Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению.
Известны конструкции бесшатунных и бескривошипных (роторных) двигателей внутреннего сгорания. Например, двигатель Баландина, двигатель Ванкеля.
Двигатель Баландина (Баландин С. С. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1972) содержит цилиндр, поршень, шток, камеру сгорания, коленчатый вал. В двигателе Баландина преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное осуществляется при помощи коленчатого вала специальной конструкции.
Двигатель Ванкеля (Орлин А.С. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1990) содержит корпус, ротор, камеру сгорания, источники воспламенения, выходной вал. В этом двигателе усилие от действия газов передается непосредственно вращающемуся ротору, а от ротора - выходному валу.
Наиболее близким к предлагаемому двигателю является бесшатунный двигатель внутреннего сгорания (Патент РФ N 2099559, Бюл. N 35, 20. 12. 97 г.), который содержит цилиндр, поршень, выходной вал, камеру сгорания, форсунку, механизм газораспределения.
Такая конструкция позволяет упростить двигатель, повысить надежность работы при высоких динамических нагрузках и обеспечить возможность форсирования двигателя, а также уменьшения механических потерь в сопряжении "поршень-цилиндр" за счет придания поршню вращательного движения.
Недостатком данного двигателя являются высокие контактные напряжения в сопряжении "шар - канавка", возникающие при положении поршня вблизи верхней мертвой точки (ВМТ) в процессе сгорания.
Изобретение решает задачу уменьшения контактных напряжений в сопряжении "шар - канавка".
Указанная задача решается тем, что в бескривошипном двигателе внутреннего сгорания, содержащем цилиндр, гильзу, поршень с криволинейным бесконечным пазом на его наружной поверхности, связанный с цилиндром при помощи тел вращения и взаимодействующий через поршневой палец и тела вращения с выходным валом, камеру сгорания, топливную систему, механизм газораспределения, согласно изобретению на выходном валу установлена пружина, имеющая предварительное сжатие, причем один конец пружины опирается на буртик выходного вала, а другой - на нижний торец юбки.
Наличие пружины с предварительным сжатием, установленной так, что один конец пружины опирается на буртик выходного вала, а другой - на нижний торец юбки, позволяет уменьшить контактные напряжения в сопряжении "шар - канавка". Усилие, создаваемое пружиной, противоположно по направлению силе, возникающей от давления газов на поршень в период сгорания. Причем это усилие приложено к нижнему торцу поршня. Благодаря этому обстоятельству канавка, выполненная на наружной поверхности поршня, разгружается от действия высоких контактных напряжений в период сгорания.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен разрез двигателя.
Двигатель включает цилиндр 1 и гильзу 2 с выполненными в стенках отверстиями 3 и установленными в них шарами (телами вращения) 4, которые зафиксированы регулировочными винтами 5, поршень 6 с выполненным на части длины его наружной поверхности бесконечным криволинейным пазом 7, который входит в сочленение с соответствующими шарами (телами вращения), установленными в цилиндре с гильзой. В совокупности поршень, шары (тела вращения) и паз представляют передаточный механизм. Причем поршень связан с выходным валом 8 при помощи поршневого пальца 9 с установленными на нем цилиндрическими роликами 10. Выходной вал установлен в подшипниках 11 и 12, и на нем установлены маховик 13 и пружина 14, которая одним концом опирается на нижний торец юбки поршня, а другим - на буртик выходного вала. Поршень при положении в ВМТ в совокупности с цилиндром образуют камеру сгорания 15. В корпусе цилиндра установлена свеча зажигания 16, имеются продувочный 17 и выпускной 18 каналы.
Двигатель работает как двигатель с кривошипно-камерной схемой газообмена следующим образом.
В процессе сгорания и расширения газы принуждают поршень 6 к поступательному движению, которое воспринимается передаточным механизмом, включающим паз 7, выполненный на наружной поверхности поршня. Пазы, находясь в сочленении с шарами (телами вращения) 4, расположенными в выполненных стенках цилиндра 1 и гильзы 2 отверстиях 3 и зафиксированными регулировочными винтами 5, вынуждают поршень совершать одновременно возвратно-поступательное движение и вращение. Вращательное движение поршня передается на выходной вал 8 при помощи поршневого пальца 9 с цилиндрическими роликами 10. Данный выходной вал в продольном направлении остается неподвижным, а поршень имеет возможность движения вдоль этого вала. Причем пружина 14, опирающаяся одним концом на буртик выходного вала, а другим - на нижний торец юбки, вращается вместе с поршнем. Причем при движении поршня к нижней мертвой точке (НМТ) пружина подвергается сжатию и, воздействуя на нижний торец поршня, способствует частичной разгрузке стенок канавки от чрезмерных контактных напряжений в период сгорания. При движении поршня к ВМТ пружина воздействует на его нижний торец, способствует разгрузке стенок канавки от действия контактных напряжений, обусловленных действием сил инерции поршня, в период сжатия. Перемещение поршня от НМТ до ВМТ обеспечивается, таким образом, силами упругости пружины и установленным на выходном валу маховиком 13.
Предлагаемый двигатель может использоваться в личном, фермерском хозяйстве в качестве привода электрогенератора, насоса, лебедки и др.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
БЕСКРИВОШИПНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2004 |
|
RU2264546C1 |
БЕСКРИВОШИПНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2004 |
|
RU2263801C1 |
ПОРШНЕВАЯ МАШИНА | 2003 |
|
RU2250377C2 |
ПОРШНЕВАЯ МАШИНА | 2003 |
|
RU2246008C1 |
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ПОРШНЯМИ | 1999 |
|
RU2166654C1 |
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2004 |
|
RU2267016C1 |
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2001 |
|
RU2196237C1 |
ПОРШНЕВАЯ МАШИНА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ (ПЕРЕКАЧКИ) ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ АГЕНТОВ (ВАРИАНТЫ) | 2002 |
|
RU2212544C1 |
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 1996 |
|
RU2110691C1 |
БЕСКРИВОШИПНЫЙ ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2010 |
|
RU2468225C2 |
Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Бескривошипный двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр, гильзу и поршень, связанный с цилиндром при помощи тел вращения, входящих в сочленение с криволинейным бесконечным пазом, выполненным на наружной поверхности поршня. На выходном валу установлена пружина, имеющая предварительное сжатие. Один конец пружины опирается на буртик выходного вала, а другой - на нижний торец юбки поршня. Технический результат заключается в уменьшении контактных напряжений в сопряжении тело вращения - криволинейный паз. 1 ил.
Бескривошипный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, гильзу, поршень, связанный с цилиндром при помощи тел вращения, входящих в сочленение с криволинейным бесконечным пазом, выполненным на наружной поверхности поршня, отличающийся тем, что на выходном валу установлена пружина, имеющая предварительное сжатие, причем один конец пружины опирается на буртик выходного вала, а другой - на нижний торец юбки поршня.
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ПОРШНЯМИ | 1995 |
|
RU2099559C1 |
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 1992 |
|
RU2057948C1 |
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ПОРШНЯМИ | 1995 |
|
RU2097589C1 |
DE 4326463 A1, 09.02.1995 | |||
DE 3831451 A1, 12.04.1990 | |||
DE 4105020 A1, 27.08.1992. |
Авторы
Даты
2000-09-27—Публикация
1999-05-18—Подача