ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F02B75/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателю внутреннего сгорания, и может быть использовано в бензиновых, газовых и дизельных двигателях различного назначения.

Уровень техники

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры с гильзами, поршни, шатуны, коленчатый вал, механизм газораспределения, при этом гильзы цилиндров с увеличенным внутренним объемом выполнены с окнами охлаждения, имеют двойную стенку, образующую камеру охлаждения, сообщающуюся с внутренним объемом посредством окон охлаждения, а внешняя сторона цилиндров имеет теплоизоляционное покрытие, камера охлаждения имеет канал, соединяющий ее с компрессором, состоящим из клапанов, цилиндра и поршня, соединенного с коленчатым валом посредством шатуна (см. пат. RU №2254485, МПК F01P 1/02, опубл. 10.10.2004).

Недостатком данного двигателя является большой расход топлива.

Известен двигатель внутреннего сгорания с впрыскиванием топлива в цилиндр, содержащий блок цилиндров с гильзами цилиндров, поршни, головку цилиндров с впускными и выпускными каналами и клапанами, камеры сгорания, свечи зажигания, топливоподающие форсунки и контроллер с датчиками, при этом топливоподающие форсунки установлены в стенках гильз цилиндров в пространстве, ограниченном нижними компрессионными кольцами поршней при их положении в верхней мертвой точке и днищами поршней при их положении в нижней мертвой точке (см. пат. RU №2296877, МПК F02M 1/14, F02B 23/10, F02P 1/18, опубл. 10.04.2007).

Недостатком данного двигателя является невысокий КПД.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым автором за прототип (см. фиг.3 и фиг.3) является двигатель внутреннего сгорания для преобразования давления сгораемых газов в камере сгорания в механическое вращение коленчатых валов (на фиг. не показаны), содержащий блок цилиндров (на фиг. не показан), головку цилиндров (на фиг. не показана), при этом в головки блока цилиндров вкручены свечи зажигания (на фиг. не показаны), а головка крепится к верхней части блока цилиндров, внутри последних расположены поршни, состоящие из днища (на фиг. не показано), головки (на фиг. не показана) и юбки (на фиг. не показана), шатун, при этом между внутренней поверхностью головки блока цилиндров и днищем поршней образуются камеры сгорания (на фиг. не показаны), причем поршни шарнирно соединены с верхними головками шатунов, а нижние головки шатунов выполнены разъемными и соединены с кривошипами коленчатого вала, при этом во время вращения между кривошипом и шатуном образуется угол 90 град. и перпендикулярная прямая, а между последней и шатуном образуется угол С (см. «Устройство и эксплуатация автомобилей», М., изд. ДОСААФ, 1974).

Недостатком данного двигателя является невысокая мощность, большой расход топлива за счет образования сил трения поршня о стенки блока цилиндров, из-за отклонения от перпендикулярной прямой нижней головки шатуна, закрепленного к кривошипу, и происходят потери эффективной мощности (см. фиг.3), а также при нахождении поршня в верхней мертвой точке в камере сгорания воспламеняется горючая смесь, образуется максимальное давление, шатун, кривошип находятся по прямой на одной линии к центру оси коленчатого вала, при этом образуется неэффективное давление между шатуном и кривошипом (см. фиг.4).

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка двигателя внутреннего сгорания, обладающего увеличением эффективной мощности двигателя и уменьшением рабочей температуры двигателя.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к увеличению эффективной мощности двигателя и уменьшению рабочей температуры двигателя.

Технический результат достигается с помощью двигателя внутреннего сгорания, содержащего, блок цилиндров, над каждым из которых закреплена головка блока цилиндров с вкрученной в головку свечой зажигания, камеру сгорания, а внутри блока цилиндров расположен поршень, соединенный с помощью шарнирного пальца с верхней головкой центрального шатуна, втулка, при этом он дополнительно снабжен планкой, закрепленной с втулкой, двумя боковыми шатунами, нижние головки которых выполнены разъемными и соединены с кривошипами обоих коленчатых валов, и двумя шатунами, выполненными в виде трапеции, при этом нижняя головка центрального шатуна с помощью шарнирного пальца соединена с верхними головками двух шатунов, в виде трапеции, а нижние головки последних с помощью шарнирных пальцев соединены с боковыми шатунами, причем верхними головками последние с помощью шарнирных пальцев соединены с концами планки, а нижними головками с кривошипами обоих коленчатых валов, причем последние соединены между собой с помощью шестерен.

Таким образом, технический результат достигается за счет дополнительного снабжения двигателя внутреннего сгорания планкой, закрепленной с втулкой, двумя боковыми шатунами и двумя шатунами, выполненными в виде трапеции с углом А, при этом нижняя головка центрального шатуна с помощью шарнирного пальца соединена с верхними головками двух шатунов, в виде трапеции, а нижние головки последних с помощью шарнирных пальцев соединены с боковыми шатунами, причем верхними головками последние с помощью шарнирных пальцев соединены с концами планки, а нижними головками с кривошипами обоих коленчатых валов, причем последние соединены между собой с помощью шестерен, при этом так как два шатуна выполнены в виде трапеции с углом А, который меняется от места расположения поршня и двигает соединенный с помощью шарнирных пальцев центральный шатун и поршень по прямой линии, то сила трения поршня о стенки блока цилиндров равна нулю, а так как нижние головки двух шатунов в виде трапеции соединены с помощью шарнирных пальцев с двумя боковыми шатунами, которые приводят во вращение кривошипы двух коленчатых валов, то образующееся неэффективное давление меньше чем у прототипа до 30%.

Краткое описание чертежей и изображений

На фиг.1 дан двигатель внутреннего сгорания, общий вид, разрез.

На фиг.2 - то же, соединение коленчатых валов с шестернями.

На фиг.3 - двигатель внутреннего сгорания по прототипу, образование сил трения поршня о стенки цилиндров.

На фиг.4 - то же, по прототипу, образование неэффективного давления между шатуном и кривошипом.

Осуществление изобретения

Двигатель внутреннего сгорания содержит (см. фиг.1, 2) блок цилиндров, 1 над каждым из которых закреплена головка 2 блока цилиндров с вкрученной в головку 2 свечой 3 зажигания, камеру сгорания 4, а внутри блока цилиндров 1 расположен поршень 5, соединенный с помощью поршневого пальца 6 с верхней головкой центрального шатуна 7, планку 8, соединенную с втулкой 9, два шатуна 10, выполненные в виде трапеции с углом А, который меняется от места расположения поршня 5, при этом нижняя головка центрального шатуна 7 с помощью шарнирного пальца 11 соединена с верхними головками двух шатунов 10, в виде трапеции, а нижние головки последних с помощью шарнирных пальцев 11 соединены с боковыми шатунами 12, причем верхними головками последние с помощью шарнирных пальцев 11 соединены с концами планки 8, а нижними головками, которые выполнены разъемными, с кривошипами 13 обоих коленчатых валов 14, причем последние соединены между собой с помощью шестерен 15.

На фиг.3 и 4 дан двигатель внутреннего сгорания, описанный в прототипе, который содержит блок цилиндров (на фиг. не показан), головку цилиндров (на фиг. не показана), при этом в головки блока цилиндров вкручены свечи зажигания (на фиг. не показаны), а головка крепится к верхней части блока цилиндров, внутри последних расположены поршни 16, состоящие из днища (на фиг. не показано), головки (на фиг. не показана) и юбки (на фиг. не показана), при этом между внутренней поверхностью головки блока цилиндров и днищем поршней 16 образуются камеры сгорания (на фиг. не показаны), причем поршни 16 шарнирно соединены с верхними головками шатунов 17, а нижние головки шатунов 17 выполнены разъемными и соединены с кривошипами 18 коленчатого вала, при этом во время вращения между кривошипом 18 и шатуном 17 образуется угол 90 град. и перпендикулярная прямая 19, при этом между последней и шатуном 17 образуется угол С (см. «Устройство и эксплуатация автомобилей». М.: изд. ДОСААФ, 1974).

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

В блоке цилиндров 1, над каждым из которых закреплена головка 2 блока цилиндров 1 с вкрученной в головку 2 свечой 3 зажигания и камерой сгорания 4, движется поршень 5, соединенный с помощью поршневого пальца 6 с верхней головкой центрального шатуна 7. При нахождении поршня 5 в верхней мертвой точке и сгорании горючей смеси в камере сгорания 4 образуется давление сгораемых газов, поршень 5 движется вниз по прямой линии под усилием давления сгораемых газов, толкает шарнирно соединенный с помощью шарнирного пальца 11 и соединенный с помощью поршневого пальца 6 центральный шатун 7, причем нижняя головка центрального шатуна 7 проходит через втулку 9, которая шарнирно с помощью шарнирного пальца 11 соединена с двумя шатунами 10, выполненными в виде трапеции и толкает шатуны 10 в виде трапеции, при этом у трапеции угол А увеличивается и толкает шарнирно соединенные с помощью шарнирных пальцев 11 два боковых шатуна 12, верхние головки которых с помощью шарнирных пальцев 11 соединены с концами планки 8 с втулкой 9, боковые шатуны 12 раздвигаются друг от друга и толкают кривошипы 13 обоих коленчатых валов 14, причем последние соединены между собой с помощью шестерен 15, при этом тепловая энергия переходит в механическую, во вращенье коленчатых валов 14, которые соединены между собой шестернями 15 для равномерного вращения относительно друг друга. Таким образом, за счет выполнения двигателя внутреннего сгорания с дополнительным снабжением планкой 8, закрепленной с втулкой 9, двумя боковыми шатунами 12 и двумя шатунами 10, выполненными в виде трапеции с углом А, который меняется от места расположения поршня 5 и двигает соединенный с помощью шарнирных пальцев 11 центральный шатун 7 и поршень 5 по прямой линии, сила трения поршня 5 о стенки блока цилиндров 1 равна нулю, а так как нижние головки двух шатунов 10 в виде трапеции соединены с помощью шарнирных пальцев 11 с двумя боковыми шатунами 12, которые приводят во вращение кривошипы 13 двух коленчатых валов 14, то образующееся неэффективное давление меньше чем у прототипа до 30%.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- увеличение эффективной мощности двигателя;

- уменьшение рабочей температуры двигателя;

- повышение КПД, снижение расхода топлива.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателю внутреннего сгорания, и может быть использовано в бензиновых, газовых и дизельных двигателях различного назначения. Двигатель содержит блок цилиндров 1, над каждым из которых закреплена головка 2 блока цилиндров с вкрученной в головку 2 свечой 3 зажигания, камеру сгорания 4, а внутри блока цилиндров 1 расположен поршень 5, соединенный с помощью поршневого пальца 6 с верхней головкой центрального шатуна 7, планку 8, соединенную с втулкой 9, два шатуна 10, выполненные в виде трапеции с углом А, который меняется от места расположения поршня 5, при этом нижняя головка центрального шатуна 7 с помощью шарнирного пальца 11 соединена с верхними головками двух шатунов 10, в виде трапеции, а нижние головки последних с помощью шарнирных пальцев 11 соединены с боковыми шатунами 12, причем верхними головками последние с помощью шарнирных пальцев 11 соединены с концами планки 8, а нижними головками, которые выполнены разъемными, с кривошипами 13 обоих коленчатых валов 14, причем последние соединены между собой с помощью шестерен 15. Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к увеличению эффективной мощности двигателя и уменьшению рабочей температуры двигателя. 4 ил.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров, над каждым из которых закреплена головка блока цилиндров с вкрученной в головку свечой зажигания, камеру сгорания, а внутри блока цилиндров расположен поршень, соединенный с помощью шарнирного пальца с верхней головкой центрального шатуна, втулка, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен планкой, закрепленной с втулкой, двумя боковыми шатунами, нижние головки которых выполнены разъемными и соединены с кривошипами обоих коленчатых валов, и двумя шатунами, выполненными в виде трапеции, при этом нижняя головка центрального шатуна с помощью шарнирного пальца соединена с верхними головками двух шатунов, в виде трапеции, а нижние головки последних с помощью шарнирных пальцев соединены с боковыми шатунами, причем верхними головками последние с помощью шарнирных пальцев соединены с концами планки, а нижними головками с кривошипами обоих коленчатых валов, причем последние соединены между собой с помощью шестерен.