ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ПРОТИВОПОЛОЖНО ДВИЖУЩИМИСЯ ПОРШНЯМИ Российский патент 1995 года по МПК F02B75/26 F02B75/28 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания.

Известны двухтактные аксиальные двигатели внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями, состоящие из блока цилиндров с установленными в нем гильзами цилиндров, оси которых расположены параллельно оси коренного вала и находятся от нее на равном расстоянии, поршней, размещенных в гильзах и соединенных с наклонными шайбами при помощи шатунов и шарнирных соединений.

Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является двигатель внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями, содержащий блок цилиндров, коренной вал с наклонными шейками, размещенный в блоке, качающиеся шайбы, установленные на наклонных шейках, подшипники качающихся шайб с двумя роликовыми подшипниками, установленные между наклонными шейками и качающимися шайбами, поршни, размещенные в цилиндрах и кинематически связанные с качающимися шайбами.

Указанный прототип имеет следующие недостатки: подшипники качающихся шайб имеют только роликовые подшипники; значительные нагрузки, воспринимаемые подшипниками коренного вала; сборная, разъемная конструкция шайбы в соединении ее с наклонной шейкой коренного вала; отсутствие возможности осуществить принудительную смазку шарнирных соединений верхней и нижней головок шатуна.

Указанные недостатки снижают надежность и долговечность двигателя.

Основная задача в том, чтобы разработать конструкцию двигателя, в котором преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коренного вала осуществлялось надежно и позволило бы повысить долговечность двигателя в целом.

Для этого предлагается качающуюся шайбу, установленную на наклонной шейке коренного вала, выполнить неразъемной, что позволит в этом случае подшипник соединения шайбы с наклонной шейкой коренного вала выполнить в виде втулки и двух роликовых подшипников, а угол наклона шейки коренного вала к его оси (базовый угол) выдержать в пределах 15-20^о.

На фиг. 1 изображен один из вариантов двигателя, разрез; на фиг. 2 один из возможных вариантов узла передачи усилий от поршней к коренному валу.

Предлагаемый двигатель состоит из корпусов 1, неподвижно соединенных с блоком цилиндров 2. Корпуса и блок имеют соосные центральные отверстия с установленным в них на подшипниках 3 коренным валом 4, качающаяся шайба 5 с помощью втулки скольжения 6 и роликовых подшипников 7 свободно может вращаться на наклонной шейке 8 коренного вала, а своими полуосями 9 через подшипники 10 соединена с качающейся плитой 11. Качающаяся плита 11 в корпусе 1 установлена на пальцах с возможностью вращения на них в подшипниках 12. Поршни 13 расположены в гильзах 14 блока цилиндров, оси которых параллельны оси коренного вала и соединены с качающимися плитами шатунами 15 с помощью подшипников 16 и пальцев 17.

Коренной вал является сборным и состоит из двух половин соединенных с помощью шлицев 18 на их концах и втулки 19.

Гильзы цилиндров имеют продувочные и выпускные окна 20, соединенные с коллекторами 21.

Двигатель работает следующим образом.

Преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коренного вала в двигателе осуществляется следующим образом.

Давление газов в гильзе 14 через два поршня 13, шатуны 15, подшипники 16 и пальцы 17 передается качающейся плите 11, сообщая ей крутящий момент относительно ее оси вращения в подшипниках 12, на пальцах, установленных на корпусе 1. Крутящийся момент воспринимается через подшипники 10 полуосями 9 качающейся шайбы 5. Качающаяся шайба 5, воздействуя на наклонную шейку 8 коренного вала 4 через втулку скольжения 6 и два роликовых подшипника, приводит его во вращательное движение.

В результате периодически повторяющихся в цилиндрах двигателя рабочих процессов осуществляется равномерность вращения вала.

На фиг. 2 показан один из возможных вариантов выполнения узла передачи усилий от поршней к коренному валу с использованием только цилиндрических шарнирных соединений.

Такое соединение качающейся шайбы 5 с коренным валом обеспечивает их собираемость, которая также зависит от максимального значения угла наклона шейки коренного вала к его оси. Максимальное значение этого угла определяется также условиями прочности коренного вала. Минимальное значение угла наклона шейки коренного вала к его оси 15^о конструктивно ничем не ограничено, а определено технологическими соображениями, связанными с изготовлением и ремонтом вала.

Соединение неразъемной шайбы 5 с шейкой 8 коренного вала с помощью втулки скольжения и двух роликовых подшипников позволяет снизить трение и повысить надежность и долговечность двигателя в целом.

Сущность изобретения: двигатель внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями содержит блок цилиндров и коренной вал с наклонными шейками. Качающиеся шайбы установлены на наклонных шейках через подшипники качающихся шайб с двумя роликовыми подшипниками, связанные с качающимися шайбами. Подшипники качающихся шайб снабжены втулками скольжения, качающиеся шайбы выполнены неразъемными, а угол наклона шейки коренного вала к оси последнего составляет 15-20°. 2 ил.

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ПРОТИВОПОЛОЖНО ДВИЖУЩИМИСЯ ПОРШНЯМИ, содержащий блок цилиндров, коренной вал с наклонными шейками, размещенный в последнем, качающиеся шайбы, установленные на наклонных шейках, подшипники качающихся шайб с двумя роликовыми подшипниками, установленные между наклонными шейками и качающимися шайбами, поршни, размещенные в цилиндрах и кинематически связанные с качающимися шайбами, отличающийся тем, что подшипники качающихся шайб снабжены втулками скольжения, качающиеся шайбы выполнены неразъемными, а угол наклона шейки коренного вала к оси последнего составляет 15-20^o.