ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F02B75/32 

Изобретение относится к области моторостроения двигателей без коленчатых валов.

Аналогами изобретения являются патенты RU 2013607 и RU 2157899 - «Двигатели внутреннего сгорания».

Конструкция двигателя по патенту 2013607 сложна и металлоемка: для каждого цилиндра пара шатунов, пара кривошипных шестерен, пара продольных стержней с общей опорой, пара шестерен на выходном валу, что также, естественно, увеличивает стоимость, снижает уровень безотказной работы. Кроме того, устраненные боковые давления поршня на стенку цилиндра компенсируются давлением боковым вертикальных стержней 20 и 21 на каналы опоры 19.

Прототипом по кинетической схеме взаимодействия узлов изобретения является устройство по патенту 2157899.

Конструкция двигателя по патенту 2157899 также сложна, металлоемка: для каждого цилиндра предусмотрены пара круговых дорожек в картере, пара кривошипных рычагов с их роликами, пара муфт или планетарных механизмов для съема крутящего момента на вал двигателя, что, естественно, увеличивает стоимость и снижает уровень безотказной работы. Кроме того, в формуле крутящего момента К_кр=Р×L должно быть и никакого преимущества в эффективности при применении кривошипного рычага 3 ни перед коленчатым валом, ни перед кривошипной шестерней нет.

Предлагаемое устройство не имеет указанных недостатков: для каждого цилиндра один шатун, для всех цилиндров двигателя одна кривошипная шестерня и одна шестерня на валу выходном, в чем и состоит сущность изобретения - в простоте устройства.

Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндры, шатунно-поршневые устройства, головку цилиндров, механизмы смесеобразования и газораспределения, устройства зажигания, смазки и охлаждения, круговую дорожку в картере, кривошипную шестерню и выходной вал с шестерней, при этом кривошипная шестерня по ободу с обеих сторон имеет опорные дорожки с подшипниками на них и расположена соосно между двумя параллельными круговыми дорожками и на противоположных сторонах шестерни зеркально относительно центра укреплены два опорных пальца, шарнирно сочлененные с своими группами шатунов, а свободные концы пальцев снабжены роликами и входят в круговые пазы картера.

Устройство двигателя.

На фиг. 1 и фиг. 2 схематично изображено устройство четырехтактного двигателя, где: 1 - шестерня кривошипная;

2 - опорные дорожки;

3 - подшипники;

4 - дорожки круговые;

5 - цилиндры;

6 - шатуны;

7 - поршни;

8 - пальцы опорные;

9 - ролики;

10 - пазы круговые;

11 - шестерня;

12 - вал выходной;

13 - картер.

Шестерня кривошипная 1, заменяющая коленчатый вал, установлена на подшипниках 3 между круговыми дорожками 4, выполненными в теле корпуса картера 13, и дорожками опорными 2 на шестерне 1.

Подшипники 3 равномерно рассредоточены по круговой дорожке 4, а следовательно и давление рабочей шестерни 1 на круговую дорожку также равномерно. По разные стороны шестерни 1 и диаметрально противоположно один другому укреплены два опорных пальца 8, каждый из которых шарнирно сочленен с смежной парой шатунов 6 поршней 7. Здесь пальцы в роли, аналогичной ролям шеек коленчатого вала.

Свободные концы опорных пальцев 8 с роликами 9 на них помещены в круговые пазы 10 с целью придания устойчивости кривошипной шестерне 1 от действия на нее опрокидывающего момента сил со стороны шатунов 6 во время работы двигателя. Для беспрепятственной установки кривошипной шестерни 1 между круговыми дорожками 4 одна из них должна быть съемной.

Крутящий момент двигателя надежно и просто передается на маховик посредством шестерни 11, установленной на выходном валу 12 и находящейся в зацеплении с кривошипной шестерней 1.

Согласно фиг. 1 порядок рабочих тактов двигателя может быть, например, 1-3-2-4.

Работа двигателя.

Порядок следования тактов в сочетании цилиндров, например 1-3-2-4, описывается таблицей:

Одновременно с рабочим ходом поршней 7 в любом из цилиндров 5 кривошипная шестерня 1 на пол-оборота поворачивается, например, по часовой стрелке, а выходной вал 12 и шестерня 11, сцепленная с кривошипной шестерней 1, поворачивается против часовой стрелки на угол, равный величине 180°, умноженной на отношение диаметров шестерней 11 и 1. Во время рабочего хода поршня 7 в следующем номере цилиндра 5 кривошипная шестерня 1 продолжает вращаться по часовой стрелке, а шестерня 11 и выходной вал 12 против часовой стрелки, таким образом, возвратно-поступательные движения поршней 7 преобразуются во вращательные выходного вала 12 двигателя.

Устройство имеет низкую металлоемкость и простоту в изготовлении.

Изобретение относится к двигателестроению, к двигателям без коленчатых валов. В двигателе вместо коленчатого вала применена шестерня, по разные стороны которой зеркально относительно центра укреплены два пальца, каждый из которых шарнирно сочленен с своей группой шатунов многоцилиндрового двигателя, а шестерня расположена между двумя параллельными дорожками в картере и с опорой на них имеет свободу вращения вокруг своей оси под действием сил давления газов, передаваемых посредством шатунов на пальцы шестерни, которая сцеплена с промежуточной шестерней, укрепленной на выходном валу. Техническим результатом является низкая металлоемкость и простота в изготовлении. 2 ил.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры, шатунно-поршневые устройства, головку цилиндров, механизмы смесеобразования и газораспределения, устройства зажигания, смазки и охлаждения, круговую дорожку в картере, кривошипную шестерню и выходной вал с шестерней, отличающийся тем, что кривошипная шестерня по ободу с обеих сторон имеет опорные дорожки с подшипниками на них и расположена соосно между двумя параллельными круговыми дорожками и на противоположных сторонах шестерни зеркально относительно центра укреплены два опорных пальца, шарнирно сочлененные с своими группами шатунов, а свободные концы пальцев снабжены роликами и входят в круговые пазы картера.