КРИВОШИПНО-ПОЛЗУННЫЙ АКСИАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ДВУХЦИЛИНДРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1996 года по МПК F02B75/02 F02B75/24 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для создания двигателей внутреннего сгорания.

Ближайшим по технической сущности к изобретению является кривошипно-шатунный аксиальный механизм двухцилиндрового двигателя, содержащий корпус, в котором на общей оси размещены поршни, образующие с ним противоположные камеры сгорания и посредством шатунов связанные с кривошипом.

Недостатки этого механизма:
неблагоприятные условия передачи сил от поршней на кривошип, имеющий консольное расположение,
сложность конструкции, содержащей два поршня и два шатуна,
относительно большие габариты из-за размещения шатунов и кривошипа между поршнями.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, создание благоприятных условий передачи сил, упрощение конструкции и уменьшение габаритов, приводящее к повышению удельной мощности двигателя, то есть мощности, приходящейся на единицу веса двигателя.

Благоприятные условия передачи сил от поршня на коленчатый вал имеют место, когда сила давления на поршень воспринимается участком вала, расположенным посередине поршня, а опорные участки вала в корпусе расположены с двух сторон симметрично относительно силы давления.

Упрощение конструкции и уменьшение габаритов двигателя возможно путем выполнения двух шатунов в виде одного совмещенного шатуна и двух поршней в виде одного совмещенного поршня.

В предлагаемой конструкции двигателя кривошип выполнен в виде коленчатого вала, а шатуны в виде размещенного на шейке коленчатого вала эксцентрика, выполненного из двух частей с плоскостью разъема, проходящей через ось шейки коленчатого вала, при этом поршни выполнены в виде совмещенного поршня с отверстием, в котором размещен шатун, причем в корпусе выполнено поперечное отверстие, соответствующее диаметру шатуна, предназначенное для введения в поршень шатуна с коленчатым валом.

Выполнение кривошипа в виде коленчатого вала создает благоприятные условия передачи сил, при которых сила давления на поршень воспринимается шатунной шейкой вала, расположенной посередине поршня между опорными шейками вала, расположенными в корпусе симметрично шатунной шейке.

Выполнение шатунов в виде эксцентрика, размещенного на шейке коленчатого вала, обеспечивает существенное упрощение конструкции и уменьшение ее габаритов, так как вместо двух шатунов достаточно иметь один эксцентрик.

Выполнение эксцентрика из двух частей с плоскостью разъема, проходящей через ось шейки коленчатого вала, позволяет собрать эксцентрик с коленчатым валом при получении простой и малогабаритной конструкции, в которой один эксцентрик заменяет два шатуна.

Выполнение поршней в виде совмещенного поршня позволяет существенно упростить конструкцию и уменьшить ее габариты, так как вместо двух поршней используется один поршень.

Выполнение в совмещенном поршне отверстия, в котором размещен шатун, обеспечивает соединение поршня с шатуном и коленчатым валом, при получении простой и компактной конструкции механизма.

Выполнение в корпусе поперечного отверстия, соответствующего диаметру шатуна, предназначенного для введения в поршень шатуна с коленчатым валом, обеспечивает возможность сборки простой и компактной конструкции механизма.

На фиг. 1 представлен кривошипно-ползунный аксиальный механизм двухцилиндрового двигателя; на фиг. 2 вид спереди в разрезе.

Основные детали механизма: коленчатый вал 1, поршень 2 с отверстием под шатун, цилиндр 3 с поперечным отверстием для вода шатуна в поршень, шатун 4 в виде эксцентрика, состоящий из двух частей с плоскостью разъема, проходящей через ось шатунной шейки коленчатого вала, опорные подшипники 5 коленчатого вала, корпус 6 опорных подшипников, крышки 7 корпусов подшипников.

Сборка механизма осуществляется в такой последовательности.

Шатун 4, состоящий из двух частей, надевается на шатунную шейку коленчатого вала 1, и составные части шатуна соединяются между собой. Поршень 2 вводится в цилиндр 3 через открытую крышку цилиндра до совмещения отверстия в поршне с поперечным отверстием в цилиндре. Шатун 4 с коленчатым валом 1 вводится в поршень 2 через поперечное отверстие цилиндра 3. На опорные шейки коленчатого вала 1 надеваются опорные подшипники, вставляемые одновременно в корпус 6 подшипников, а затем корпус подшипников закрывается крышками. Закрывается крышка цилиндра 3.

Работает кривошипно-ползунный аксиальный механизм двухцилиндрового двигателя по обычному циклу двухцилиндрового двигателя. Рабочий процесс осуществляется в противоположно расположенных камерах сгорания цилиндра 3, а рабочее давление передается на один совмещенный поршень 2 с двумя противоположно расположенными днищами. При этом усилие давления от поршня 2 через шатун 4 передается на выходной коленчатый вал 1.

В механизме созданы благоприятные условия передачи сил от поршня на коленчатый вал, так как силы давления на поршень воспринимаются шатунной шейкой коленчатого вала, расположенной посередине поршня, а опорные шейки вала расположены в корпусе с двух сторон симметрично шатунной шейке, то есть имеет место симметричное распределение нагрузок относительно вертикальной плоскости симметрии, проходящей через продольную ось цилиндра.

Благодаря использованию предложенной схемы механизма конструкция его существенно упрощается. Механизм имеет один поршень (вместо двух), один шатун (вместо двух). Механизм имеет относительно малые габариты, во-первых, из-за уменьшения числа деталей, во-вторых, благодаря размещению шатуна и коленчатого вала внутри поршня. Двигатель с предложенным механизмом будет иметь высшую удельную мощность.

КПД двигателя остается прежним, так как конструктивные изменения механизма передачи энергии на выходной вал не вызывают каких-либо изменений в процессе преобразования тепловой энергии в механическую.

Использование: изобретение относится к двигателестроению. Сущность изобретения: кривошипно-ползунный аксиальный механизм двухцилиндрового двигателя содержит корпус 3, в котором на общей оси размещены поршни 2, образующие с ним противоположно расположенные камеры сгорания и посредством шатуна 4 связанные с кривошипом, который выполнен в виде коленчатого вала 1, а шатун - в виде размещенного на шейке коленчатого вала эксцентрика, выполненного из двух частей с плоскостью разъема, проходящей через ось шейки коленчатого вала 1. Поршни выполнены в виде совместного поршня с отверстием, в котором размещен шатун. В корпусе 3 выполнено поперечное отверстие, соответствующее диаметру шатуна, предназначенное для введения в поршень шатуна с коленчатым валом. 2 ил.

КРИВОШИПНО-ПОЛЗУННЫЙ АКСИАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ДВУХЦИЛИНДРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий корпус, в котором на общей оси размещены поршни, образующие с ним противоположно расположенные камеры сгорания и посредством шатуна связанные с кривошипом, отличающийся тем, что кривошип выполнен в виде коленчатого вала, а шатун в виде размещенного на шейке коленчатого вала эксцентрика, выполненного из двух частей с плоскостью разъема, проходящей через ось шейки коленчатого вала, при этом поршни выполнены в виде совмещенного поршня с отверстием, в котором размещен шатун, причем в корпусе выполнено поперечное отверстие, соответствующее диаметру шатуна, предназначенное для введения в поршень шатуна с коленчатым валом.