ДВИГАТЕЛЬ СЕМЕРНИНА Российский патент 2007 года по МПК F02B75/32 

Описание патента на изобретение RU2310084C1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, применяемым в автомобилестроении.

Из современного уровня техники известен двигатель симметричного действия, кривошипно-шатунный механизм которого состоит из двух коленчатых валов, расположенных параллельно или соосно и соединенных с поршнем двумя шатунами (см. патент Франции №1207362, МПК F01B 1/10, опубл. 16.02.1960, фиг.2 или 4). Техническое решение, примененное в упомянутом выше двигателе, направлено на снижение сил трения между поршнем и стенкой цилиндра.

Технический результат изобретения заключается в развитии потенциала, заложенного в двигателе по патенту Франции №1207362, с целью увеличения мощности двигателя при одновременном снижении его габаритов и массы.

Согласно изобретению двигатель внутреннего сгорания содержит в своей конструкции цилиндры с камерами сгорания, поршни и шатуны, объединенные пальцами в шатунные пары. При этом каждый из шатунов в шатунной паре своей нижней головкой посажен на один из двух соосно размещенных и вращающихся навстречу друг другу кривошипов. Фланцы кривошипов имеют конусные зубчатые венцы, входящие в зацепление с конусной шестерней вала отбора мощности. Цилиндры двигателя расположены оппозитно. Поршни в цилиндрах попарно жестко связаны между собой соединительной штангой с выступами, которые имеют возможность упираться в один из двух шатунных пальцев, играющих роль ползунов на соединительной штанге, передающей энергию движения на два соосно размещенных кривошипа посредством двух шатунных пар.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено следующее.

На фиг.1 изображено устройство двигателя Семернина, где 1 - поршень; 2 - соединительная штанга; 3 - упорный выступ соединительной штанги; 4 - ползунковый шатунный палец; 5 - шатун; 6 - открытый кривошип с зубчатым венцом; 7 - шестерня вала отбора мощности.

На фиг.2 изображен график перемещения поршня: А - перемещение поршня вниз; Б - перемещение поршня вверх,

На фиг.3 изображена схема передачи потока мощности от поршня к кривошипу.

Предложенный двигатель имеет два оппозитно расположенных цилиндра, в которых размещены четыре камеры сгорания. Два поршня 1 жестко связаны между собой соединительной штангой 2 и являются одним узлом - поршневой парой. Эта поршневая пара «плавающего типа», т.к. она не имеет фиксированной связи с коленчатым валом двигателя, а лишь в определенные моменты движения упирается выступами 3 в один из двух шатунных пальцев 4, играющих роль ползунов на этой штанге, и передает возвратно-поступательное движение поршней на две шатунные пары, состоящие из шатунов 5. Каждая шатунная пара - левая и правая - своими нижними головками через роликовые подшипники посажена на два открытых кривошипа 6, соосно размещенных в блоке двигателя и вращающихся навстречу друг другу. Фланцы кривошипов имеют конические зубчатые венцы, передающие крутящий момент шестерне вала отбора мощности 7.

Такая компоновка наделяет двигатель новым качеством - ускоренным движением поршня в режимах тактов сжатия и выпуска отработавших газов. Как известно, при движении поршня вверх его перемещение значительно отстает от поршня, движущегося вниз, и лишь потом, приближаясь к ВМТ, «нагоняет» его. В итоге, как видно из графика на фиг.2, в любой момент времени при движении поршня от НМТ к ВМТ он отстает в пройденном расстоянии от поршня, двигающегося вниз. Если же, как в двигателе Семернина, нижний поршень жестко связан не с шейкой кривошипа, а с верхним поршнем, то в режиме «движение вверх» он пройдет то же расстояние с большим ускорением, передав больше энергии рабочему телу в такте сжатия и уменьшив потери тепла в систему охлаждения. А это влечет за собой «повышение эффективности превращения теплоты в работу», что согласно теории тепловых двигателей является одним из основных способов увеличения мощности двигателя.

Еще одним преимуществом двигателя Семернина является возможность использовать «двухкамерную» схему компоновки двигателя. Из-за особенностей кривошипно-шатунного механизма эффективно работать двигатель с двумя камерами сгорания - над поршнем и под ним - может только при очень длинном шатуне. Чаще всего это судовые дизели, где габариты двигателя не ограничены размерами подкапотного пространства. Об использовании двухкамерных двигателей на современных автомобилях мне не известно. А при использовании в моем двигателе «плавающей поршневой пары» длина шатуна не имеет значения, ведь рабочий ход в каждом из четырех тактов одного цикла происходит по оптимальной схеме передачи потока мощности от поршня к кривошипу - см. фиг.3

Немаловажным фактором в характеристике двигателя Семернина являются его габариты и масса, которые на 35-40% меньше, чем у аналогичного двигателя классической компоновки. Это достигается за счет уменьшения в размерах блока цилиндров и коленчатого вала, самых больших и тяжелых деталей двигателя.

В настоящее время изготовлен макет двигателя. Ведутся работы по созданию действующей модели.

Похожие патенты RU2310084C1

название год авторы номер документа
ШЕСТЕРЕННЫЙ БЕСШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ С МНОГОКОЛЕНЧАТЫМ ВАЛОМ 2013
  • Холзаков Сергей Алексеевич
RU2537073C1
ВОСЬМИЦИЛИНДРОВЫЙ ОППОЗИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 2013
  • Гурьянов Александр Сергеевич
RU2539698C1
ОППОЗИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2013
  • Гурьянов Александр Сергеевич
RU2539609C2
ПОРШНЕВАЯ МАШИНА 2007
  • Нурмухаметов Вячеслав Файзрахманович
  • Едренкин Константин Олегович
  • Иванов Владимир Юрьевич
  • Павлинич Сергей Петрович
RU2380543C2
БЕСШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ 2007
  • Волков Глеб Юрьевич
  • Курасов Дмитрий Алексеевич
RU2345259C1
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2009
  • Алексенцев Евгений Иванович
  • Неклюдов Александр Афанасьевич
  • Ладзин Юлий Степанович
  • Шахматов Евгений Владимирович
  • Ардалин Борис Васильевич
RU2441994C2
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1990
  • Головешко Д.А.
RU2009347C1
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1989
  • Леонтьев Алексей Алексеевич
RU2008476C1
БЕСШАТУННЫЙ ОППОЗИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2011
  • Семенов Александр Алексеевич
  • Савицкий Владимир Яковлевич
  • Дьячков Юрий Алексеевич
RU2482301C1
ОППОЗИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2011
  • Павлов Виктор Иванович
  • Можаев Олег Сергеевич
RU2466284C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 310 084 C1

Реферат патента 2007 года ДВИГАТЕЛЬ СЕМЕРНИНА

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к автомобильным двигателям. Технический результат заключается в возможности увеличения мощности двигателя при одновременном снижении его габаритов и массы. Согласно изобретению двигатель внутреннего сгорания содержит в своей конструкции цилиндры с камерами сгорания, поршни и шатуны, объединенные шатунными пальцами в шатунные пары. Цилиндры двигателя расположены оппозитно. Поршни в цилиндрах попарно жестко связаны между собой соединительной штангой, на которой в качестве ползунов размещены два шатунных пальца. Соединительная штанга выполнена с выступами, которые имеют возможность упираться в один из двух шатунных пальцев. Энергия движения поршней через соединительную штангу и два шатунных пальца передается на два соосно размещенных кривошипа посредством двух шатунных пар. Для этого каждый из шатунов шатунной пары своей нижней головкой посажен на один из двух соосно размещенных и вращающихся навстречу друг другу кривошипов. Фланцы кривошипов имеют конусные зубчатые венцы, входящие в зацепление с конусной шестерней вала отбора мощности. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 310 084 C1

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий в своей конструкции цилиндры с камерами сгорания, поршни и шатуны, объединенные пальцами в шатунные пары, при этом каждый из шатунов в шатунной паре своей нижней головкой посажен на один из двух соосно размещенных и вращающихся навстречу друг другу кривошипов, фланцы которых имеют конусные зубчатые венцы, входящие в зацепление с конусной шестерней вала отбора мощности, отличающийся тем, что цилиндры расположены оппозитно, а поршни попарно жестко связаны между собой соединительной штангой с выступами, которые имеют возможность упираться в один из двух шатунных пальцев, играющих роль ползунов на соединительной штанге, передающей энергию движения на два соосно размещенных кривошипа посредством двух шатунных пар.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2310084C1

FR 1207362 А, 16.02.1960
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2002
  • Лихачев В.Б.
RU2228453C1
БЛОЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1994
  • Черногоров Анатолий Дмитриевич
RU2089740C1
US 1496490 A, 03.06.1924
DE 19546468 A1, 19.06.1997
GB 1193993 A, 03.06.1970.

RU 2 310 084 C1

Авторы

Семернин Сергей Алексеевич

Даты

2007-11-10Публикация

2006-06-05Подача