ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F01B1/08 F01B9/04 F02B75/24 F02B75/32 

Изобретение относится к машиностроению и касается усовершенствования бесшатунных поршневых машин с оппозитным расположением поршней ДВС, насосов, компрессоров, пневмодвигателей.

Наиболее близким к изобретению является двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, поршни, размещенные в нем с образованием двух рабочих камер и соединенные между собой ползуном, выполненным в виде двух зубчатых реек, и зубчатый сектор механизма преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение выходного вала, установленный на последнем с образованием зубчатого зацепления с рейками и имеющий зубчатую нарезку на части длины окружности (ДЕ, патент N 3529921, кл. F 02 B 75/32, 1987).

Недостатками этого двигателя являются значительные габариты, необходимость установки второго зубчатого сектора, что усложняет конструкцию.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение габаритов и упрощение конструкции.

Указанная задача решается за счет того, что поршни со стороны, обращенной к зубчатому сектору, имеют центральные профильные выступы, а сектор со стороны, диаметрально противоположной своей нарезке, имеют ответную впадину, повторяющую профиль упомянутых выступов.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен описываемый двигатель, продольный разрез.

Двигатель включает в себя корпус 1 с цилиндрами 2, поршни 3, соединенные попарно ползуном 4, выполненным в виде зубчатых реек, взаимодействующих с зубчатым сектором 5 механизма преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение выходного вала 8. Поршни 3 выполнены небольшой высоты, в виде дисков или шайб. При этом, каждый из поршней 3 с внутренней стороны, т. е. со стороны, обращенной к зубчатому сектору 5, имеют центрально расположенный профильный выступ-зуб 6, взаимодействующий с аналогичной профильной впадиной (выемкой) 7 на зубчатом секторе 5, а зубчатая нарезка сектора 3 выполнена на части длины окружности, расположенной диаметрально противоположно профильной впадине. Длина зубчатой нарезки сектора 5 равна длине зубчатой нарезки на рейках 4 и равна ходу поршней 3. На крышках 9 и 10 цилиндров 2, расположенных с торцев, установлены клапаны газораспределения и топливная форсунка (условно не показаны). Двигатель может быть выполнен многоцилиндровым.

Двигатель работает следующим образом. В процессе работы двигателя поршни 3, перемещаясь, например, слева направо (по чертежу) приближаются: левый поршень к НМТ, а правый к ВМТ и в момент достижения мертвых точек зубчатая нарезка сектора 5 полностью выходит из зацепления с одной из зубчатых реек 4 (на чертеже с верхней) и одновременно входит в зацепление с другой зубчатой рейкой (нижней). При этом, в момент приближения правого поршня к ВМТ выступ 6 на левом поршне начинает входить во впадину 7 на зубчатом секторе 5 и при достижении ВМТ выступ 6 левого поршня полностью находится во впадине (выемке) 7, фиксируя нулевую скорость движения поршней. К этому времени в соответствии с рабочим циклом в камеру сгорания правого цилиндра 2, т. е. в надпоршневое пространство правого поршня топливной форсункой вспрыскивается топливо, газы, от воспламенения которого, расширяясь, перемещают поршни, а вместе с ними и зубчатые рейки 4 влево. При этом за счет зубчатого сцепления нижней рейки с зубчатыми секторами 5 последний вращается совместно с выходным валом 8. При достижении левым поршнем ВМТ, а правым поршнем НМТ зубчатый сектор 5 выходит из зацепления с нижней зубчатой рейкой 4 и одновременно входит в зацепление с верхней зубчатой рейкой, выступ 6 правого поршня полностью находится во впадине (выемке) 7 зубчатого сектора 5. Топливной форсункой подают топливо в камеру сгорания левого цилиндра 2, поршни совместно с зубчатыми рейками начинают перемещаться вправо, вращая зубчатый сектор 5 и связанный с ним выходной вал 8, и цикл повторяется.

Таким образом, в предлагаемом двигателе возвратно-поступательное движение спаренных поршней преобразуется во вращательное движение зубчатого сектора, а вместе с ним и выходного вала более простым механизмом преобразования движения. Преимуществами предлагаемого двигателя являются также малые весо-габаритные характеристики и простота в обслуживании.

Использование: в машиностроении при проектировании поршневых бесшатунных машин-ДВС, насосов, компрессоров, пневмодвигателей. Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндр, поршни, размещенные в нем с образованием двух рабочих камер и соединенные между собой ползуном, выполненным в виде двух зубчатых реек, и зубчатый сектор механизма преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение выходного вала, установленный на последнем с образованием зубчатого зацепления с рейками и имеющий зубчатую нарезку на части длины окружности. Поршни со стороны, обращенной к зубчатому сектору, имеют центральные профильные выступы, а сектор со стороны, диаметрально противоположной своей нарезке, имеет ответную впадину, повторяющую профиль упомянутых выступов. 1 ил.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр, поршни, размещенные в нем с образованием двух рабочих камер и соединенные между собой ползуном, выполненным в виде двух зубчатых реек, и зубчатый сектор механизма преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение выходного вала, установленный на последнем с образованием зубчатого зацепления с рейками и имеющий зубчатую нарезку на части длины окружности, отличающийся тем, что поршни со стороны, обращенной к зубчатому сектору, имеют центральные профильные выступы, а сектор со стороны, диаметрально противоположной своей нарезке, имеет ответную впадину, повторяющую профиль упомянутых выступов.