Двигатель внутреннего сгорания с редуктором (ДВССР) Российский патент 2019 года по МПК F02B75/32 F01B9/04 

Предлагаемое техническое решение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортной технике, а также в составе гибридной силовой установки автомобиля. Целью данного технического решения является размещение двухступенчатого редуктора в пространстве картера двигателя без увеличения размеров самого двигателя, что позволит получить компоновочные и габаритные преимущества при использовании ДВССР в качестве компонента гибридной силовой установки.

По Международной Патентной Классификации данное техническое решение относится к группам F02B 75/32 и F02B 61/06. Исходя из этого, были рассмотрены следующие патенты: US 005038727A 1991 г., US 005158047A 1992 г., US 5755195 1997 г., WO 1991016530, JP 2008223594, JP 2015214900. Последний выбран прототипом как наиболее близкое техническое решение. Согласно описанию к патенту, крутящий момент с коленчатого вала двигателя посредством центральной шестерни передается через паразитную шестерню к солнечной и далее на трансмиссию. Так как эта зубчатая передача выполнена за пределами двигателя, то общий размер силовой установки увеличивается. Предлагаемое техническое решение позволяет устранить этот недостаток.

Описание изобретения:

На Фиг. 1 изображен продольный разрез ДВССР, а на Фиг. 2 - разрез А-А. Двигатель состоит из блока цилиндров (1), головки блока цилиндров (не показана), механизма привода распределительных валов (не показан), механизма привода агрегатов (не показан) и маховика (не показан). Поршень (2) с кольцами (3) соединен пальцем (4) с шатуном (5). Левый кривошип (6) и правый кривошип (7) совместно выполнены с противовесами (8). Через внутреннюю обойму подшипника (9) и центрирующий штифт (10) при помощи болта (11) кривошипы соединяются между собой. При этом наружная обойма подшипника (9) предварительно запрессована в нижнюю головку шатуна (5). На кривошипах (6) и (7) в одной с продольной осью двигателя выполнены шестерни центральные (12), которые посредством водил (13) и сателлитов (14) соединяются с шестернями солнечными (15), которые присоединяются к блоку (1) болтами (16). Водила (13) и шестерни солнечные (15) центрируются с продольной осью двигателя посредством подшипников (17), а кривошипы (6) и (7) через подшипники (19). Сателлиты (14) установлены на шипы водил (13) при помощи подшипников (18). На выходных валах водил (13) нарезаны шлицы (20) для установки механизма привода распределительных валов и агрегатов, маховика, а также передачи крутящего момента к трансмиссии (не показаны).

Представленный выше редуктор состоит из двух ступеней. Первая ступень образована отношением радиуса кривошипа, обозначенного R, к радиусу шестерни центральной, обозначенной r. По закону рычага Архимеда, во сколько раз мы выигрываем в силе -во столько раз проигрываем в расстоянии.

I₁=R÷r.

Это соотношение может быть меньше 1, равно 1, или больше 1.

Вторая ступень редуктора - планетарная передача, ее передаточное отношение равно:

I₂=1+(Z₁₅÷Z₁₂), где:

Z₁₅ - число зубьев шестерни солнечной,

Z₁₂ - число зубьев шестерни центральной.

Таким образом, общее передаточное отношение редуктора равно:

I=I₁×I₂.

При этом передаточное отношение по оборотам будет составлять I₂, а по крутящему моменту -1.

Работает ДВССР следующим образом. При рабочем цикле в камере сгорания двигателя под действием газовых сил создается давление, которое, воздействуя на поршень (4) через шатун (5) и кривошипы (6) и (7), создает крутящий момент относительно продольной оси двигателя, который посредством шестерен центральных (12) и сателлитов (14) с помощью неподвижных шестерен (15) редуцируется и передается на водила (13), которые посредством шлицев (20) передают крутящий момент к трансмиссии (не показана).

Предлагаемое техническое решение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортной технике, а также в составе гибридной силовой установки автомобиля. Целью данного технического решения является размещение двухступенчатого редуктора в пространстве картера двигателя без увеличения размеров самого двигателя, что позволит получить компоновочные и габаритные преимущества. В составе гибридной силовой установки двигатель может работать как в тяговом режиме, совместно с электромоторами, так и в режиме зарядки батарей, которая может осуществляться как на стоянке, так и в движении. Кроме этого, его можно использовать в малой авиации в качестве силовой установки с винтовым движителем, где необходимо редуцирование оборотов винта относительно оборотов двигателя. Двигатель внутреннего сгорания содержит две планетарные передачи. 2 ил.

Двигатель внутреннего сгорания с редуктором, отличающийся тем, что шатун (5) посредством подшипника шатуна (9), штифта центрирующего (10) и болта крепления (11) соединен с кривошипами левым (6) и правым (7), на которых выполнены противовесы кривошипов (8) и в оси с выходными валами водил (13) нарезаны шестерни центральные (12), при этом шестерни центральные (12) находятся в зацеплении с сателлитами (14), установленными на водила (13), и шестернями солнечными (15), закрепленными болтами крепления (16) с двух сторон к блоку двигателя (1), образуя две планетарные передачи; в солнечных шестернях (15) расположены подшипники водил (17), а на шипах водил (13) - подшипники сателлитов (18), при этом подшипники кривошипов (19) установлены с внутренней стороны выходных валов водил (13), с наружной стороны которых нарезаны шлицы (20) для привода распределительных валов, вспомогательных агрегатов, установки маховика и присоединения трансмиссии.