ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02B57/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в насосо- и компрессоростроении.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с внутренней криволинейной поверхностью, выходной вал, ротор с цилиндром, закрепленный на выходном валу, поршни со штоками, установленные в цилиндрах, ролики, кинематически связанные со штоками поршней и установленные с возможностью взаимодействия с внутренней криволинейной поверхностью корпуса.

Известен также двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с внутренней криволинейной поверхностью, выходной вал, ротор с цилиндрами, закрепленный на выходном валу, поршни со штоками, установленные в цилиндрах, ролики, кинематически связанные со штоками поршней и установленные с возможностью взаимодействия с внутренней криволинейной поверхностью.

Недостатком таких двигателей является их ненадежная работа в четырехтактном рабочем цикле при пуске, малых оборотах и увеличении нагрузки вследствие того, что поршни выводятся из верхних мертвых точек за счет центробежных сил, а также наличие ударных нагрузок на ролики вследствие возможного постоянного контакта их с внутренней поверхностью корпуса, что снижает долговечность двигателя.

Цель изобретения повышение надежности работы двигателя в четырехтактном рабочем цикле при пуске, малых оборотах и увеличении нагрузки вследствие вывода поршней из верхних мертвых точек за счет инерции вращения ротора, повышение долговечности двигателя вследствие уменьшения ударных нагрузок на ролики за счет постоянного контакта их с внутренней поверхностью корпуса.

Поставленная цель достигается тем, что в четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с внутренней криволинейной поверхностью, выходной вал, ротор с по меньшей мере парой цилиндров, закрепленный на выходном валу, по меньшей мере пару поршней со штоками, установленных в цилиндрах, ролики кинематически связанные со штоками поршней и установленные с возможностью взаимодействия с внутренней криволинейной поверхностью, снабжен по меньшей мере, двумя кронштейнами, закрепленными на выходном валу, по меньшей мере одним двуплечим и одним одноплечим рычагами, шарнирно установленными на концах кронштейнов, элементом зубчатой передачи, причем первое плечо двуплечего рычага выполнено в виде зубчатого сектора, входящего в зацепление с элементом зубчатой передачи, последний кинематически связан с одноплечим рычагом, шток одного поршня жестко связан с вторым плечом двуплечего рычага, шток второго поршня жестко связан с одноплечим рычагом, а штоки, поршни и цилиндры выполнены дугообразными.

На фиг. 1 и 2 изображен предлагаемый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, поперечный разрез, два варианта.

Предлагаемый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания (см. фиг. 1, первый вариант) содержит корпус 1 с внутренней криволинейной поверхностью 11, выходной вал 2, ротор с по меньшей мере парой цилиндров 3 и 4, закрепленный на выходной валу 2, по меньшей мере пару поршней 5 и 6 со штоками 7 и 8, установленных в цилиндрах 3 и 4, ролики 9 и 10, кинематически связанные со штоками 7 и 8 поршней 5 и 6 и установленные с возможностью взаимодействия с внутренней криволинейной поверхностью 11.

Перед цилиндрами 3 и 4 на выходном валу 2 закреплены кронштейны 12 и 13. На кронштейны 12 шарнирно установлен одноплечий рычаг 14. На кронштейне 13 шарнирно установлен двуплечий рычаг 15. Между цилиндрами 3 и 4 на выходном валу 2 закреплена штанга 16. Первое плечо двуплечего рычага 15 выполнено в виде зубчатого сектора, входящего в зацепление с элементом зубчатой передачи, выполненного в виде двух шестерен 17 и 18 и зубчатой рейки, размещенной на штоке 7 второго поршня 5, а шестерни 17 и 18 установлены на штанге 16 с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой и зубчатым сектором. Шток 8 первого поршня 6 жестко связан с вторым плечом двуплечего рычага 15. Шток 7 второго поршня 5 жестко связан с одноплечим рычагом 14. Штоки 7 и 8, поршни 5 и 6 и цилиндры 3 и 4 выполнены дугообразными. Аналогичным образом выполнена другая пара цилиндров. Эти пары также могут аналогичным образом связаны между собой
Вариант 2 (фиг. 2).

Предлагаемый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания (см. фиг. 2, второй вариант) содержит корпус 1 с внутренней криволинейной поверхностью 11, выходной вал 2, ротор с по меньшей мере парой цилиндров 3 и 4, закрепленный на выходном валу 2, по меньшей мере пару поршней 5 и 6 со штоками 7 и 8, установленных в цилиндрах 3 и 4, ролики 9 и 10, кинематически связанные со штоками 7 и 8 поршней 5 и 6 и установленные с возможностью взаимодействия с внутренней криволинейной поверхностью 11. Перед цилиндрами 3 и 4 на выходном валу 2 закреплены кронштейны 12 и 13. На кронштейне 12 шарнирно установлен одноплечий рычаг 14. На кронштейне 13 шарнирно установлен двуплечий рычаг 15. Первое плечо двуплечего рычага 15 выполнено в виде зубчатого сектора, входящего в зацепление с элементом зубчатой передачи, выполненного в виде дополнительного зубчатого сектора 16, связанного с одноплечим рычагом 14. Дополнительный зубчатый сектор 16 расположен за пределами цилиндра 3 и жестко закреплен на штоке 7 второго поршня 5 или на рычаге 14. Штоки 7 и 8, поршни 5 и 6 и цилиндры 3 и 4 выполнены дугообразными.

Предлагаемый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При вращении выходного вала 2 и ролики 9 и 10 обкатывают внутреннюю криволинейную поверхность 11 корпуса 1. Поршни 5 и 6 совершают возвратно-поступательные движения в цилиндрах 3 и 4, образу объемы для организации рабочего процесса двигателя. Ролик 9, взаимодействуя с криволинейной поверхностью 11 (вращение по часовой стрелке), выводит поршень 5 из нижней мертвой точки и через зубчатую передачу выводится поршень 6 из верхней мертвой точки. После поворота (на 90^о в первом варианте и на 60о во втором варианте) ролик 10 взаимодействуя с криволинейной поверхностью 11 корпуса 1, выводит поршень 6 из нижней мертвой точки и через зубчатую передачу выводится поршень 5 из верхней мертвой точки. Аналогичным образом работают все пары цилиндров.

Вывод поршней из верхних мертвых точек за счет сил инерции вращения выходного вала, а не центробежных сил обеспечит надежную работу четырехтактного двигателя внутреннего сгорания при пуске, малых оборотах и при увеличении нагрузки. Постоянное взаимодействие роликов с внутренней криволинейной поверхностью корпуса уменьшит ударные нагрузки на ролики, что повысит долговечность двигателя.

Использование: двигателестроение, а также насосы и компрессоры. Сущность изобретения: четырехтактный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1 с внутренней криволинейной поверхностью 11, выходной вал 2 с кронштейнами 12 и 13 и цилиндрами 3 и 4. На кронштейне 12 шарнирно установлен одноплечий рычаг 14, а на кронштейне 13 - двуплечий рычаг 15. Поршни 5 и 6 через ролики 9 и 10 взаимодействуют с криволинейной поверхностью 11. Шток 8 первого поршня 6 жестко связан со вторым плечом двуплечего рычага 15, а шток 7 второго поршня 5 жестко связан с одноплечим рычагом 14. Первое плечо двуплечего рычага 15 выполнено в виде зубчатого сектора, входящего в зацепление с элементом зубчатой передачи, выполненным в виде шестерен 17 и 18 и зубчатой рейки, размещенной на штоке 7 второго поршня. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с внутренней криволинейной поверхностью, выходной вал, ротор с по меньшей мере парой цилиндров, закрепленных на выходном валу, по меньшей мере пару поршней с штоками, установленных в цилиндрах, ролики, кинематически связанные с штоками поршней и установленные с возможностью взаимодействия с внутренней криволинейной поверхностью, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, двигатель снабжен по меньшей мере двумя кронштейнами, закрепленными на выходном валу, по меньшей мере одним двуплечим и одним одноплечим рачагами, шарнирно установленными на концах кронштейнов, элементом зубчатой передачи, причем первое плечо двуплечего рычага выполнено в виде зубчатого сектора, входящего в зацепление с элементом зубчатой передачи, последний кинематически связан с одноплечим рычагом, шток одного поршня жестко связан с вторым плечом двуплечего рычага, шток второго поршня жестко связан с одноплечим рычагом, а штоки, поршни и цилиндры выполнены дугообразными. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что снабжен штангой, закрепленной на выходном валу между цилиндрами, причем элемент зубчатой передачи выполнен в виде двух шестерен и зубчатой рейки, размещенной на штоке второго поршня, а шестерни установлены на штанге с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой и с зубчатым сектором. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что элемент зубчатой передачи выполнен в виде дополнительного зубчатого сектора, связанного с одноплечим рычагом.