриковыми шейками, оси вращения которых перпендикулярны к оси вращения центрального колеса, коленчатый вал выполнен в виде двух отдельных кривошипов, коренные шейки которых установлены с возможностью поворота относительно эксцентриковых шеек, а мотылевые шнйки установлены в отверстиях штока первого поршня, причем центральное коническое колесо выполнено с возможностью взаимодействия с двумя коническими колесами с передаточным отношением, равным единице, расстояние от оси вращения конических колес до оси эксцентриковой шейки равно радиусам кривошипов, коренные шейки последних связаны с шатунами второго поршня, а кривошипы установлены с возможностью вращения в противоположные стороны.