ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Российский патент 2000 года по МПК F02B75/28 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания.

Известна поршневая машина, содержащая по меньшей мере один цилиндр, размещенные в нем встречно-движущиеся поршни с образованием общей камеры сгорания, механизм газораспределения, выполненный в виде окон продувки и впрыска топлива, связанные с поршнями механизмы преобразования движения, выполненные в виде кривошипно-шатунного механизма, где каждый из поршней с помощью водила и шатуна связан с коленчатым валом, имеющим свой маховик, соединенный внешней зубчатой передачей с передаточным отношением 2:1 по отношению левый к правому (см. патент США N 4010610, МПК F 01 B 7/02, 1977 г. ).

Недостаток известной поршневой машины заключается в недостаточно эффективной работе.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы.

Поставленная задача решается тем, что поршневая машина, содержащая по меньшей мере один цилиндр, размещенные в нем встречно-движущиеся поршни с образованием общей камеры сгорания, механизм газораспределения, выполненный в виде окон продувки и впрыска топлива, связанные с поршнями механизмы преобразования движения, выполненные в виде кривошипно-шатунного механизма, где каждый из поршней с помощью водила и шатуна связан с коленчатым валом, имеющим свой маховик, соединенный внешней зубчатой передачей с передаточным отношением 2: 1 по отношению левый к правому, согласно изобретению окно впрыска топлива расположено в районе верхней мертвой точки обоих поршней, продувочные окна расположены в середине между верхней и нижней мертвыми точками левого поршня, а цикл газораспределения привязан к коленчатому валу левого поршня, в стенках цилиндра которого прорезаны окна принудительной продувки.

На фиг. 1 показан общий вид поршневой машины;
на фиг. 2 показаны рабочие циклы при повороте водила поршня на 90^o;
на фиг. 3 - рабочий цикл при повороте водила поршня на 180^o;
на фиг. 4 - рабочий цикл при повороте водила поршня на 270^o;
на фиг. 5 - рабочие циклы двигателя при повороте водила поршня на 360^o.

Поршневая машина состоит как минимум из одного цилиндра 1, в стенках которого прорезаны окна принудительной продувки 2, 3 и впрыска топлива 4, снабжены распределительным механизмом (не показано). Внутри цилиндра 1 расположены два поршня 5, 6. Каждый поршень имеет свой коленчатый вал, с которым он соединен с помощью водила 7, 8 и шатуна 9, 10 с коленчатым валом 11. Каждый коленчатый вал содержит маховик 12, 13, соединенные друг с другом внешней зубчатой передачей с передаточным отношением 2:1 по отношению 12 к 13 левый к правому. Таким образом предложенная конструкция поршневой машины позволяет увеличить степень сжатия в цилиндре поршневой машины, повысить температуру сгорания горючей смеси, что в свою очередь позволяет увеличить общую и цилиндровую мощность. Предложенная поршневая машина является экологически более безопасной, так как продувка цилиндра осуществляется чистым воздухом и остатки несгоревшего топлива не попадают в атмосферу. Предложенная поршневая машина является более надежной в эксплуатации, так как не используется клапано-распределительный механизм, сокращающий срок службы и надежность двигателя. К тому же данная поршневая машина может работать как на легких видах топлива, так и на тяжелых.

Поршневая машина работает следующим образом.

При повороте коленчатого вала 11 поршня 5 от 0 для 90 градусов (см. фиг. 2) в ВМТ (верхней мертвой точке) происходит впрыск топлива, которое воспламеняется от повышенной температуры сжатого воздуха и избыточное давление газа совершает работу. При повороте коленчатого вала поршня 5 от 0 до 90 градусов совершается рабочий ход. Первый поршень 6 достигает своей НМТ (нижней мертвой точки), коленчатый вал которого совершает поворот на 180 градусов и тоже совершает рабочий ход.

При повороте коленчатого вала 11 левого поршня 5 от 90 до 180 градусов (см. фиг. 3) открывается окно продувки 3, через которое правый поршень 6 выталкивает две трети продуктов сгорания и открывает окно продувки 2.

При повороте коленчатого вала 11 поршня 5 от 180 до 270 градусов (см. фиг. 4) происходит всасывание воздушной смеси обоими поршнями. Левый поршень 6 поворачивает коленчатый вал от 360 до 540 градусов. При этом достигается максимальный объем забранной воздушной смеси.

При повороте коленчатого вала 11 поршня 5 от 270 до 360 градусов (см. фиг. 5) происходит сжатие воздушной смеси движущимися по инерции поршнями 5 и 6. При нахождении поршня 5 в ВМТ происходит впрыск топлива, которое воспламеняется от высокой температуры сжатого воздуха, и рабочий цикл повторяется. Маховики 12 и 13 коленчатых валов поршней 5 и 6 соединены зубчатой передачей с передаточным отношением левого 12 к правому 13 2:1. При этом маховик 12 левого поршня 5 за один цикл совершает 1 оборот 360 градусов, а маховик 13 первого поршня 6 совершает 2 оборота за один цикл, т.е. 720 градусов.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Поршневая машина содержит по меньшей мере один цилиндр, размещенные в нем встречно движущиеся поршни с образованием общей камеры сгорания, механизм газораспределения, выполненный в виде окон продувки и впрыска топлива. С поршнями связаны механизмы преобразования движения, выполненные в виде кривошипного шатунного механизма, где каждый из поршней с помощью водила и шатуна соединен с коленчатым валом, имеющим свой маховик. Маховики соединены внешней зубчатой передачей с передаточным отношением 2:1 по отношению левый к правому. Окно впрыска топлива расположено в районе верхней мертвой точки обоих поршней, продувочные окна расположены в середине между верхней и нижней мертвыми точками левого поршня. Цикл газораспределения привязан к коленчатому валу левого поршня, в стенках цилиндра которого прорезаны окна принудительной продувки. Технический результат заключается в повышении эффективности работы поршневой машины. 5 ил.

Поршневая машина, содержащая, по меньшей мере, один цилиндр, размещенные в нем встречно движущиеся поршни с образованием общей камеры сгорания, механизм газораспределения, выполненный в виде окон продувки и впрыска топлива, связанные с поршнями механизмы преобразования движения, выполненные в виде кривошипного шатунного механизма, где каждый из поршней с помощью водила и шатуна связан с коленчатым валом, имеющим свой маховик, соединенный внешней зубчатой передачей с передаточным отношением 2 : 1 по отношению левый к правому, отличающаяся тем, что окно впрыска топлива расположено в районе верхней мертвой точки обоих поршней, продувочные окна расположены в середине между верхней и нижней мертвыми точками левого поршня, а цикл газораспределения привязан к коленчатому валу левого поршня, в стенках цилиндра которого прорезаны окна принудительной продувки.