ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02B75/04 F02D15/04 

Изобретение относится к двигателестроению и касается конструкции двухтактного двигателя внутреннего сгорания, который может быть использован в транспортной технике, в частности, в сверхлегких летательных аппаратах.

Известен двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, содержащий маховик, снабженный эксцентричным корпусом, в котором установлены два зубчатых венца большего и меньшего диаметров, и торсионом, расположенным внутри кривошипного вала. Торсион и кривошипный вал с одного конца жестко соединены между собой при помощи шлицевого соединения, а с другого конца через шестерни торсиона и кривошипного вала соединены с венцом корпуса маховика. При увеличении нагрузки во время работы двигателя торсион скручивается, при этом маховик поворачивается в корпусе, в котором он установлен эксцентрично, благодаря чему степень сжатия двигателя уменьшается [1]
Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндро-поршневую группу, поршень которой с помощью кривошипно-шатунного механизма шарнирно соединен с коленвалом, в щеках которого выполнены выемки, расположенные симметрично относительно плоскости, проходящей через оси коленвала и пальца кривошипа. На шейке коленвала размещена шестерня, жестко связанная с эксцентриковой втулкой. В выемке щеки размещены вал-шестерня и сопряженные с ней зубчатые рейки, подпружиненные в продольном направлении. По мере увеличения скорости вращения коленвала грузы зубчатых реек под действием центробежных сил расходятся, приводя во вращение вал-шестерню, которая проворачивает эксцентриковую втулку [2]
Однако известный двухтактный ДВС, имеет малый диапазон изменения степени сжатия, лимитируемый величиной эксцентриситета втулки на пальце кривошипа, что не позволяет повысить его мощность. В конструктивном отношении известный двигатель очень сложен, так как в ограниченном объеме щек коленвала требуется разместить реечное и зубчатое зацепление, имеющие малый модуль, работающие при постоянно действующей высокой температуре, что сказывается на надежности и ресурсе двигателя. Кроме того, условия работы подшипника нижней головки шатуна достаточно тяжелые, так как смазка его затруднена, что также скажется на ресурсе работы двигателя.

Целью изобретения является повышение мощности двигателя и увеличение ресурса его работы. Эта цель достигается тем, что двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндропоршневую группу, поршень которой с помощью кривошипно-шатунного механизма шарнирно соединен с коленвалом, в щеках которого выполнены выемки, расположенные симметрично относительно плоскости, проходящей через оси коленвала и пальца кривошипа, дополнительно снабжен фальш-щеками, выполненными в виде крышек с отверстиями под палец кривошипа, жестко закрепленных на обращенных к шатуну торцах щек и охватывающих их по наружному диаметру, выемки на щеках выполнены глухими со стороны шеек коленвала, а контуры отверстий под пальцы кривошипов в каждой из фальш-щек пересекаются с контурами выемок в сопряженных щеках коленвала, образуя сквозные щели, сообщающие глухие полости в щеках коленвала с кривошипной камерой.

При этом фальш-щеки выполнены из материала с высокой теплопроводностью и более легкого, чем материал коленвала, в частности, из алюминиевого сплава.

На фиг.1 представлена кривошипная камера в разрезе; на фиг.2 вид на щеку коленвала со стороны кривошипа; на фиг.3 сечение А-А на фиг.2 щеки коленвала.

Двигатель содержит корпус картера 1, шатун 2, коленвал 3, в щеках 4 которого жестко закреплен палец кривошипа 5, фальш-щеки 6, выполненные в виде крышек с отверстиями под палец кривошипа, жестко закрепленных на обращенных к шатуну 2 торцах щек коленвала 3 выполнены глухие радиусные выемки 7, причем глухой торец расположен со стороны щеки коленвала. Таким образом, при сопряжении фальш-щек со щеками коленвала образуются глухие полости 8, симметрично расположенные относительно плоскости, в которой лежат оси коленвала и пальца кривошипа. Поскольку кольцо отверстия под палец кривошипа в фальш-щеке пересекается с контуром выемки в щеке коленвала, что в месте их пересечения образуется сквозная щель 9, благодаря которой глухая полость в каждой из щек сообщается с полостью кривошипной камеры.

Накладные фальш-щеки, уменьшая объем кривошипной камеры, увеличивают степень сжатия топливовоздушной смеси, поскольку увеличивается коэффициент наполнения цилиндра рабочей смесью, что в итоге приводит к увеличению мощности двигателя.

Предлагаемый двигатель работает следующим образом.

При рабочем ходе головка поршня открывает продувочные окна в цилиндре и топливовоздушаня смесь устремляется через продувочные каналы в рабочую полость цилиндра. С ростом давления в кривошипной камере часть потока топливовоздушной смеси через щели 9 попадает в глухие полости 8 щек 4 коленвала 3. При движении поршня к в.м.т. давление в кривошипной камере падает, что вызывает обратное движение топливовоздушной смеси из полостей 7 в кривошипную камеру. При этом происходит интенсивный обдув нижней головки шатуна с подшипником, способствуя улучшению теплоотвода и смазке подшипника и тем самым увеличению ресурса двигателя.

Выполнение фальш-щек из алюминиевого сплава так же способствует интенсификации теплоотвода и, кроме того, при существенном уменьшении объема камеры кривошипа, вес вращающихся частей увеличивается в меньшей степени, чем в случае изготовления их из материала коленвала.

Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения достигается за счет повышения коэффициента наполнения топливовоздушной смесью полости цилиндра, что повышает мощность двигателя за счет постоянного отвода тепла и подачи смазки в подшипник шатуна, что увеличивает ресурс двигателя за счет упрощения конструктивного выполнения узла уменьшения объема кривошипной камеры.

Изобретение относится к двигателестроению. Сущность изобретения: повышение мощности и ресурса работы двигателя достигается за счет повышения коэффициента наполнения топливовоздушной смесью полости цилиндра путем использования фальш-щек 6, выполненных в виде крышек, жестко закрепленных на обращенных к шатуну 2 торцах щек 4 коленвала 3 и охватывающих их по наружному диаметру, что значительно уменьшает объем кривошипной камеры и увеличивает степень сжатия топливовоздушной смеси. В фальш-щеках 6 выполнены отверстия под палец кривошипа, а в щеках 4 коленвала 3 выполнены глухие выемки, которые образуют с фальш-щеками полости, причем контур отверстия под палец 5 кривошипа в каждой из фальш-щек пересекается с контуром выемки, образуя сквозную щель, благодаря чему глухая полость каждой из щек сообщается с полостью кривошипной камеры, при этом происходит интенсивный обдув нижней головки шатуна с подшипником, способствует улучшению теплоотвода и смазке подшипника и тем самым увеличению ресурса двигателя. Выполнение фальш-щек из алюминиевого сплава не увеличивает веса двигателя. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий цилиндропоршневую группу, поршень который с помощью кривошипно-шатунного механизма щарнирно соединен с коленвалом, в щеках которого выполнены выемки, расположенные симметрично относительно плоскости оси коленвала и пальцы кривошипа, отличающийся тем, что он снабжен фальш-щеками, выполненными в виде крышек с отверстием под палец кривошипа, жестко закрепленных на обращенных к шатуну торцах щек и схватывающих по наружному диаметру, выемки на щеках выполнены глухими со стороны шеек коленвала, а контуры отверстий под пальцы кривошипов в каждой из фальш-щек пересекаются с контурами выемок в сопряженных щеках коленвала, образуя сквозные щели, сообщающие глухие полости в щеках коленвала с кривошипной камерой. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что фальш-щеки выполнены из материала, более легкого, чем материал коленвала, в частности из алюминиевого сплава.