ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2013 года по МПК F02B75/32 F01B9/02 

Изобретение относится к моторостроительной промышленности, а конкретно к строительству поршневых двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано моторостроительной промышленностью в строительстве долговечных, энергоемких, компактных двигателей всех разновидностей и типов, основанных на применении в двигателях механизма преобразования вращения нового варианта.

Наиболее близким аналогом к изобретению техническим решением является поршневой двигатель внутреннего сгорания с многозвенным кривошипно-шатунным механизмом преобразования вращения, описанный в описании изобретения по патенту РФ за 1995 г. №2060606, содержащий корпус, цилиндры, закрепленные на корпусе, поршни со штоками, расположенные в цилиндрах, коромысло, расположенное в полости корпуса, и кривошипный вал с маховиком, установленный между цилиндрами, причем поршни шарнирно связаны штоками с коромыслом, а коромысло связано с кривошипным валом шатуном.

Целью настоящего изобретения является создание поршневого двигателя внутреннего сгорания, наиболее долговечного, компактного, энергоемкого за счет применения на нем механизма преобразования вращения нового варианта конструкции.

Эта цель достигается тем, что в поршневом двигателе с многозвенным кривошипно-шатунным механизмом преобразования вращения, содержащем корпус, цилиндры закрепленные на корпусе, поршни со штоками, расположенные в цилиндрах, коромысло, расположенное в полости корпуса, и кривошипный вал с маховиком, установленный между цилиндрами, причем поршни шарнирно связаны штоками с коромыслом, а коромысло связано о кривошипным валом шатуном, отличающемся тем, что коромысло выполнено по типу коленчатого вала с коренными и кривошипными шейками, коромысло одними кривошипными шейками кинематически связано с поршнями через штоки, вторыми кривошипными шейками коромысло связано с кривошипной шейкой кривошипного вала через шатун, причем размер кривошипной шейки коромысла, связанной через шатун, больше размера кривошипной шейки кривошипного вала, кроме этого еще отличающемся тем, что при применении на двигателе многоколенчатого кривошипного вала каждое колено кривошипного вала должно комплектоваться с многоколенчатым коромыслом из отдельных секций на каждое колено кривошипного вала, при этом каждая секция коромысла может состоять из нескольких кривошипных шеек - от одной и более, предназначенных для поршней.

На Фиг. 1 и 2 показана схема рисунков в двух проекциях поршневого двигателя с механизмом преобразования вращения, выполненным на коромысле кинематически увязанным с кривошипным валом. Далее - Устройство.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания с механизмом преобразования вращения, образуемым на многоколенчатом коромысле, состоит из корпуса 6 двигателя, в полости которого шарнирно на перегородках коренными шейками закреплено многоколенчатое коромысло 3, выполненное по типу коленвала с коренными и кровошипными шейками, которое одними кривошипными шейками шарнирно связано со штоками 5, другими - с шатуном 4. На торцовых стенках 9 корпуса двигателя шарнирно коренными шейками крепится кривошипный вал 1 с маховиком 2, а сверху на корпусе 6 крепятся цилиндры 8, внутри которых расположены поршни 10, которые шарнирно скреплены поршневыми пальцами 7 с головками штоков 5, а кривошипная шейка кривошипного вала 1 шарнирно скреплена с шатуном 4. Маховик 2 служит для обеспечения равномерного вращения кривошипного вала 1 и отбора мощности, а второй конец кривошипного вала 1 служит для обеспечения вращательным движением механизмов газораспределения, зажигания и т.д. Радиус кривошипной шейки коромысла 8, кинематически связанного шатуном 4 с кривошипной шейкой кривошипного вала 1, должен быть больше радиуса кривошипного вала 1 во избежание заклинивания коромысла при расположении поршней 10 в крайних точках цилиндра /ВМТ или НМТ/, а размеры радиусов кривошипных шеек коромысла 3, связанных с поршнями 10, могут быть больше или меньше размеров радиуса кривошипного вала 1.

Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания с механизмом преобразования вращения, образованным на многоколенчатом коромысле, кинематически связанном с кривошипным валом, основана на применении в механизме преобразования прямолинейного движения поршня в цилиндре во вращательное движение кривошипного вала дополнительного звена - многоколенчатого коромысла, в результате чего снижается нагрузка поршня на зеркало цилиндра до минимума, что способствует увеличению срока службы двигателя в несколько раз и к тому же уменьшаются габаритные размеры двигателя, повышается энергоемкость.

При прокручивании кривошипного вала 1 осуществляется перемещение шатуна 4, через который передается вращательное движение кривошипного вала 1 на кривошипную шейку коромысла 8, в результате чего коромысло 3 начинает совершать колебательные движения, передавая тем самым колебательные движения на поршни 10 через штоки 5, которые начинают совершать возвратно-поступательные движения от ВМТ до НМТ и обратно, а соответственно и выполнять рабочие ходы с нужной степенью сжатия, заранее определенной конструкцией двигателя.

Двигатели такого типа могут быть как карбюраторными, так и дизельными, двухтактными, так и четырехтактными.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Поршневой двигатель внутреннего сгорания с многозвенным кривошипно-шатунным механизмом преобразования вращения содержит корпус (6) и цилиндры (8), закрепленные на корпусе (6). Поршни (10) со штоками (5) расположены внутри цилиндров (8). Коромысло (3) расположено в полости корпуса (6). Кривошипный вал (1) с маховиком установлен между цилиндрами (8). Поршни (10) шарнирно связаны штоками (5) с коромыслом (3). Коромысло (3) связано с кривошипным валом (1) шатуном (4). Коромысло (3) выполнено по типу коленчатого вала с коренными и кривошипными шейками. Коромысло (3) одними кривошипными шейками кинематически связано с поршнями (10) через штоки (5). Вторыми кривошипными шейками коромысло (3) связано с кривошипной шейкой кривошипного вала (1) через шатун (4). Размер кривошипной шейки коромысла (3), связанной через шатун (4), больше размера кривошипной шейки кривошипного вала (1). Технический результат заключается в повышении долговечности и улучшении компактности двигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Поршневой двигатель внутреннего сгорания с многозвенным кривошипно-шатунным механизмом преобразования вращения, содержащий корпус, цилиндры, закрепленные на корпусе, поршни со штоками, расположенные внутри цилиндров, коромысло, расположенное в полости корпуса, и кривошипный вал с маховиком, установленный между цилиндрами, причем поршни шарнирно связаны штоками с коромыслом, а коромысло связано с кривошипным валом шатуном, отличающийся тем, что коромысло выполнено по типу коленчатого вала с коренными и кривошипными шейками, коромысло одними кривошипными шейками кинематически связано с поршнями через штоки, вторыми кривошипными шейками коромысло связано с кривошипной шейкой кривошипного вала через шатун, причем размер кривошипной шейки коромысла, связанной через шатун, больше размера кривошипной шейки кривошипного вала.

2. Поршневой двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что при применении на двигателе многоколенчатого кривошипного вала каждое колено кривошипного вала должно комплектоваться с многоколенчатым коромыслом из отдельных секций на каждое колено кривошипного вала, при этом каждая секция коромысла может состоять из нескольких кривошипных шеек - от одной и более, предназначенных для поршней.