МНОГОТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F02B75/32 F02B75/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания без коленчатого вала, вместо которого установлены барабаны с дорожками в виде синусоиды. Изобретение может быть применено в качестве силовой установки на автомобилях, гусеничных тягачах, тракторах и других наземных средствах передвижения.

Как в Российской Федерации, так и за рубежом известно множество патентов и разработок подобных кинематических схем как для двигателей внутреннего сгорания, так и для поршневых машин вообще.

Так из патента США 1796453, МПК 7 F 02 B 75/26, опубл. 17.03.1931 известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий основание, цилиндры, в которых расположены поршни одностороннего действия, движущиеся возвратно-поступательно навстречу друг другу. Поршневые пальцы соединяют поршни с поршневыми балками, на цапфах которых установлены ролики. Причем ролики движутся по дорожкам в виде синусоид, выполненным по периметру барабанов. Кроме того, барабаны соединены между собой валом и шестернями и вращаются в плоскости, перпендикулярной оси цилиндров. Также данный двигатель содержит системы подачи топлива, воздуха, смазки, охлаждения и клапанный механизм газораспределения. Этот двигатель является наиболее близким аналогом заявленного изобретения.

Однако на данном двигателе не изменяется степень сжатия, и, как следствие, он не может работать на разных сортах бензина и дизельного топлива. Кроме того, увеличение проходных сечений клапанов установленного на двигателе клапанного механизма газораспределения ограничено, что снижает наполнение цилиндров.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы двигателя на разных сортах бензина и дизельного топлива по разным циклам: по циклу с сжатием горючей смеси и воспламенением от свечи зажигания; по циклу с сжатием воздуха и впрыском топлива под высоким давлением; по циклу с сжатием бедной смеси и одновременным впрыском небольшой порции дизельного топлива.

Поставленная задача решается тем, что заявленный двигатель внутреннего сгорания содержит основание, цилиндр, поршни одностороннего действия, которые движутся возвратно-поступательно навстречу друг другу, поршневые балки, ролики, установленные на цапфах поршневых балок и барабаны с дорожками в виде синусоид, по которым движутся ролики. Барабаны соединены между собой валом и шестернями и вращаются в плоскости, перпендикулярной оси цилиндров. Также заявленный двигатель содержит механизм газораспределения, системы смазки, охлаждения, запуска и подачи топлива и воздуха. Основным отличием заявленного двигателя от прототипа по пат. США, направленным на достижение поставленной технической задачи, является то, что поршни расположены в одном цилиндре и имеют общую камеру сгорания, причем по периметру цилиндра с обеих сторон камеры сгорания выполнены щелевые окна, перекрывающиеся в процессе работы кольцами с осями, на которых установлены шаровые ролики привода колец от автономных кулис. Помимо этого для достижения поставленной технической задачи барабаны установлены на втулках и подшипниках, причем барабаны с помощью резьбовых муфт могут перемещаться относительно оси цилиндра, приближая или удаляя поршни от камеры сгорания и изменяя таким образом степень сжатия внутри цилиндра. Кроме того, ролики поршневых балок выполнены шаровыми и движутся по двухсторонним дорожкам по периметру окружности внутри барабанов. Также поставленная задача решается тем, что в цилиндре одновременно могут быть установлены свеча зажигания и форсунка или же, при работе двигателя на различных сортах бензина, свеча зажигания и заглушка вместо форсунки.

Устройство изобретения поясняется фиг. 1 и 2.

Фиг.1 - разрез двигателя по оси цилиндра.

Фиг.2 - общий вид двигателя.

Многотопливный двигатель внутреннего сгорания состоит из основания 1, поршней 2, расположенных в одном общем цилиндре 3 и имеющих общую камеру сгорания 4, барабанов 5 с двухсторонними дорожками 6 в виде синусоид, установленных на подшипниках 7 и втулках 8, поршневых балок 9, резьбовых муфт 10, шаровых роликов 11, установленных на цапфах балок 9, поршневых пальцев 12, соединяющих поршни 2 с балками 9, шестерен 13 привода барабанов 5, вала привода 14, шестерен 15. По периметру цилиндра 3, с обеих сторон камеры сгорания 4, выполнены щелевые окна 16, которые перекрываются в процессе работы кольцами 17 с осями 18. На осях 18 установлены шаровые ролики 19 привода колец от автономных кулис. В цилиндре 3 одновременно установлены свеча зажигания и форсунка 20.

Многотопливный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

При работе двигателя шаровые ролики 11 поршневых балок 9 движутся по двухсторонним дорожкам 6 по периметру окружности внутри барабанов 5, перемещая балки 9 с поршнями 2 в крайнее левое или правое положение. Барабаны 5 соединены между собой валом 14 и шестернями 15. При работе на различных сортах бензина в двигателе вместо форсунки устанавливается заглушка, а топливный насос отключается. Регулирование степени сжатия осуществляется поворотом резьбовых муфт 10, которые перемещают барабаны 5 с поршнями 2 в фиксированные положения. Поршни 2 движутся навстречу друг другу и работают с одним зарядом рабочей смеси в едином цикле. Щелевые окна 16 по краям камеры сгорания 4 выполнены шириной 2-3 мм, что дает возможность уменьшить ход колец 17, которые открывают и закрывают окна 16, и снизить динамические нагрузки на механизм газораспределения.

Многотопливный двигатель внутреннего сгорания прост по конструкции и полностью уравновешен. Два или более двигателя могут быть объединены в один блок и при необходимости отключаться друг от друга и работать на различных сортах бензина и дизельном топливе.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания без коленчатого вала, вместо которого установлены барабаны с дорожками в виде синусоиды. Изобретение может быть применено в качестве силовой установки на автомобилях, гусеничных тягачах, тракторах и других наземных средствах передвижения. Технический результат заключается в возможности создания многотопливного двигателя с изменяемой степенью сжатия и щелевым механизмом газораспределения. Двигатель состоит из основания, поршней, расположенных в одном общем цилиндре и имеющих общую камеру сгорания, а также барабанов, установленных на подшипниках и втулках. Поршни соединены поршневыми пальцами с поршневыми балками, на цапфах которых установлены шаровые ролики. Причем ролики движутся по двухсторонним дорожкам в виде синусоид, выполненным по периметру окружности внутри барабанов. Барабаны соединены между собой валом и шестернями и вращаются в плоскости, перпендикулярной оси цилиндров. Причем барабаны с помощью резьбовых муфт могут перемещаться относительно оси цилиндра, приближая или удаляя поршни от камеры сгорания и изменяя таким образом степень сжатия. По периметру цилиндра, с обеих сторон камеры сгорания, выполнены щелевые окна, которые перекрываются в процессе работы кольцами с осями. На осях установлены шаровые ролики привода колец от автономных кулис. В цилиндре двигателя одновременно установлены свеча зажигания и форсунка. Два или более двигателя могут быть объединены в один блок и при необходимости отключаться друг от друга и работать на различных сортах бензина и дизельном топливе. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий основание, цилиндр, поршни одностороннего действия, которые движутся возвратно-поступательно навстречу друг другу, поршневые балки, ролики, установленные на цапфах поршневых балок, барабаны с дорожками в виде синусоид, по которым движутся ролики, барабаны соединены между собой валом и шестернями и вращаются в плоскости, перпендикулярной оси цилиндров, механизм газораспределения, системы подачи топлива и воздуха, смазки, охлаждения, запуска, отличающийся тем, что поршни расположены в одном цилиндре и имеют общую камеру сгорания, причем по периметру цилиндра с обеих сторон камеры сгорания выполнены щелевые окна, перекрывающиеся в процессе работы кольцами с осями, на которых установлены шаровые ролики привода колец от автономных кулис, ролики поршневых балок выполнены шаровыми и движутся по двухсторонним дорожкам по периметру окружности внутри барабанов, которые установлены на втулках и подшипниках, причем барабаны с помощью резьбовых муфт могут перемещаться относительно оси цилиндра, приближая или удаляя поршни от камеры сгорания и изменяя таким образом степень сжатия. 2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что в цилиндре одновременно установлены свеча зажигания и форсунка. 3. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что при работе двигателя на различных сортах бензина в цилиндре одновременно установлены свеча зажигания и заглушка. 4. Двигатель внутреннего сгорания по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что работает по циклу с сжатием горючей смеси и воспламенением от свечи зажигания. 5. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что работает по циклу с сжатием воздуха и впрыском топлива под высоким давлением. 6. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что работает по циклу с сжатием бедной смеси и одновременным впрыском небольшой порции дизельного топлива. 7. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что два или более двигателя объединены в один блок и при необходимости отключаются друг от друга.