ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02B75/32 F01B9/02 

Изобретение относится к двигателям, в которых в процессе сжигания топлива внутри цилиндра, превращают выделенную тепловую энергию в механическую работу.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является двигатель внутреннего сгорания с рядным расположением цилиндров. Число цилиндров 4, порядок работы 1-2-4-3. Кривошипно-шатунный механизм двигателя преобразовывает поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала, кроме того при помощи этого механизма осуществляются вспомогательные такты - впуск, выпуск, и сжатие. На коленчатом валу двигателя создается крутящий момент, который через маховик и трансмиссию автомобиля передается на ведущие колеса.

В.С. Калисокий, А.И. Манзон, Г.И. Нагула. "Автомобиль". Москва. Издательство "Транспорт". 1979 г. Стр. 13.

Недостатком данной конструкции является то, что создаются горизонтальные колебания системы кривошип - шатун при поворотах коленчатого вала. На эти колебания затрачивается энергия, увеличивается износ стенок цилиндров и поршневых колец. При этом условия компрессии в цилиндрах ухудшаются. Коленчатый вал имеет пять опорных и четыре шатунных шейки.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по снижению энергетических затрат двигателя в системе связи шатун кривошип. Без горизонтальных перемещений нижней части шатуна.

Для достижения этой цели двигатель внутреннего сгорания изготавливается с рядным вертикальным расположением цилиндров. Штоки поршней в нижней части имеют горизонтально расположенные плоскости опирающиеся на шатунные подшипники коленчатого вала. Штоки поршней рядом расположенных цилиндров, связаны между собой гибкими тягами проходящими через блоки, закрепленные в нижней части поддона. С боков к плоскостям штоков приставлены вертикальные направляющие. Коленчатый вал имеет трои коренных и две шатунных шейки.

На фиг. 1 изображен двигатель внутреннего сгорания вид А - А; на фиг. 2 - то же, вид В - В.

Двигатель внутреннего сгорания включает блок цилиндров 1 с верхней частью картера 2, головку цилиндров 3 отливаются из серого чугуна или алюминиевого сплава. Коленчатый вал 4 отливается из магниевого чугуна или отковывается из стали. Маховик 5 отливается из чугуна. Распределительные шестерни 6, 7 с распределительным валом 8 изготовляется из стали. Коренные подшипники 9. Шатунные подшипники 10 - изготовляются в виде стальных цилиндров с внутренним антифрикционным покрытием. Штоки поршней 11 с плоскостями 12 отливаются из легированной или углеродистой стали и крепятся в бобышках поршней с помощью пальцев. Гибкая тяга 13 изготовляется из троса и крепится на плоскостях 12 болтом. Блоки 14 с пальцами 15 крепятся в стойках 16 поддона 17. Направляющие 18 изготавливаются из чугуна и крепятся на поддоне 17 с помощью болтов 19.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При рабочем ходе одного из поршней, поршень рядом стоящего цилиндра будет также двигаться вниз так как штоки 11 этих поршней изготовлены заодно с общей плоскостью 12 и во втором цилиндре будет происходить такт впуска. При движении первой шатунной шейки вниз, вторая шатунная шейка расположенная под углом 180^o к первой, будет двигаться вверх, поднимая собой через плоскость 12 вторую пару поршней со штоками 11. Здесь будут совершаться такты выпуска и сжатия. Для того чтобы поршни не могли остаться в верхнем положении при остановке двигателя, служит гибкая тяга 13 связывающая поршни. Шатунные подшипники 10, находясь под плоскостями 12, при вращении коленчатого вала 4 будут прокатываться под плоскостями 12, поднимая их со штоками и поршнями. Вниз поршни со штоками 11, плоскостями 12 будут перемещаться с помощью рабочего хода одного из поршней. Направляющие 18 будут удерживать плоскости 12 штоков 11 от боковых смещений.

Использование изобретения позволит повысить механический КПД двигателя внутреннего сгорания за счет того, что штоки поршней не отклоняются в стороны, а перемещаются вертикально. При этом улучшаются условия для компрессии в цилиндрах, сила рабочего хода поршня не расходуется на боковые колебания шатунов. При трех опорных и двух шатунных шейках коленчатого вала уменьшается сила трения в их подшипниках. Снижается стоимость при изготовлении коленчатого вала. Простота в изготовлении деталей кривошипно-шатунного механизма без их тщательной подгонки позволит снизить стоимость при их и изготовлении. Увеличение срока эксплуатации двигателя за счет ликвидации горизонтальных колебаний шатунов, что обеспечит ровную спокойную работу без излишней тряски.

Двигатель предназначен для использования в энергомашиностроении. Двигатель содержит блок цилиндров с головкой, картером и поддоном, коленчатый вал с шатунными подшипниками и размещенные в цилиндрах поршни со штоками. Штоки поршней в нижней части имеют горизонтально расположенные плоскости, опирающиеся на шатунные подшипники коленчатого вала и боковыми сторонами опирающиеся на вертикальные направляющие, а через блоки, установленные в нижней части поддона, с помощью гибких тяг связаны с пластиной штока рядом расположенного цилиндра для взаимодействия с поршнями. Использование изобретения позволит повысить механический КПД двигателя внутреннего сгорания за счет того, что штоки поршней не отклоняются в стороны, а перемещаются вертикально. При этом улучшаются условия для компрессии в цилиндрах. 2 ил.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров с головкой, картером и поддоном, коленчатый вал с шатунными подшипниками, размещенные в цилиндрах поршни со штоками, отличающийся тем, что штоки поршней в нижней части имеют горизонтально расположенные плоскости, опирающиеся на шатунные подшипники коленчатого вала и боковыми сторонами опирающиеся на вертикальные направляющие, а через блоки, установленные в нижней части поддона, с помощью гибких тяг связаны с пластиной штока рядом расположенного цилиндра для взаимодействия с поршнями.