БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F02B57/00 F02B53/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве привода на различных транспортных средствах (автомобили, локомотивы, морские суда и др.).

Известна (1) конструкция бесшатунного двигателя внутреннего сгорания, содержащего корпус с цилиндрическим отверстием, прямой вал с кривошипами, установленный на опорах соосно цилиндрическому отверстию, не менее двух рабочих кольцеобразных цилиндров, в каждом из которых установлен кольцеобразный поршень, жестко соединенный с кольцеобразным штоком. Причем движение поршней в цилиндрах преобразовывается с помощью рычажно-кулисного механизма во вращательное движение вала.

Главным недостатком рассмотренного двигателя является сложность его конструкции из-за наличия в нем рычажно-кулисного механизма.

Задачей является упрощение конструкции двигателя.

Это достигается тем, что в цилиндрическом отверстии корпуса закреплены концентрично друг другу две спаренные в осевом направлении кольцевые направляющие, между которыми размещены на роликах с клиновыми упорами рабочие цилиндры, а на штоках, соединенных шарнирно с кривошипами, установлены пружины сжатия.

На чертеже показан поперечный разрез двигателя.

Двигатель состоит из следующих основных элементов. Корпус 1 с цилиндрическим отверстием, в котором соосно с этим отверстием концентрично друг другу закреплены две спаренные в осевом направлении кольцевые направляющие 2, 3 (на чертеже корпус 1 и направляющие 2 совмещены); рабочий кольцеобразный цилиндр 4 с кольцеобразными жестко соединенными между собой поршнем 5 и штоком 6, который в свою очередь соединен непосредственно шарнирно с кривошипом 7, установленным жестко на выполненном прямым по форме валу 8, размещенным в корпусе 1 соосно с его цилиндрическим отверстием на опорах (не показаны). На шток 6 между поршнем и правой стенкой рабочего цилиндра насажена пружина сжатия 9. Для обеспечения возможности движения рабочего цилиндра 4 с поршнем 5 и штоком 6 только в одном направлении (на чертеже по часовой стрелке) по траектории средней окружности радиуса R рабочие цилиндры 4 установлены между направляющими 2 и 3 на четырех парах роликов с клиновыми упорами 10.

Две спаренные кольцевые направляющие 2 и 3 устанавливаются в корпусе 1 на некотором расстоянии l в осевом направлении, обеспечивая тем самым движение рабочего цилиндра по ним на четырех парах роликов с клиновыми упорами 10.

Для устранения действия на корпус 1 двигателя несбалансированных центробежных сил, вызванных движением рабочего цилиндра 4 с поршнем 5 и штоком 6 по окружности радиуса R, между направляющими 2 и 3 устанавливают в окружном направлении на одинаковом расстоянии друг от друга не менее двух рабочих цилиндров 4 с поршнем 5 и штоком 6. При этом на валу 8 должно быть установлено соответствующее количество кривошипов для подсоединения их к штокам 6.

Двигатель работает следующим образом.

Пусть в исходном (крайне левом) положении (пружина 9 полностью разжата, штриховая линия) между поршнем 3 и левой стенкой цилиндра 4 поданная и сжатая горючая смесь воспламеняется электрической искрой. В результате расширения воспламеняющейся горючей смеси поршень 5 со штоком 6 будут двигаться по траектории средней окружности радиуса R по часовой стрелке относительно рабочего цилиндра 4, который благодаря роликам с клиновыми упорами 10 будет находиться в неподвижном состоянии относительно направляющих 2 и 3. При этом пружина 9 будет сжиматься, а вал 8 благодаря шарнирному соединению штока 6 с кривошипом 7 вращаться по часовой стрелке. Далее уже под действием упругой силы сжатия пружины 9 рабочий цилиндр 4 будет двигаться относительно поршня 5 со штоком 6 по часовой стрелке по средней окружности радиуса R, выдавливая при этом отработанные газы из рабочего цилиндра и заодно подготавливая подаваемую горючую смесь к очередному циклу работы двигателя.

Рассмотренный цикл движения рабочего цилиндра с поршнем и штоком будет повторяться, обеспечивая тем самым непрерывное вращение вала 8 по часовой стрелке.

Количество циклов движения рабочего цилиндра 4 с поршнем 5 и штоком 6 за один оборот вала 8 будет зависеть от нагрузки (момента сопротивления) на нем. Чем больше будет указанная нагрузка, тем большее число циклов движения будет совершать рабочий цилиндр 4 с поршнем 5 и штоком 6 по средней окружности радиуса R за один оборот вала. Равномерное вращение вала 8 обеспечивается установленным на нем маховиком (не показан).

Двигатель может работать в зависимости от его устройства в двухтактном (в рассматриваемом случае), либо в четырехтактном цикле.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания является достаточно простым в эксплуатации и конструктивном отношении, и в связи с этим является высокотехнологичным.

Использование изобретения в транспортных средствах позволит значительно сократить стоимость всего привода и его эксплуатации, а также уменьшить его габариты с сохранением высокой удельной мощности.

Источники информации
1. DE 4337544 A1, кл. F 01 C 1/063, опубл. 04.05.1995 г.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве привода на транспортных средствах (автомобили, локомотивы, морские суда и др.). В цилиндрическом отверстии корпуса закреплены концентрично друг другу две спаренные в осевом направлении кольцевые направляющие, между которыми размещены на роликах с клиновыми упорами рабочие цилиндры. На опорах соосно с цилиндрическим отверстием корпуса установлен прямой вал с кривошипами. На штоках, соединенных шарнирно с кривошипами, установлены пружины сжатия. В каждом из цилиндров установлен кольцеобразный поршень, жестко соединенный с кольцеобразным штоком. Задачей изобретения является упрощение конструкции двигателя. 1 ил.

Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с цилиндрическим отверстием, прямой вал с кривошипами, установленный на опорах соосно с цилиндрическим отверстием, не менее двух рабочих кольцеобразных цилиндров, установленных с возможностью движения в одном направлении на одинаковом расстоянии друг от друга, в каждом из цилиндров установлен кольцеобразный поршень, жестко соединенный с кольцеобразным штоком, отличающийся тем, что в цилиндрическом отверстии корпуса закреплены концентрично друг другу две спаренные в осевом направлении кольцевые направляющие, между которыми размещены на роликах с клиновыми упорами рабочие цилиндры, а на штоках, соединенных шарнирно с кривошипами, установлены пружины сжатия.