АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2008 года по МПК F02B75/28 

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 наружной цапф, расположенные 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 наполнения цилиндров воздухом, а также недостаточная надежность узлов крепления шатунов.

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

Сущность изобретения заключается в том, что аксиально-поршневой двигатель содержит головку цилиндров компрессорной секции с впускными клапанами и с обратными клапанами на нагнетании воздуха, блок цилиндров компрессорной секции с поршнями и жестко закрепленными на них штоками с шарнирами, блок цилиндров рабочей секции с попарно диаметрально противоположно расположенными цилиндрами с двумя встречными поршнями в каждом, с тремя группами камер сгорания, впускных, обратных и выпускных клапанов, форсунок, расположенных в середине и по краям цилиндров, впускными и выпускными каналами, ведущий вал с шестерней привода распределительных валов, с жестко закрепленными на нем двумя встречно-наклонными дисками, на наружной поверхности которых через подшипники скольжения установлены пространственно-качающиеся шайбы (по одной на каждую пару цилиндров) с цапфами и удерживающиеся от вращения рычагами, качающимися в опорах, опорные поршни с шарнирами, жестко закрепленные через штоки с поршнями и движущиеся в направляющих цилиндрах, распределительные валы, воздушные ресиверы.

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 головку цилиндров 1 компрессорной секции с впускными клапанами 2 и с обратными клапанами 3 на нагнетании воздуха, блок цилиндров 4 компрессорной секции с поршнями 5 и жестко закрепленными на них штоками 6 с шарнирами 7, блок цилиндров 8 рабочей секции с попарно диаметрально противоположно расположенными цилиндрами 9 с двумя встречными поршнями 10, 11 в каждом, с тремя группами камер сгорания 12, впускных 13, обратных 14 и выпускных 15 клапанов, форсунок 16, расположенных в середине и по краям цилиндров, с впускными 17 и выпускными 18 каналами, ведущий вал 19 с шестерней 20 привода распределительных валов, с жестко закрепленными на нем двумя встречно-наклонными дисками 21, на наружной поверхности которых через подшипники скольжения 22 установлены пространственно-качающиеся шайбы 23 (по одной на каждую пару цилиндров 9) с цапфами 24 и удерживающиеся от вращения рычагами 25, качающимися в опорах 26, опорные поршни 27 с шарнирами 28, жестко закрепленные через штоки 29 с поршнями 11 и движущиеся в направляющих цилиндрах 30, распределительные валы 31, воздушные ресиверы 32.

Аксиально-поршневой двигатель работает следующим образом. При движении поршней 5, жестко соединенных штоками 6 с поршнями 10, с одной стороны через впускные клапаны 2 происходит наполнение блоков цилиндров 4, ограниченных головкой блока 1, воздухом. Цикл впуска. В то же время с другой стороны поршней 5 происходит сжатие воздуха и вытеснение его через обратные клапаны 3 в ресиверы 32. Цикл сжатия. Одновременно с циклами впуска и сжатия при движении поршней 10, 11 от В.М.Т. к Н.М.Т в цилиндрах 9 блока цилиндров 8 открываются впускные клапаны 13 и начинается подача рабочего газа из камер сгорания 12 в цилиндры 9. Начало цикла рабочего хода. Когда давление в камерах сгорания 12 и в цилиндрах 9 уравняются открываются обратные клапаны 14 и происходит продувка и наполнение камер сгорания 12 сжатым воздухом из ресивера 32 через впускные каналы 17, обратные клапаны 14, после чего впускные клапаны 13 закрываются. При достижении поршнями 10, 11 Н.М.Т. открываются выпускные клапаны 15. Окончание цикла рабочего хода и начало цикла выпуска. При движении поршней 10, 11 от Н.М.Т. к В.М.Т. через выпускные клапаны 15, выпускные каналы 18 происходит удаление выхлопных газов. При достижении поршнями 10, 11 В.М.Т. закрываются выпускные клапаны 15. Окончание цикла выпуска. После закрытия впускных клапанов 13 давление в камерах сгорания 12 уравнивается с давлением в ресивере 32, обратные клапаны 14 закрываются и происходит впрыск топлива через форсунки 16. В тоже время с другой стороны поршней 10, 11 в цилиндрах 9 происходят также циклы рабочего хода и выпуска, но со сдвигом на половину оборота ведущего вала 19. Усилие поршней 10 через штоки 6, шарниры 7, поршней 11 через штоки 29, опорные поршни 27, шарниры 28 передаются на цапфы 24 пространственно-качающихся шайб 23, которые через подшипники скольжения 22 воздействуют на сбегающую сторону встречно-наклонных дисков 21, заставляя их вращаться заодно с ведущим валом 19. Рычаги 25, качающиеся в опорах 26 препятствуют вращению качающихся шайб 23. Направляющие цилиндры 30 обеспечивают возвратно-поступательное движение опорных поршней 27 со штоками 29. Распределительные валы 31, приводимые во вращение от ведущего вала 19 с шестерней 20, обеспечивают своевременное открытие и закрытие впускных 13 и выпускных 15 клапанов.

Заявленное изобретение позволит повысить за счет эффективного газообмена КПД и за счет осуществления рабочего хода в обоих направлениях движения поршня мощность аксиально-поршневых двигателей.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение КПД. Сущность изобретения заключается в том, что аксиально-поршневой двигатель содержит головку цилиндров компрессорной секции с впускными и обратными клапанами, блок цилиндров компрессорной секции с поршнями и штоками, блок цилиндров рабочей секции с попарно диаметрально противоположно расположенными цилиндрами с двумя встречными поршнями в каждом. Соосно с цилиндрами вращается ведущий вал с шестерней привода распределительных валов. На ведущем валу жестко закреплены два встречно-наклонных диска, на наружной поверхности которых через подшипники скольжения установлены пространственно-качающиеся шайбы (по одной на каждую пару цилиндров) с цапфами и удерживающими от вращения рычагами, качающимися в подшипниковых опорах. В направляющих цилиндрах движутся опорные поршни с шарнирами, жестко закрепленные через штоки с поршнями. При этом в каждом рабочем цилиндре размещены три группы камер сгорания, форсунок, впускных, обратных и выпускных клапанов, расположенных в середине и по краям цилиндров, что обеспечивает эффективный газообмен и увеличивает мощность, позволяя осуществлять цикл рабочего хода двигателя в обоих направлениях движения поршня. 3 ил.

Аксиально-поршневой двигатель, содержащий головку цилиндров компрессорной секции с впускными клапанами и с обратными клапанами на нагнетании воздуха, блок цилиндров компрессорной секции с поршнями и жестко закрепленными на них штоками с шарнирами, блок цилиндров рабочей секции с попарно диаметрально противоположно расположенными цилиндрами с двумя встречными поршнями в каждом, с камерами сгорания, с впускными, обратными и выпускными клапанами, форсунками, с впускными и выпускными каналами, ведущий вал с шестерней привода распределительных валов, с жестко закрепленными на нем двумя встречно-наклонными дисками, на наружной поверхности которых через подшипники скольжения установлены пространственно-качающиеся шайбы (по одной на каждую пару цилиндров) с цапфами и удерживающими от вращения рычагами, качающимися в опорах, опорные поршни с шарнирами, жестко закрепленные через штоки с поршнями и движущиеся в направляющих цилиндрах, распределительные валы, воздушные ресиверы, отличающийся тем, что в каждом рабочем цилиндре размещены три группы камер сгорания, форсунок, впускных, обратных и выпускных клапанов, расположенных в середине и по краям цилиндров, что обеспечивает эффективный газообмен и увеличивает мощность, позволяя осуществлять цикл рабочего хода двигателя в обоих направлениях движения поршня.