ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК F02B75/26 

Изобретение относится к объемным поршневым машинам-двигателям внутреннего и внешнего сгорания, насосам, компрессорам.

Известные поршневые машины содержат корпус с рабочей камерой и движущимся в ней поршнем, соединенным с коленчатым валом посредством механизма, преобразующего возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленвала. Для известных машин характерно наличие шатуна, который создает боковое усилие на поршень, вследствие чего возникают механические потери и повышенный износ пары поршень-цилиндр.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является выбранная в качестве прототипа объемная поршневая машина, содержащая цилиндр, движущийся возвратно-поступательно поршень и коленчатый вал. В этой машине шатун поршня присоединен к механизму Чебышева [1] Недостаток указанного двигателя воздействие боковых усилий на поршень со стороны шатуна не исключается, а переносится, в данном случае, на механизм Чебышева.

Техническая задача изобретения заключается в создании конструкции такой поршневой машины, в которой полностью устраняется воздействие бокового усилия со стороны поршня на стенки цилиндра, что исключает износ поршня и зеркала цилиндра.

Сущность изобретения заключается в том, что в поршневом двигателе Некита, содержащем корпус с радиально расположенными цилиндрами, поршни которых соединены главными шатунами с кривошипами коленчатого вала, каждый поршень дополнительно связан двумя шатунами с шайбами, свободно установленными на коренных шейках коленчатого вала по обе стороны кривошипов. Кроме того, двигатель также дополнительно содержит цилиндры с поршнями, каждый из которых соединен двумя шатунами с шайбами.

Во время работы шайбы совершают встречное качательное движение, в результате чего боковое усилие, которое передается от коленчатого вала на поршни со стороны шатунов, уравновешивается взаимодействием попарно соединенных с поршнями и шайбами дополнительных шатунов. При этом боковая нагрузка воспринимается только поршневыми пальцами, вследствие чего поршни совершают строго прямолинейное возвратно-поступательное движение, что полностью исключает износ поршней и зеркала цилиндров.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез поршневого двигателя Некита, на фиг. 2 продольный разрез машины и на фиг. 3 кинематическая схема поршневого двигателя.

Поршневой двигатель Некита содержит корпус 1 со смонтированными на нем четырьмя радиально расположенными цилиндрами 2, 3, 4, 5, в которых установлены поршни 6, 7, 8, 9. Поршни 6 и 8 посредством поршневых пальцев 10, 11 соединены с главными шатунами 12, 13, которые другими своими концами связаны с кривошипами коленчатого вала 14, расположенными под углом 180^о друг относительно друга. На коренных шейках или щеках коленчатого вала 14 свободно установлены две шайбы 15, 16, расположенные по обе стороны кривошипов. К шайбе 15 посредством пальцев 17, 18, 19, 20 присоединены одним концом дополнительные шатуны 21, 22, 23, 24, которые другим концом соединены с поршневыми пальцами 10, 25, 11, 26, поршней 6, 7, 8, 9. К шайбе 16 аналогичным образом посредством пальцев 17, 18, 19, 20 присоединены одним концом дополнительные шатуны 27, 28, 29, 30, которые другим концом соединены с поршневыми пальцами 10, 25, 11, 26 поршней 6, 7, 8, 9. Поршневая машина работает следующим образом.

При вращении коленчатого вала 14 главный шатун 12 через поршневой палец 10 придает поршню 6 возвратно-поступательное движение. Соединенный с этим поршнем дополнительный шатун 21 передает усилие на шайбу 15, с которой он связан своим другим концом посредством пальца 17, в результате чего шайба 15 совершает качательное движение. С указанной шайбой также соединены дополнительные шатуны 22, 23, 24, которые своим другим концом связаны с поршнями 7, 8, 9, посредством поршневых пальцев 25, 11. 26.

Одновременно с главным шатуном 12 другой главный шатун 13 через поршневой палец 11 придает поршню 8 возвратно-поступательное движение. Соединенный с этим поршнем дополнительный шатун 28 передает усилие на ведомую шайбу 16, с которой он связан своим другим концом посредством пальца 18, в результате чего шайба 16 совершает качательное движение аналогично шайбе 15, но ориентированное в противоположном направлении, т.е. навстречу шайбе 15.

С ведомой шайбой 16 посредством пальцев 17, 18, 19, 20 соединены также дополнительные шатуны 29, 30, 27, которые своим другим концом связаны с поршнями 6, 7, 9 посредством поршневых пальцев 10, 25, 26. Таким образом, поршни 6, 7, 8, 9, соединенные с дополнительными шатунами 21, 30; 22, 27; 23, 28; 24; 29; совершают возвратно-поступательное движение. При этом боковое усилие, которое передается от коленчатого вала 14 через главные шатуны 12, 13, уравновешивается дополнительными шатунами 21, 30; 22, 27; 23, 28 и 24, 29. Осевую нагрузку воспринимают поршневые пальцы 10, 11, 25, 26. Поршни 7 и 9 соответственно совершают возвратно-поступательное движение под воздействием дополнительных шатунов 22, 27 и 24, 29.

На рабочую поверхность цилиндров 3 и 5, в которых расположены поршни 7 и 9, также не оказывается боковое давление со стороны указанных шатунов и поршней, которое полностью гасится взаимодействием шайб 15, 16 и дополнительных шатунов 22, 27 и 24, 29. Осевая нагрузка воспринимается поршневыми пальцами 25, 26.

Изобретение относится к области изготовления двигателей внутреннего сгорания. Существо изобретения: соосно установленные поршни кинематически связаны посредством промежуточных элементов /шайб/ с коренными шейками коленчатого вала, на которых размещены указанные шайбы. Двигатель снабжен двумя парами шатунов, каждый из которых шарнирно соединен с поршнем и с одной из шайб. Предусмотрена дополнительная установка пары соосно установленных цилиндров с поршнями, оси которых перпендикулярны осям имеющихся цилиндров. Кинематическая связь с коленчатым валом реализована аналогичным образом. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, выполненный в виде кинематически соединенных друг с другом оппозитно расположенных поршней, установленных в соосных цилиндрах и шарнирно связанных посредством промежуточных элементов с коренными и шатунными шейками коленчатого вала, отличающийся тем, что промежуточные элементы выполнены в виде установленных с возможностью поворота на коренных шейках коленчатого вала по обе стороны относительно шатунных шеек двух шайб, при этом двигатель снабжен двумя парами шатунов, каждый из которых шарнирно соединен с поршнем и с одной из шайб. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен парой соосно установленных цилиндров с поршнями, ось которых перпендикулярна относительно оси имеющихся цилиндров, и двумя парами шатунов, каждый из которых шарнирно связан с поршнем и с одной из шайб.