ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02B75/32 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности и двухтактным дизельным двигателям внутреннего сгорания для автомашин и механизмов.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр со штоком, установленным с возможностью возвратно- поступательного перемещения, винт с гайкой, взаимодействующей со штоком, и редуктор.

Недостатком известной конструкции является недолговечность цилиндра и поршня, так как последний кроме возвратно-поступательного перемещения совершает еще и вращательное, а это ведет к дополнительному износу цилиндра, повышенному теплообразованию, что ведет к дополнительным затратам на охлаждение. Кроме того, конструкция известного двигателя не позволяет получить больших крутящих моментов из-за наличия фрикционных поверхностей, передающих вращение от одного элемента к другому.

Известен также двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с оппозитно расположенными цилиндрами, установленные в них поршни, жестко связанные между собой, механизм преобразования движения, выполненный в виде винта, взаимодействующего с гайкой, и редуктор.

Недостатком такого двигателя является недостаточная его эффективность.

Целью изобретения является повышение эффективности работы двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что двигатель снабжен оппозитными цилиндрами с установленными в них поршнями, винтом и гайкой, причем дополнительные цилиндры установлены параллельно основным, а штоки поршней жестко связаны с прямоугольной рамкой, на которой закреплены гайки, взаимодействующие с винтами, выполненными с резьбой противоположного направления.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 3.

Двигатель внутреннего сгорания содержит по крайней мере два оппозитно расположенных цилиндра 1 и 2, каждый из которых имеет по две оппозитно расположенные камеры сгорания соответственно 3, 4 и 5, 6. Внутри цилиндра 1 установлен шток 7 с двумя поршнями 8 и 9 на концах, причем поршень 8 перемещается в камере 4, а поршень 9 в камере 3.

В цилиндре 2 установлен шток 10 с двумя поршнями 11 и 12, при этом поршень 11 расположен в камере 5, а поршень 12 в камере 6.

Цилиндры 1 и 2 установлены параллельно друг другу.

Для удаления продуктов сгорания и продувки цилиндров в каждой камере цилиндров 1 и 2 пpедусмотрено продувное окно, через которое принудительно продувается сжатый воздух.

Конфигурация поршней в сечении подбирается таким образом, чтобы очистка от газов была наиболее полная и эффективная.

Штоки 7 и 10 с поршнями совершают возвратно-поступательное перемещение относительно цилиндров 1 и 2.

Предлагаемый двигатель имеет механизм для ограничения скорости и хода поршней в крайних точках.

Двигатель содержит также механизм преобразования движения, включающий гайку, выполненную в виде рамки 13, винты 14 и 15 и редуктор.

Сторона 16 рамки 13 жестко соединена со штоками 7 и 9, а на стороне 17, параллельной стороне 16, установлены, например две пары подшипников 18.

Между каждой парой подшипников 18 установлены параллельные между собой и цилиндрам 1 и 2 винты 14 и 15 механизма преобразования движения, причем винты имеют различную нарезку: винт 15 левую, винт 14 правую. При этом концы винтов 14 и 15 установлены в подшипниковых опорах 19 и соединены с редуктором.

Редуктор содержит две обгонные муфты 20, установленные на соответствующем винте. Обгонные муфты 20 встроены в цилиндрические шестерни 21, которые входят в зацепление с интегральными шестернями 22.

Интегральные шестерни 22 соединены между собой единым валом 23. С шестернями 22 взаимодействуют шестерни 24, также объединенные валом 25.

Редуктор имеет два выходных вала: вал 26 передает крутящий момент с интегральной шестерни 22 (тихоходный), а вал 27 с шестерни 24 (быстроходный).

Работает двигатель следующим образом.

В цилиндры 1 и 2 через форсунки 28 впрыскивается топливо и происходит его воспламенение. Образовавшиеся газы, расширяясь, заставляют перемещаться поршни 11 и 9 или поршни 8 и 12 в зависимости от того, в какие камеры сгорания цилиндров 1 и 2 впрыскивается топливо (3 и 5 или 4 и 6).

При перемещении поршней цилиндров 1 и 2 перемещается и жестко соединенная со штоками 7 и 10 рамка 13, при этом пары подшипников 18, взаимодействуя соответственно с винтами 14 и 15, заставляют последние вращаться вокруг своей оси. При этом, например винт 14 вращается в левую сторону, а винт 15 в правую, таким образом винт 14 совершает рабочий ход, а винт 15 холостой.

Винт 14, совершающий рабочий ход, через обгонную муфту 20 передает вращение на шестерню 21 редуктора, входящую в зацепление с интегральной шестерней 22. В то же время винт 15, совершающий холостой ход, из-за конструктивных особенностей обгонной муфты 20 выходит из зацепления с шестерней 21 и не создает противомомента.

При возгорании горючей смеси в других камерах сгорания цилиндров 1 и 2 поршни начинают перемещаться в противоположную сторону, теперь рабочий ход будет совершать винт 15, а винт 14 холостой.

С винта 15 через обгонную муфту 20 и шестерню 21 вращение будет передаваться на вторую интегральную шестерню 22, а так как две интегральные шестерни соединены одним валом 23, то момент вращения на этот вал поочередно сходит то с одной, то с другой интегральной шестерни.

Выдача момента вращения потребителю производится с двух вращающихся в противоположные стороны валов: быстроходного 27 через шестерни 24 и соединительный вал 25 и тихоходного 26.

Использование: область двигателестроения, в частности двухтактные двигатели внутреннего сгорания для автотранспортных машин и механизмов. Сущность изобретения: двигатель внутреннего сгорания содержит два цилиндра со штоками и поршнями, установленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения, винты, параллельные между собой и цилиндрам и вращающиеся в противоположные стороны. Штоки и винты взаимодействуют с гайкой, выполненной в виде рамки, одна сторона которой жестко соединена со штоками, другая параллельная ей, взаимодействует с обоими винтами. 5 ил.

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с оппозитными цилиндрами, установленные в них поршни, жестко связанные между собой штоком, механизм преобразования движения, выполненный в виде винта, взаимодействующего с гайкой, и редуктор, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, двигатель снабжен дополнительными оппозитными цилиндрами с установленными в них поршнями, винтом и гайкой, причем дополнительные цилиндры установлены параллельно основным, а штоки поршней жестко связаны с прямоугольной рамкой, на которой закреплены гайки, взаимодействующие с винтами, выполненными с резьбой противоположного направления.