МАШИНА ОБЪЕМНОГО РАСШИРЕНИЯ С МАЯТНИКОВЫМ РЫЧАГОМ Российский патент 2013 года по МПК F01C9/00 F01C17/06 

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее может быть применено во всех транспортных средствах, а также в энергопроизводстве (тепловых и атомных электростанций). Задачей изобретения является создание нового двигателя для увеличения мощности, частоты вращения, уменьшения габаритов, избавление от маховика и т.д.

Известен двигатель внутреннего сгорания с качающимся поршнем (патент Российской Федерации №2062893, кл. F02В 55/00), содержащий корпус с кольцевой рабочей камерой, лопастный рабочий орган, связанный с валом периодического изменения угловой скорости и кинематически связанный с маховиком через шатун и коленвал.

Указанное выше устройство двигателя внутреннего сгорания, так же как и предлагаемое имеет изогнутый цилиндр и качающийся поршень, причем шток поршня жестко связан с поршнем одним концом, а другим концом жестко с коленвалом. Но известное устройство имеет сложную конструкцию и кинематику, как для двигателя, и малую эффективность.

Задача изобретения направлена на получение компактного, экономичного, экологичного и самое главное мощного двигателя с изменяемой степенью сжатия, отличающегося от аналогичных, в разы.

Данная задача достигается тем что, машина объемного расширения с маятниковым рычагом выполнена в виде неподвижного цилиндрического корпуса, разделенного на сектора внутренними перегородками, соосно расположенного в нем внутреннего цилиндрического поршня с внешними перегородками, образующими камеры сгорания, силовой поворотной оси с коленвалом, опорного ползуна, имеющего одну степень свободы, с расположенной на нем силовой опорной осью, и маятникового силового рычага, связывающего между собой силовую опорную ось на опорном ползуне, коленвал и внутренний цилиндрический поршень, посредством сквозных поворотных втулок, при этом маятниковый силовой рычаг с точкой опоры на опорном ползуне, имеет возможность изменения своей межвтулочной геометрии вдоль оси в промежутке между осями вращения сквозных поворотных втулок. Также в машине объемного расширения маятниковый рычаг, подвижный опорный ползун и силовая поворотная ось коленвала могут находиться вне неподвижного цилиндрического корпуса.

Пример машины объемного расширения с маятниковым рычагом содержит: соосно расположенные неподвижный цилиндрический корпус 1, разделенный на четыре рабочие камеры с внутренними перегородками, внутренний цилиндрический поршень 2 с внешними перегородками, образующие камеры сгорания. Силовую поворотную ось коленвала 5. Маятниковый силовой рычаг 3, имеющий точку опоры на опорном ползуне 4 с возможностью перемещения вдоль своей оси. Сквозные поворотные втулки 6, расположенные на опорном ползуне 4, на силовой поворотной оси коленвала 5 и на внутреннем цилиндрическом поршне 2. При этом маятниковый силовой рычаг 3 с точкой опоры на опорном ползуне 4 и силовой поворотной осью коленвала 5 может находиться вне объема неподвижного цилиндрического корпуса 1. Вместе с тем, опорный ползун 4 с силовой опорной осью и коленвал 5 могут находиться плоскопараллельно корпусу и цилиндрическому поршню 2, а также под углом при шаровом узле соединения поворотной оси 8 на внутреннем цилиндрическом поршне 2 со сквозной втулкой 9 внутри и вне него.

На фиг.1 изображен неподвижный цилиндрический корпус 1 и подвижный цилиндрический поршень 2. Опорный ползун 4 с опорной поворотной осью. Коленвал 5. На опорном ползуне 4, коленвале 5 и цилиндрическом поршне 2 имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит цельный маятниковый силовой рычаг 3.

На фиг.2 изображена машина объемного расширения с маятниковым рычагом. На любой из выше описанных сквозных поворотных втулок 6 маятниковый силовой рычаг 3 может быть жестко соединен с одной из них (например, втулкой 7), а в любом промежутке (между втулкой на силовой опорной оси ползуна 4 и коленвалом 5, либо между коленвалом 5 и втулкой на цилиндрическом поршне 2) разорван с возможностью перемещения соосно вдоль оси.

На фиг.3 изображен маятниковый силовой рычаг 3, жестко соединенный со всеми поворотными втулками 6, но сам маятниковый силовой рычаг 3 меняет свою линейную геометрию в промежутке между осями вращения сквозных поворотных втулок 6, входя соосно, по осевой, один в один по скользящей посадке.

На фиг.4 изображена машина объемного расширения с маятниковым рычагом 3. На опорном ползуне 4 с сервоприводом и силовой поворотной осью коленвала 5, которые находятся вне корпуса 1 и цилиндрического поршня 2, имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит цельный маятниковый силовой рычаг 3.

На фиг.5 изображены находящиеся вне корпуса 1 опорный ползун 4, силовая поворотная ось коленвала 5. Имеются также сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит маятниковый силовой рычаг 3.

На фиг.6 изображен корпус 1. На опорной поворотной оси ползуна 4 с сервоприводом, силовой поворотной оси коленвала 5 и оси, расположенной на цилиндрическом поршне 2, имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит цельный вилкообразный маятниковый силовой рычаг 3.

На фиг.7 изображен корпус 1. Снаружи и сбоку на опорном ползуне 4 с сервоприводом, силовой поворотной оси коленвала 5 и оси, расположенной на цилиндрическом поршне 2, имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит маятниковый силовой рычаг 3, который передает усилие с цилиндрического поршня 2 на коленвал 5.

На фиг.8 изображены соосные и параллельно расположенные корпуса 1. Снаружи между корпусами 1, плоскопараллельно, на опорном ползуне 4 с сервоприводом и силовой опорной осью, на силовой поворотной оси коленвала 5 и оси, расположенной на двух цилиндрических поршнях 2, имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит маятниковый силовой рычаг 3, посредством которого передается интегрированное усилие с внутренних цилиндрических поршней 2 на коленвал 5.

На фиг.9 изображен корпус 1. Снаружи и сбоку под углом к корпусу 1 на опорном ползуне 4 с сервоприводом и силовой опорной осью, на силовой поворотной оси коленвала 5 и оси 8 с шаровым наконечником, расположенной на цилиндрическом поршне 2, находятся сквозные поворотные втулки 6 и 9, через которые проходит маятниковый силовой рычаг 3, который передает усилие с цилиндрического поршня 2 на коленвал 5.

Машина объемного расширения с маятниковым рычагом работает следующим образом: при крайнем положении перегородки внутреннего цилиндрического поршня 2 воспламеняется и сгорает горючая смесь, вращающая его из одного крайнего положения в другое, а с обратной стороны данной перегородки выталкивается сгоревшая смесь газов. В другой рабочей полости происходит всасывание и сжатие горючей смеси. Крайние перемещения перегородок внутреннего цилиндрического поршня 2 контролируются положением опорного ползуна 4. Усилие, возникающее при сгорании топлива, передается с опорной силовой оси опорного ползуна через маятниковый силовой рычаг 3 на коленвал 5. Данная машина имеет возможность динамически менять степень сжатия во время работы, путем перемещения опорного ползуна 4 вдоль своей оси. То есть переходить на разные виды топлива в процессе работы. Каждая из четырех полостей корпуса используется одновременно, по обе стороны перегородки поршня (разные циклы работы).

Изобретение относится к машиностроению. Машина объемного расширения с маятниковым рычагом выполнена в виде неподвижного цилиндрического корпуса, соосно расположенного в нем внутреннего цилиндрического поршня, силовой поворотной оси с коленвалом, опорного ползуна с расположенной на нем силовой опорной осью и маятникового силового рычага. Цилиндрический корпус разделен на сектора внутренними перегородками. Цилиндрический поршень выполнен с внешними перегородками, образующими камеры сгорания. Опорный ползун имеет одну степень свободы. Маятниковый силовой рычаг связывает между собой силовую опорную ось на опорном ползуне, коленвал и внутренний цилиндрический поршень посредством сквозных поворотных втулок. Маятниковый силовой рычаг с точкой опоры на опорном ползуне имеет возможность изменения своей геометрии вдоль оси в промежутке между осями вращения сквозных поворотных втулок. Подвижный опорный ползун и силовая поворотная ось коленвала могут находиться вне неподвижного цилиндрического корпуса. Изобретение направлено на повышение компактности, экономичности, экологичности и мощности двигателя с изменяемой степенью сжатия. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Машина объемного расширения с маятниковым рычагом, выполненная в виде неподвижного цилиндрического корпуса, разделенного на сектора внутренними перегородками, соосно расположенного в нем внутреннего цилиндрического поршня с внешними перегородками, образующими камеры сгорания, силовой поворотной оси с коленвалом, опорного ползуна, имеющего одну степень свободы, с расположенной на нем силовой опорной осью и маятникового силового рычага, связывающего между собой силовую опорную ось на опорном ползуне, коленвал и внутренний цилиндрический поршень посредством сквозных поворотных втулок, при этом маятниковый силовой рычаг с точкой опоры на опорном ползуне имеет возможность изменения своей геометрии вдоль оси в промежутке между осями вращения сквозных поворотных втулок.

2. Машина объемного расширения с маятниковым рычагом по п.1, отличающаяся тем, что подвижный опорный ползун и силовая поворотная ось коленвала могут находиться вне неподвижного цилиндрического корпуса.