АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2007 года по МПК F02B75/06 F01B3/02 

Изобретение относится к двигателестроению, конкретнее к аксиально-поршневым двигателям внутреннего сгорания с осями цилиндров, расположенных в одной плоскости с осью ведущего вала, и с пространственно-качающейся наклонной шайбой.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий блок цилиндров, поршни с шатунами, установленные в блоке цилиндров, ведущий вал, наклонную шайбу с установленной на ней качающейся шайбой, связанной с шатунами, дополнительные в каждом цилиндре встречно расположенный поршень с шатуном, по меньшей мере один полый промежуточный вал, одну дополнительную наклонную шайбу с установленной на ней качающейся шайбой, связанной с шатунами встречно расположенных поршней, причем на каждом полом промежуточном валу установлены обе наклонные шайбы, при этом каждый промежуточный вал связан с ведущим валом через цилиндрические зубчатые передачи, а каждая качающаяся шайба связана с ведущим валом через коническую и цилиндрическую зубчатые передачи (см. описание изобретения к патенту РФ №2163682, МПК F02В 75/32, F02В 75/26, F01В 3/02, публикация 27.02.2001 г.).

Недостатком известного двигателя является невысокий КПД из-за большого количества зубчатых зацеплений.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий неподвижный корпус, цилиндры с двумя встречными поршнями в каждом, коренной вал с жестко закрепленными на нем дисками, на наружной поверхности которых через подшипники установлены пространственно-качающиеся шайбы, при этом поршни шарнирно соединены с шатунами, противоположные концы которых шарнирно соединены с качающимися шайбами, а оси цилиндров выполнены параллельными оси коренного вала, двигатель снабжен кольцами, каждая шайба соединена с одним из них посредством двух цапф, расположенных друг против друга на внутренней стороне кольца, кольца соединены с корпусом двумя другими цапфами, расположенными друг против друга с внешней стороны колец, и установлены с возможностью покачивания вокруг осей наружных цапф, расположенных на внутренней и внешней сторонах, перпендикулярны между собой и лежат в одной плоскости с центром вращения дисков и центром пространственного покачивания шайб (см. описание изобретения к патенту РФ №2125162, МПК 6 F01В 3/02, F02В 75/26, публикация 20.01.99).

Недостатками этого двигателя, принятого за прототип, являются недостаточно эффективный способ продувки выхлопных газов и наполнение цилиндров воздухом, а также недостаточная надежность узлов крепления шатунов.

Задачей заявляемого изобретения является повышение КПД и повышение надежности аксиально-поршневых двигателей.

Сущность изобретения заключается в том, что аксиально-поршневой двигатель содержит корпус, попарно диаметрально противоположно расположенные цилиндры с двумя встречными поршнями в каждом, коренной вал с жестко закрепленными на нем двумя встречно-наклонными дисками, на наружной поверхности которых через подшипники установлены пространственно-качающиеся шайбы, головки цилиндров с впускными клапанами и с обратными клапанами на нагнетании воздуха, воздушный ресивер-маслоотделитель, компрессор, впускные и выпускные клапаны (возможен вариант с пневмоэлектрическим приводом) рабочей части цилиндров, форсунки. Пространственно-качающиеся шайбы выполнены по одной на каждую пару цилиндров с цапфами. Поршни выполнены с жестко закрепленными на них штоками с опорными поршнями, движущимися в направляющих цилиндрах и, через опирающиеся на цапфы пространственно-качающихся шайб шарниры, передающие усилие на встречно-наклонные диски и коренной вал. Компрессор предназначен для предпускового наполнения ресивера-маслоотделителя сжатым воздухом и повышения давления в процессе работы, что позволяет изменять степень сжатия, и соответственно мощность двигателя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 показан аксиально-поршневой двигатель, общий вид в продольном разрезе;

на фиг.2 - то же, поперечный разрез А-А;

на фиг.3 - то же, поперечный разрез В-В.

Аксиально-поршневой двигатель содержит корпус 1, попарно диаметрально противоположно расположенные цилиндры 2 с двумя встречными поршнями 3 в каждом, коренной вал 4 с жестко закрепленными на нем двумя встречно-наклонными дисками 5, на наружной поверхности которых через подшипники 6 установлены пространственно-качающиеся шайбы 7, головки цилиндров 8 с впускными клапанами 9, с обратными клапанами 10 на нагнетании воздуха, воздушный ресивер-маслоотделитель 11, компрессор 12, впускные 13 и выпускные 14 клапаны рабочей части цилиндров, форсунки 15. Пространственно-качающиеся шайбы 7 выполнены по одной на каждую пару цилиндров 2 с цапфами 16 и удерживаются от вращения рычагами 17, качающимися в опорах 18. Поршни 3 выполнены с жестко закрепленными на них штоками 19 с опорными поршнями 20, движущимися в направляющих цилиндрах 21 и, через опирающиеся на цапфы 16 пространственно-качающихся шайб 7 шарниры 22, передающие усилие на встречно-наклонные диски 7 и коренной вал 4.

Аксиально-поршневой двигатель работает следующим образом. При движении поршней 3 к центру цилиндров 2 через впускные клапаны 9, размещенные в головке цилиндров 8, происходит наполнение цилиндров 2 воздухом. Цикл впуска. При движении поршней 3 от В.М.Т. к Н.М.Т. происходит сжатие воздуха и вытеснение его через обратные клапаны 10 в ресивер-маслоотделитель 11. Цикл сжатия. Одновременно с циклом сжатия при движении поршней 3 от В.М.Т. к Н.М.Т в цилиндрах 2 открываются впускные клапаны 13 и начинается подача воздуха из ресивера-маслоотделителя 11 в цилиндры 2. Начало цикла впуска. Когда надпоршневой объем цилиндров 2 равен объему камеры сгорания, закрываются впускные клапаны 13 и происходит впрыск топлива через форсунки 15. Окончание цикла впуска и начало рабочего хода. При достижении поршнями 3 Н.М.Т. открываются выпускные клапаны 14. Окончание цикла рабочего хода и начало цикла выпуска. При движении поршней 3 от Н.М.Т. к В.М.Т. через выпускные клапаны 14 происходит удаление выхлопных газов. При достижении поршнями 3 В.М.Т. закрываются выпускные клапаны 14. Окончание цикла выпуска. Усилие поршней 3 через штоки 19, опорные поршни 20, шарниры 22 передаются на цапфы 16 качающихся шайб 7, которые через подшипники 6 воздействуют на сбегающую сторону встречно-наклонных дисков 5, заставляя их вращаться заодно с коренным валом 4 в корпусе 1. Рычаги 17, качающиеся в опорах 18, препятствуют вращению качающихся шайб 7. Направляющие цилиндры 21 обеспечивают возвратно-поступательное движение опорных поршней 20 со штоком 19. Компрессор 12 предназначен для предпускового наполнения ресивера-маслоотделителя 11 сжатым воздухом и повышения давления в процессе работы, что позволяет изменять степень сжатия и соответственно мощность двигателя.

Заявленное изобретение позволит повысить К.П.Д. и повысить надежность аксиально-поршневых двигателей.

Двигатель предназначен для использования в энергетике. Двигатель содержит корпус, попарно диаметрально противоположно расположенные цилиндры с двумя встречными поршнями в каждом, коренной вал с жестко закрепленными на нем двумя встречно-наклонными дисками, на наружной поверхности которых через подшипники установлены пространственно-качающиеся шайбы (по одной на каждую пару цилиндров с цапфами), головки цилиндров с впускными и обратными клапанами, ресивер-маслоотделитель, компрессор для предпускового наполнения ресивера, впускные и выпускные клапаны рабочей части цилиндров, форсунки. На штоках закреплены опорные поршни, движущиеся в направляющих цилиндрах и через шарниры шайб передающие усилие на диски и коренной вал. Реализация изобретения позволит повысить надежность и КПД и изменять степень сжатия в процессе работы. 3 ил.

Аксиально-поршневой двигатель, содержащий корпус, попарно диаметрально противоположно расположенные цилиндры с двумя встречными поршнями в каждом, коренной вал с жестко закрепленными на нем двумя встречно-наклонными дисками, на наружной поверхности которых через подшипники установлены пространственно-качающиеся шайбы, головки цилиндров с впускными клапанами и с обратными клапанами на нагнетании воздуха, воздушный ресивер-маслоотделитель, компрессор, впускные и выпускные клапаны рабочей части цилиндров, форсунки, отличающийся тем, что пространственно-качающиеся шайбы выполнены по одной на каждую пару цилиндров с цапфами, поршни выполнены с жестко закрепленными на них штоками с опорными поршнями, движущимися в направляющих цилиндрах и через опирающиеся на цапфы пространственно-качающихся шайб шарниры передающие усилие на встречно-наклонные диски и коренной вал.