БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ПОРШНЯМИ Российский патент 1997 года по МПК F02B75/32 F02B75/26 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению.

Известен бесшатунный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с криволинейными бесконечными пазами на его внутренней поверхности, поршень, связанный с цилиндром при помощи сферических тел и взаимодействующий через шестерни с выходным валом, камеру сгорания, топливную систему, механизм газораспределения, и передаточный механизм, причем поршень связан с одной из шестерен через шлицевой вал.

Недостаток известного двигателя заключается в недостаточной надежности работы при высоких динамических нагрузках.

Задача изобретения улучшение конструкции двигателя путем повышения надежности работы при высоких динамических нагрузках, а также снижение массы поршневой группы за счет изменения ее конструкции.

Задача решается тем, что в бесшатунном двигателе внутреннего сгорания, содержащем цилиндр с криволинейными бесконечными пазами по его внутренней поверхности, поршень, взаимодействующий через шестерни с выходным валом, камеру сгорания, топливную систему, механизм газораспределения и передаточный механизм, поршень связан с одной из вышеупомянутых шестерен через шлицевой вал, установленный в шлицевой втулке, закрепленный на поршне, причем поршень связан с цилиндром при помощи сферических тел, установленных в гнездах поршня.

Наличие на поршне шлицевой втулки, которая входит в соединение со шлицевым валом, на котором установлена шестерня, входящая в зацепление с шестерней выходного вала, позволяет осуществить передачу вращательного движения выходному валу. Причем вал в продольном направлении остается неподвижным и это обстоятельство позволяет существенно уменьшить габариты двигателя.

Наличие в поршне сферических тел (шаров), установленных в полусферические гнезда и имеющих возможность движения по криволинейным бесконечным пазам, выполненным в цилиндре, позволяет повысить надежность работы за счет повышения жесткости поршня.

На фиг. 1 изображен двигатель, разрез; на фиг. 2 поршневая группа, разрез; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2.

Двигатель включает цилиндр 1 с выполненными на части длины его внутренней поверхности бесконечными криволинейными пазами 2, поршни 3, с установленными в полусферические гнезда шарами 4, которые входят в сочленение с соответствующими пазами в цилиндре. С поршнями связаны шлицевые втулки 5, входящие при помощи шлицевого соединения в сочленение со шлицевыми валами 6. В корпусе цилиндра выполнены форсунки 7, продувочный 9 и выпускной 9 рессиверы. В подшипниках 10 установлен выходной вал 11 с установленной на нем шестерней 12 механизма синхронизации движений поршней, которые входят в зацепление с шестернями 13, закрепленными на шлицевых валах. Выходной вал установлен в подшипниках 14.

Двигатель работает как двигатель с прямоточной схемой газообмена с противоположно движущимися поршнями следующим образом. В процессе сгорания и расширения газа принуждают поршни 3 к поступательному движению, которое воспринимается передаточным механизмом, включающим шары 4, расположенные в выполненных на поверхности поршня полусферических гнездах. Шары, находясь в сочленении с пазами 2, выполненными в цилиндре 1, вынуждены катиться по криволинейным бесконечным профилям данных пахов, преобразуя тем самым поступательное движение во вращательное, которое передается от шаров на поршни. Вращательное движение передается на шестерни 13 при помощи шлицевых втулок 5, которые крепятся на поршнях и шлицевых валов 6, связанных со шлицевыми втулками, на которых установлены шестерни 13, которые через шестерни 12 вращают выходной вал 11, причем данные шлицевые валы в продольном направлении остаются неподвижными, а поршни имеют возможность движения вдоль этих валов. Выходной вал и шестерни одновременно выполняют функцию механизма синхронизации движения поршней. Перемещение поршней от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ) обеспечивается установленным на выходном валу маховиком (не показан).

Предлагаемый двигатель может использоваться в личном и фермерском хозяйстве, а также и на приусадебном участке в качестве привода электрогенератора, механизированного кулитиватора, водяного насоса, лебедки и др. Предлагаемый для данного использования двигатель имеет ряд преимуществ по сравнению с другими двигателями благодаря сравнительно небольшой массе и габаритам при достаточной мощности. Данный двигатель удобен в использовании еще и тем, что отбор мощности можно осуществить с обоих концов выходного вала, что весьма удобно при работе как на фермерском, так и в личном хозяйстве.

Использование: двигталелестроение. Сущность изобретения: в процессе сгорания и расширения газы принуждают поршни 3 к поступательному движению, которое воспринимается передаточным механизмом, включающим сферические тела (шары 4), расположенные в выполненных на поверхности поршня полусферических гнездах. Шары, находясь в сочленении с пазами, выполненными в цилиндре, вынуждены катиться по криволинейным бесконечным профилям данных пазов, преобразуя тем самым поступательное движение во вращательное, которое передается от шаров на поршни. Вращательное движение передается на шестерни 13 при помощи шлицевых втулок 5, которые крепятся на поршнях, и шлицевых валов 6, связанных со шлицевыми втулками, на которых установлены шестерни 13, которые через шестерни 12 вращают выходной вал 11. Причем данные шлицевые валы в продольном направлении остаются неподвижными, а поршни имеют возможность движения вдоль этих валов. Выходной вал и шестерни одновременно выполняют функцию механизма синхронизации движения поршней. 3 ил.

Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с криволинейными бесконечными пазами на его внутренней поверхности, поршень, связанный с цилиндром при помощи сферических тел и взаимодействующий через шестерни с выходным валом, камеру сгорания, топливную систему, механизм газораспределения и передаточный механизм, причем поршень связан с одной из шестерен через шлицевой вал, отличающийся тем, что связь поршня с шлицевым валом выполнена в виде шлицевой втулки, закрепленной на поршне, а сферические тела установлены в полусферические гнезда на поршне.