СДВОЕННЫЙ КРИВОШИПНО-ШАТУННО-СЕРЬГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК F01B9/02 F02B75/32 F16H21/18 

Изобретение относится к области построения поршневых двигателей преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала.

В настоящее время известен двигатель внутреннего сгорания, имеющий неподвижный корпус, в котором помещен двусторонний поршень, имеющий в середине коленчатый вал, соединенный шарнирно с шатунном и с поршнем. При работе двигателя энергия сгоревшего топлива давит на поршень, который передает движение через шатун коленчатому валу (патент: Франция 1361088 фиг. 1, фиг. 2 за 1994 г. ).

Недостатком двигателя является то, что в момент, когда поршень находится в мертвой точке, шейка коленчатого вала движется по радиусу поперек движения поршня и плечо шейки коленчатого вала равно нулю по отношению к поршню в момент, когда газы сгоревшего топлива имеют максимальное давление на поршень. Здесь теряется большая часть энергии топлива. Теряется энергия и на то, что коленчатый вал наклоняет шатун то в одну, то в другую сторону и этим шатун прижимает поршень к цилиндру, отчего теряется энергия на трение и вызывает повышенный износ поршня и цилиндра.

Целью изобретения является создание двигателя, более экономичного с повышенной износостойкостью поршня и цилиндра. Достигается это тем, что плечи коленчатых валов в мертвой точке развернуты по отношению к поршню примерно на 40-45^o. В таком положении поршень под максимальным давлением газов сгоревшего топлива легко повернет коленчатые валы через шатуны и серьги. В другом случае коленчатые валы вращаются в разные стороны внутри поршня и поэтому они уравновешивают возникающие перекосы и поршень поэтому не прижимается к стенкам цилиндра.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 изображен сдвоенный кривошипно-шатунно-серьговый двигатель (вид спереди в разрезе и вид сверху в разрезе). На фиг. 2 изображен двигатель (вид сбоку в разрезе). На фиг. 3 изображен поршень (вид спереди в разрезе и вид сверху в разрезе).

Предлагаемый сдвоенный кривошипно-шатунно-серьговый двигатель состоит из неподвижного корпуса 1, выполненного заодно с цилиндром 2, в котором помещен двусторонний поршень 3, имеющий с двух боковых сторон продольные пазы 4 и 5.

В пазу 4 помещен коленвал 6, имеющий противовесы. Коленвал 6 подвешан на подшипниках 7 и 8 в корпусной крышке 9. На шейке коленвала 6 помещена на подшипнике 10 серединой серьга 11, концы которой выполнены вилкой, одним концом серьга 11 соединена через палец 12 шарнирно с шатуном 13, который соединен другим концом шарнирно со смещенным с центра поршня 3 гнездом 14 и соединен пальцем 15 с поршнем 3. Другой конец серьги 11 соединен шарнирно через палец 16 с другим шатуном 17, который соединен шарнирно другим концом со смещенным с центра поршня 3 гнезда 18 пальцем 19 и поршнем 3, но уже с другой стороны поршня 3. На коленвале 6 на другом конце укреплена при помощи шпонки 20 коническая шестерня 21, которая зубьями соединена с другой паразитной конической шестерней 22, установленной в корпусе 1 на подшипнике 23 на неподвижной оси 24. Коническая паразитная шестерня 22 соединена с другой конической шестерней 25, укрепленной при помощи шпонки 27 на другом коленвалу 26, имеющем противовес. Коленвал 26 подвешен в корпусной крышке 28 на подшипниках 29 и 30. На шейке коленвала 26 помещена серединой на подшипнике 31 серьга 32, концы которой выполнены вилкой. Одним концом она соединена шарнирно с шатуном 33 при помощи пальца 34, другой конец шатуна 33 соединен шарнирно со смещенным с центра поршня 3 гнезда 35 при помощи пальца 36. Другой конец серьги 32 соединен шарнирно при помощи пальца 37 с другим шатуном 38, который другим концом соединен шарнирно со смещенным с центра поршня 3 гнездом 39 при помощи пальца 40 на другом конце поршня 3.

Для того чтобы поршень 3 не разворачивался по диаметру в направляющих пазах 4 и 5, в корпусной крышке 9 установлены подшипники 41 и 42 на подвижных осях 43 и 44. С другой стороны поршня 3 в продольном пазу 5 помещены в корпусной крышке 28 подшипники 45 и 46 на неподвижных осях 47 и 48.

Предлагаемый сдвоенный кривошипно-шатунно-серьговый двигатель работает следующим образом. При вращении коленвала 6 на подшипниках 7 и 8 вращается коническая шестерня 21, которая передает вращение паразитной шестерне 22, она, вращаясь на подшипнике 23, передает вращение другой конической шестерне 25. Шестерня 25 вращает, но уже в другую сторону, коленвал 26 на подшипниках 29 и 30. Вращаясь, коленвал 6 передает движение серьге 11, которая сообщает движение шатунам 13 и 17, соединенные с поршнем 3. Двигаясь в цилиндре, поршень 3 перемещается к верхней мертвой точке. Один шатун 13 повернут вдоль поршня 3. Другой шатун 17 становится поперек поршня 3. Точно так, только в обратном направлении, коленвал 26 передвигает серьгу 32, которая, соединенная с шатунами 33 и 38, приводит в движение поршень 3. Оба коленвала 6 и 26 вращаются одновременно, но в разных направлениях. Поршень 3 под действием газов сгоревшего топлива легко через шатуны 13, 17 и 33, 38 и серьги 11 и 32 поворачивает коленчатые валы 6 и 26, поскольку они в мертвой точке развернуты шейками примерно на 40-45^o по отношению к поршню 3. Поэтому двигатель имеет податливый, легкий ход.

Двигаясь вниз, поршень 3 обкатывается в пазах 4 и 5 и скользит на подшипниках 41, 42, 45, 46, чтобы поршень 3 не развернулся по диаметру в цилиндре 2. Шатуны 13, 17 и 33, 38 в это время передают движение серьгам 11 и 32, которые поворачивают коленвалы 6 и 26. Под максимальным давлением газов сгоревшего топлива, пройдя половину хода, поршень 3 уже набрал скорость, раскрутил коленвалы 6 и 26, шатуны 13, 17 и 33, 38 меняют свое положение. Которые были вдоль поршня 3 повернулись поперек поршня 3, а которые были поперек поршня 3, повернулись в мертвой точке вдоль поршня 3. Поворачиваясь, шатуны 13, 17 и 33, 38 увеличивают ход поршня 3. Коленчатые валы 6 и 26, вращаясь в разные стороны, уравновешивают все перекосы внутри поршня 3 и становятся в мертвой точке одновременно развернутыми плечами снова под углом примерно 40-45^o.

Сгорание горючей смеси и газоотделение происходят во всех поршневых двигателях внутреннего сгорания. Предлагаемый двигатель является блок-модулем и его можно собирать по блокам, сколько надо, достаточно соединить корпуса блоков и конические шестерни на коленчатых валах.

Двигатель предназначен для использования в энергомашиностроении. Двигатель содержит корпус с цилиндром, двухсторонний поршень, коленчатые валы, синхронизирующие конические шестерни, крышки и подшипники. В поршне выполнены пазы, в которых расположены валы, на шейках которых своими серединами установлены серьги, концами соединенные с шатунами; валы установлены на подшипниках с возможностью разворота на 40-45^o в мертвых точках. Изобретение обеспечивает повышение экономичности и износоустойчивости. 3 ил.

Сдвоенный кривошипно-шатунно-серьговый двигатель, состоящий из неподвижного корпуса, выполненного заодно с цилиндром и помещенного в него двухстороннего поршня, в середине которого помещен коленвал, отличающийся тем, что в нем стоят подвешенные на четырех подшипниках в корпусных крышках два коленвала, на шейках которых помещены на подшипниках серединой серьги, последние соединены на концах с короткими шатунами, которые с двух сторон соединены другими концами со смещенными с центра поршня гнездами, поэтому плечи коленчатых валов в мертвой точке развернуты примерно на 40-45^o относительно поршня, коленчатые валы, расположенные в середине продольного паза последнего, соединены коническими шестернями, с одной стороны шестерня, укрепленная на коленвалу, находится в зацеплении с паразитной конической шестерней, подвешенной в корпусе на подшипнике, и находится в зацеплении с конической шестерней другого коленчатого вала, который подвешен в корпусной крышке, в последней снизу и сверху стоят подшипники, помещенные в продольном пазу поршня, в котором с другой стороны помещены точно также в другой корпусной крышке снизу и сверху подшипники в пазу другого бока поршня.