ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ЛАД-2) Российский патент 1998 года по МПК F02B59/00 F02B75/30 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в качестве силовой установки.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров с неподвижными поршнями, установленными в передней и задней частях блока и имеющие водяную рубашку, выхлопные и всасывающие клапанов, и подвижные, соосно спаренные днищами двухкамерные цилиндры (см. патент США N 1897897, МПК F 02 B 75/30, 1933).

Известный двигатель обладает недостаточно высоким коэффициентом полезного действия (КПД), повышенной токсичностью отработавших газов и недостаточной долговечностью.

Задача изобретения заключается в повышении КПД и долговечности двигателя и в снижении токсичности отработавших газов.

Поставленная задача решается тем, что двигатель внутреннего сгорания (ЛАД-2) содержит блок цилиндров с неподвижными поршнями, установленными в передней и задней частях блока. Поршни имеют водяную рубашку, выхлопные и всасывающие клапаны и форсунки, а между поршнями размещены соосно спаренные днищами двухкамерные, подвижные в горизонтальном направлении цилиндры, насаженные на один общий палец. На обоих концах пальца смонтирована шестеренная передача, преобразующая возвратно-поступательное горизонтальное движение цилиндров во вращательное движение выходного вала.

На верхней части каждого поршня может быть выполнен сегментный срез.

Между днищами подвижных цилиндров выполнены охлаждающие колодцы, в которые смазочно-охлаждающая жидкость поступает по пустотелому пальцу через телескопические трубы или через каналы штока гидронасоса.

С цилиндрового пальца можно передать возвратно-поступательное движение напрямую на поршневой гидронасос двойного действия, на поршнях которого выполнены сегментные срезы.

На фиг. 1 представлен разрез двигателя (вид сверху); на фигуре 2 - вид спереди; на фигуре 3 - вид сбоку.

Двигатель содержит блок 2 цилиндров, с прикрепленными на шпильках плитами 1 и 5, к которым своими фланцами крепится четыре неподвижных поршня 3, имеющих внутри охлаждающую рубашку, всасывающий и выхлопной клапаны 6 и 8, насос-форсунку 7 и свечу зажигания 31. На обоих концах цилиндрового пальца 9 свободно вращаются на шарикоподшипниках 10 диски 11 с укрепленными на краях дисков планетарными шестернями 15, которые обегают при движении цилиндров по внутренней зубчатой поверхности больших колец 16, закрепленных на стенках блока 2 цилиндров. За счет этого шестерни 15 вращаются и передают вращение на шестерни 12, сидящие на выходных валах, на другом конце которых крепятся ведущие шестерни 14, передающие вращение через паразитные шестерни 13 на ведомые шестерни 17, сидящие на обоих концах распределительного вала 19. Причем для двухтактной работы двигателя на дизельном топливе шестерни ставятся с передаточным числом 1:1 а для работы на бензине и газе с передаточным числом 1: 2, для получения четырехтактного рабочего процесса. При работе на бензине или газе под фланцы неподвижных поршней 3 ставятся стальные прокладки 24, поднимающие поршни и уменьшающие степень сжатия для работы на солярке прокладки 24 снимаются.

При применении незамерзающей смазочно-охлаждающей жидкости систему смазки и охлаждения можно объединить. В охлаждающую рубашку поршней охлаждающая жидкость подается по патрубку 30 и по патрубку 32 отводится. В охлаждающие колодцы 20 подвижных цилиндров 4 охлаждающая жидкость может быть подана под давлением через телескопическую трубку 38 или по сверлениям в штоке 37 гидронасоса 39.

Распределительный вал 19 имеет кулачки 21 и 23, передающие движение через толкатели 35 и штанги 34, коромысла 33 на выхлопной и всасывающий клапаны 6 и 8, а с кулачка 22 на насос-форсунку 7. Распределительный вал 19 вращается на четырех разъемных скользящих подшипниках, в которые укладывается в сборе с маховиком 18 через съемный люк 36. Возможность регулировки подшипников распределительного вала 19 с помощью прокладок намного увеличивает сроки их службы.

Поршни 3 на фигуре 1 могут быть целыми с двумя-тремя компрессионными кольцами или сборными (см. фигуру 3). Поршень 3 с прижимным кольцом 25, имеющий общую охлаждающую рубашку с поршнем и имеет одну канавку для компрессионного кольца. Под прижимное кольцо 25 ставятся два лепестка манжетно-компрессионного уплотнения, сделанные из графлекса, и прижимаемые кольцом 25 к поршню болтами. Верхний лепесток 28 компрессионный, нижний лепесток 29 малосъемный. Кольцо 25 на верхней кромке имеет до половины сегментный срез 27 для получения воздушной подушки, снижающей силы гравитации горизонтально движущихся цилиндров.

Четыре горизонтально-подвижных цилиндра 4 днищами соединяется попарно на одном цилиндровом пальце 9 и имеют охлаждающие колодцы 20 между днищами. На обеих концах цилиндрового пальца 9 свободно вращаются на шарикоподшипниках 10 диски 11 с укрепленными на краях диска небольшими планетарными шестернями 15, которые обегают при движении цилиндров 4 по внутренней зубчатой поверхности больших колец 16, закрепленных на стенках блока цилиндра. За счет этого шестерни 15 вращаются и передают вращение на выходной вал, на которых жестко сидит шестерня 14, передающая вращение через паразитную шестерню 13 на ведомые шестерни 17 распределительного вала 19, который имеет посередине маховик 18, кулачки 21 и 23 для привода клапанов 6 и 8 и кулачки 22 для привода насос-форсунок 7 через толкатели 35 штанги 34 и коромысла 33, поочередно, за первый ход цилиндров в передних поршнях 4 за обратный ход цилиндров в задних поршнях 4.

Распределительный вал 19 устанавливается через съемный люк 36. Посередине распределительного вала 19 можно установить маховик или вместо него шестерню, передающую вращение на редуктор, а валу которого устанавливается маховик, что уменьшает нагрузку на подшипники распредвала. Двигатель снабжен кожухом 26.

Возвратно-поступательное движение цилиндров от цилиндрового пальца 9 передается напрямую штоком 37 на поршневой насос 39 двойного действия, имеющего трехсекционный поршень. Секции (Г-1 и Г-3) имеют канавки для компрессионного кольца и сегментные срезы на нижней горловине головки поршня для снятия гравитации, а средняя секция (Г-2) дает возможность поставить два двухсекционных манжета из графлекса для обеспечения хорошего компрессионного уплотнения с малым коэффициентом трения. При снятии нагрузки гидронасос автоматически переключается на холостой ход.

Изобретение может быть использовано в качестве силовой установки. Двигатель имеет блок цилиндров с неподвижными поршнями и горизонтально подвижными цилиндрами, возвратно-поступательное движение которых преобразуется во вращательное движение выходного вала шестеренной передачей. Двигатель имеет систему гидрораспределения, объединенную систему смазки и охлаждения, систему питания и зажигания. Возвратно-поступательное движение цилиндров передается через шток на поршневой насос двойного действия с использованием высокого давления жидкости для гидропривода. На поршнях двигателя и гидронасоса сделаны сегментные срезы. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия, долговечности двигателя и снижении токсичности отработавших газов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров с неподвижными поршнями, установленными в передней и задней частях блока и имеющими водяную рубашку, выхлопные и всасывающие клапаны, и подвижные, соосно спаренные днищами, двухкамерные цилиндры, отличающийся тем, что цилиндры выполнены подвижными в горизонтальном направлении и насажены на один общий палец, на обоих концах которого смонтирована шестеренная передача, преобразующая возвратно-поступательное горизонтальное движение цилиндров во вращательное движение выходного вала. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что на верхней части каждого поршня выполнен сегментный срез. 3. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что между днищами подвижных цилиндров выполнены охлаждающие колодцы, в которых смазочно-охлаждающая жидкость поступает по пустотелому пальцу через телескопические трубы или через каналы штока гидронасоса. 4. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что с цилиндрового пальца можно передать возвратно-поступательное движение напрямую на поршневой гидронасос двойного действия, на поршнях которого выполнен сегментный срез.