ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ "КАТОВАЛ" Российский патент 1999 года по МПК F02B75/32 F02B33/02 

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с цилиндропоршневой группой.

Область применения - все виды транспорта: авиационный, морской, речной, железнодорожный, автомобильный, а также стационарные установки.

Известен бесшатунный силовой механизм Баландина (см. авторское свидетельство СССР N 118471), недостаток которого заключается в соотношении хода поршня к радиусу кривошипа, необходимости большого объема картера и большого веса.

Частично указанных недостатков лишен двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, цилиндры с отдельными камерами сгорания, поршни, толкатели с пальцами, соединенные с поршнями, маховики с валом, причем на маховиках выполнены пазы, в которых скользят подшипники, насаженные на концы пальцами толкателей (см. патент США N 1374164 МПК F 02 В 75/22, 1921 г.). Однако известный двигатель не имеет возможности для синхронной работы рабочих поршней, а также лишен связи рабочих поршней с поршнями компрессора, что не позволяет произвести качественную продувку цилиндров и обеспечить эффективную работу двигателя.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы двигателя.

Поставленная задача решается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, цилиндры с отдельными камерами сгорания, поршни, толкатели с пальцами, соединенные с поршнями, маховики с валом, причем на маховиках выполнены пазы, в которых скользят подшипники, насаженные на концы пальцев толкателей, согласно изобретению снабжен цилиндрами, объединенными камерой сгорания, цилиндрами компрессора для продувки с поршнями и коренными подшипниками с направляющими для толкателей поршней, причем толкатели поршней цилиндров, объединенных камерой сгорания, связаны с поршнями цилиндров компрессора через коромысло.

Паз может быть выполнен в виде равностороннего треугольника или в виде квадрата или в виде шестигранника.

На фиг. 1 показан вид спереди маховика с пазом в виде треугольника,
фиг. 2 - вид сбоку фиг. 1,
фиг. 3 - вид спереди маховика с пазом в виде квадрата,
фиг. 4 - вид сбоку фиг. 3,
фиг. 5 - первый вариант выполнения вкладыша коренного подшипника, вид спереди,
фиг. 6 - вид сбоку фиг. 5,
фиг. 7 - второй вариант выполнения вкладыша коренного подшипника, вид спереди,
фиг. 8 - вид сбоку фиг. 7,
фиг. 9 - показано отношение хода поршня к величине паза в виде треугольника,
фиг. 10 - показано отношение хода поршня к величине паза в виде квадрата,
фиг. 11 - показано отношение хода поршня к величине паза в виде шестигранника.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, цилиндры с отдельными камерами сгорания, поршни (на чертежах не показаны), толкатели 1 с пальцами 2, соединенные с поршнями, маховики 3 с валом 4, причем на маховиках 3 выполнены пазы 5, в которых скользят подшипники, насаженные на концы пальцев 2 толкателей 1. Кроме того, согласно изобретению двигатель снабжен цилиндрами, объединенными камерой сгорания, цилиндрами компрессора для продувки с поршнями (на чертежах не показаны) и вкладышами 7 коренных подшипников, с направляющими для толкателей поршней, причем толкатели 1 поршней цилиндров, объединенных общей камерой сгорания, связаны с поршнями цилиндров компрессора через коромысло.

На фиг. 1 и фиг. 3 показан паз в виде равностороннего треугольника или квадрата, по которому скользят или катятся подшипники под давлением газа на поршни. Преобразователь движения состоит из двух частей: первая часть это паз, вторая часть см. фиг. 5-8 неподвижный вкладыш, выполняющий функцию коренного подшипника, но с прямолинейными направляющими, в которых поступательно двигаются толкатели 1, превращающие возвратно- поступательное движение поршней во вращательное движение вала 4. Толкатели 1 соединены с поршнями и движутся прямолинейно, цилиндры расположены звездообразно в одной плоскости. Диаметр цилиндра зависит от длины толкателя. Его длина рассчитывается по количеству цилиндров в зависимости от геометрического паза. Толкатели 1 соединены при помощи коромысел, через точку опоры с другими толкателями, которые находятся в другой плоскости и передают движение на другие цилиндры, но уже объединенные камерой сгорания, а именно три (для паза в виде равностороннего треугольника). В верхней части находятся цилиндры для продувки, выполняющие функции компрессоров. В них установлены компрессорные клапаны. Всего имеются девять цилиндров. Три верхних, с отдельными камерами сгорания и клапанами. На маховике двигателя "Катовал" имеются выступы, которые приводят в движение толкатели клапанов для открытия и закрытия клапанов. Один выступ для впускных клапанов, другой выступ для выпускных клапанов. Так как цилиндры расположены не в одной плоскости, а в разных местах окружности, то они работают последовательно и выпуск выхлопных газов происходит тоже последовательно. Работа цилиндров, объединенных камерой сгорания, находится в другой плоскости на расстоянии коромысел и их работа отличается от работы верхних цилиндров, они работают как двухтактный двигатель. Выхлопные газы проходят через цилиндры, находящиеся в другой плоскости, поэтому работа цилиндров складывается, сила газов увеличивается последовательно, сначала в первом цилиндре, потом во втором, и затем в третьем. Площадь поршня остается неизменной, но сила давления газов увеличивается, что дает экономию топлива, увеличивает мощность, улучшает работу двигателя в целом. Работа верхних цилиндров шеститактная:
рабочий ход - всасывание - продувка
выпуск - сжатие - продувка
продувка - рабочий ход - всасывание
продувка - выпуск - сжатие
всасывание - продувка - рабочий ход
сжатие - продувка - выпуск.

За один оборот двигателя "Катовал" происходит один рабочий ход в одном цилиндре. Работа цилиндров, объединенных камерой сгорания - двухтактная: рабочий ход - выпуск - впуск - сжатие, все происходит за 1/3 оборота вала. Согласно схеме объединенные цилиндры работают и их выпуск совпадает с выпуском первого, второго и третьего цилиндров. Получается рабочий ход первого цилиндра, затем рабочий ход объединенных цилиндров, рабочий ход второго цилиндра, потом рабочий ход объединенных цилиндров, рабочий ход третьего цилиндра, затем рабочий ход объединенных цилиндров. За один оборот совершается шесть рабочих ходов. Мощность такого двигателя очень велика при малом расходе топлива. Если учесть работу коромысел, то получается рабочий ход совершается одновременно в верхних и нижних цилиндрах. Совмещение двухтактного двигателя с шеститактным дает экономию топлива, а мощность повышается в 2 раза. Цилиндры, объединенные камерой сгорания, дают прямоточную продувку, которая повышает давление газов.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, цилиндры с отдельными камерами сгорания, поршни, толкатели с пальцами, соединенные с поршнями, маховики с валом. На маховиках выполнены пазы, в которых скользят подшипники, насажанные на концы пальцев толкателей. Двигатель снабжен цилиндрами, объединенными камерой сгорания, цилиндрами компрессора для продувки с поршнями и коренными подшипниками с направляющими для толкателей поршней. Толкатели поршней цилиндров, объединенных камерой сгорания, связаны с поршнями цилиндров компрессора через коромысло. Паз может быть выполнен или треугольным или квадратным или шестигранным. Технический результат заключается в повышении эффективности работы двигателя. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, цилиндры с отдельными камерами сгорания, поршни, толкатели с пальцами, соединенные с поршнями, маховики с валом, причем на маховиках выполнены пазы, в которых скользят подшипники, насажанные на концы пальцев толкателей, отличающийся тем, что двигатель снабжен цилиндрами, объединенными камерой сгорания, цилиндрами компрессора для продувки с поршнями и коренными подшипниками с направляющими для толкателей поршней, причем толкатели поршней цилиндров, объединенных камерой сгорания, связаны с поршнями цилиндров компрессора через коромысло. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что паз выполнен в виде равностороннего треугольника. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что паз выполнен в виде квадрата. 4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что паз выполнен в виде шестигранника.