Двигатель внутреннего сгорания двустороннего действия Российский патент 2023 года по МПК F02B75/30 

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к конструкции двигателей внутреннего сгорания.

Известен «Двигатель внутреннего сгорания (10), содержащий, по меньшей мере, два цилиндра(11,11')с параллельными продольными осями, причем каждый цилиндр содержит отверстие и поршень (12,12'), выполненный с возможностью поступательного перемещения внутри указанного цилиндра, указанные соответствующие отверстия в указанных цилиндрах обращены друг к другу, указанные поршни имеют кинематическую связь с шатунно-кривошипным механизмом, отличающийся тем, что указанный шатунно-кривошипный механизм содержит: разделителе 13),соединяющий указанные поршни, выполненный с возможностью поддержания постоянного интервала между указанными поршнями, так что поступательное перемещение одного поршня приводит к такому же поступательному перемещению другого поршня, причем указанные поршни прикреплены соответственно к плечам(131,131') указанного разделителя, коленчатый вал (20), установленный с возможностью вращения вокруг оси, расположенной между отверстиями в цилиндрах и между продольными осями указанных цилиндров, причем указанный коленчатый вал имеет шатунную шейку (21), коромысло (40), установленное с возможностью вращения вокруг-шатунной шейки, имеющее два конца, расположенные с каждой стороны указанной шатунной шейки, по меньшей мере один шатун (30), имеющий первый конец, называемый «малым концом» (31), прикрепленный к разделителю, и второй конец, называемый «большим концом» (32), прикрепленный к одному из концов коромысла.

Патент РФ №2733157; МПК: F01B 9/02; 1/08; 7/16; д. публ. 20.09.2020 г.

Известно «Двигатель внутреннего сгорания», содержащий механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала посредством плоскопараллельного движения рычага-коромысла, имеющего опорный конец, шарнирно связанный с корректирующим кривошипом, при этом другой его конец соединен с помощью поршневого шатуна с поршнем, находящимся в цилиндре, который размещен в блок-картере, при этом в нем поршневой шатун соединен с рычагом-коромыслом через фиксируемый эксцентриковый шарнир, опорный конец рычага-коромысла сочленен шарнирно с эксцентриковым валом, связанным с коленчатым валом посредством шестеренного привода, для обеспечения синхронного вращения с угловой скоростью в два раза меньшей скорости коленчатого вала. Патент РФ №2704510, МПК: F01B 9/02; д.публ. от 29.10.2019 г.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому в качестве изобретения является «Двигатель внутреннего сгорания», содержащий корпус с блоком цилиндров, в каждом из которых установлены с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра поршень, шатуны и коленчатый вал двигателя, который снабжен опорами в виде роликовых подшипников качения, отличающийся тем, что коленчатый вал двигателя выполнен в виде неразборного эксцентрикового вала и связан с поршнями неразборными шатунами, последние, в свою очередь, также снабжены опорами в виде роликовых подшипников качения, при этом на торцах эксцентриков неразборного вала расположены разрезные накладки, которые выполняют функцию защиты подшипников качения и шатунов от осевого смещения.

Патент на изобретение РФ №2685750, МПК: F01B 9/02; д.публ. 23 04 2019 г.

К техническому результату изобретения относится повышение мощности ДВС за счет использования в конструкции цилиндра с двумя поршнями одинаковой массы, один из которых выполнен по центру цилиндра, а другой кольцом вокруг него, что создает эффект уравновешивания силы инерции при работе ДВС.

Двигатель не вызывает проблем при распределении рабочих ходов за цикл и у многоцилиндровых двигателей и обладает надежностью и повышенной мощностью благодаря двухстороннему действию.

Вышеуказанный технический результат достигается за счет того что Двигатель внутреннего сгорания двухстороннего действия» содержит корпус с одним или блоком цилиндров, в каждом из которых установлены с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра поршень, шатуны и коленчатый вал двигателя. При этом каждый из цилиндров снабжен двумя поршнями с одинаковой массой, один из них расположен по центру цилиндра и выполнен из двух частей. Причем верхняя часть поршня ступенькой переходит в его нижнюю часть, а соотношение диаметра верхней части поршня к диаметру нижней части поршня равно соотношению D_B:D_H=2:1. Второй поршень выполнен в виде кольца, расположенного вокруг нижней части первого поршня, причем толщина кольца b второго поршня равна 1/4 диаметра верхней части первого поршня: b=1/4D_B. При этом оба поршня шатунами соединены с эксцентриками вала, а эксцентрики вала развернуты относительно друг друга на 180°. Кроме того оба поршня образуют кольцевую рабочую полость с первой камерой сгорания, а поршень, расположенный по центру, и головка цилиндра образуют рабочую полость со второй камерой сгорания. Каждая камера сгорания снабжена форсунками для впрыска топлива, всасывающим и выхлопным клапанами. А связанный с камерами сгорания, выхлопной канал снабжен лепестковым обратным клапаном, где:

D_B - диаметр верхней части первого поршня;

D_H - диаметр нижней части первого поршня;

b - толщина кольца второго поршня.

На фиг. 1 представлена (чертеж-схема) предлагаемого устройства.

Фиг. 1 - Двигатель внутреннего сгорания двухстороннего действия.

Двигатель внутреннего сгорания двухстороннего действия состоит из Цилиндра 1, который содержит кольцевой поршень 2 и комбинированный поршень 3, каждый из которых шатунами 4, 5 и 6 соединен с эксцентриками 7 вала, при этом эксцентрики развернуты относительно друг друга на 180°. Поршни 2 и 3 имеют одинаковую массу и образуют кольцевую рабочую полость с камерой сгорания 8, поршень 3 и головка цилиндра 11 образуют рабочую полость с камерой сгорания 13. Камера сгорания 8 заключает в себе всасывающий клапан 9 и выхлопной клапан 10. Камера сгорания 13 заключает в себе всасывающий клапан 14 и выхлопной клапан 15. Форсунка 12 служит для впрыска топлива в камеру сгорания 8. Форсунка 16- в камеру сгорания 13. Для повышения КПД ДВС при частичных нагрузках выхлопной канал снабжен лепестковым обратным клапаном 17. Подшипники 18 стандартные без сепараторные.

Устройство работает следующим образом: рабочая полость между поршнем 3 и головкой цилиндра 11 работает по четырехтактному циклу со сдвигом по фазе 180°. В связи с тем, что подвижные детали цилиндро-поршневых групп одинаковой массы попарно движутся со сдвигом по фазе 180°, силы инерции попарно уравновешены и двигатели в любом исполнении, включая одноцилинлровые, полностью уравновешены по всем гармоникам (движения) без применения противовесов и уравновешивающих валиков. Двигатель не вызывает проблем при распределении рабочих ходов за цикл и у многоцилиндровых двигателей и обладает повышенной мощностью благодаря двухстороннему действию.

Предлагаемое техническое решение в виде «Двигателя внутреннего сгорания двухстороннего действия» обладает повышенной надежностью благодаря оригинальной конструкции поршней, обеспечивающих уравновешивание работы двигателей по всем гармоникам движения.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания двухстороннего действия содержит корпус с одним цилиндром (1) или с блоком цилиндров. В каждом из цилиндров (1) установлены с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра поршни (2) и (3), шатуны (4), (5) и (6) и коленчатый вал двигателя. Каждый из цилиндров (1) снабжен двумя поршнями (2) и (3) с одинаковой массой. Один из поршней (3) расположен по центру цилиндра и выполнен из двух частей. Верхняя часть поршня (3) ступенькой переходит в его нижнюю часть. Соотношение диаметра верхней части поршня (3) к диаметру нижней части поршня равно соотношению DB:DH=2:1, где DB - диаметр верхней части первого поршня; DH - диаметр нижней части первого поршня. Второй поршень (2) выполнен в виде кольца, расположенного вокруг нижней части первого поршня (3). Толщина кольца b второго поршня (2) равна 1/4 диаметра верхней части первого поршня(3), b=1/4DB. Оба поршня (2) и (3) шатунами (4), (5) и (6) соединены с эксцентриками (7) вала. Эксцентрики (7) вала развернуты относительно друг друга на 180°. Оба поршня (2) и (3) образуют кольцевую рабочую полость с первой камерой сгорания (8). Поршень (3), расположенный по центру, и головка (11) цилиндра образуют рабочую полость со второй камерой (13) сгорания. Обе камеры сгорания (8) и (13) снабжены форсунками (12) и (16) для впрыска топлива. Каждая камера сгорания снабжена всасывающим и выхлопным клапанами (9), (14) и (10), (15). Связанный с камерами сгорания выхлопной канал снабжен лепестковым обратным клапаном (17). Технический результат заключается в повышении мощности двигателя за счет использования двух поршней. 1 ил.

Двигатель внутреннего сгорания двухстороннего действия, содержащий корпус с одним цилиндром или с блоком цилиндров, в каждом из которых установлены с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра поршень, шатуны и коленчатый вал двигателя, отличающийся тем, что каждый из цилиндров снабжен двумя поршнями с одинаковой массой, один из них расположен по центру цилиндра и выполнен из двух частей, причем верхняя часть поршня ступенькой переходит в его нижнюю часть, при этом соотношение диаметра верхней части поршня к диаметру нижней части поршня равно соотношению D_B:D_H=2:1, а второй поршень выполнен в виде кольца, расположенного вокруг нижней части первого поршня, причем толщина кольца b второго поршня равна 1/4 диаметра верхней части первого поршня:b=1/4D_B, а оба поршня шатунами соединены с эксцентриками вала, причем эксцентрики вала развернуты относительно друг друга на 180°, кроме того оба поршня образуют кольцевую рабочую полость с первой камерой сгорания, а поршень, расположенный по центру, и головка цилиндра образуют рабочую полость со второй камерой сгорания, при этом обе камеры сгорания снабжены форсунками для впрыска топлива, и каждая камера сгорания снабжена всасывающим и выхлопным клапанами, кроме того, связанный с камерами сгорания выхлопной канал снабжен лепестковым обратным клапаном, где:

D_B - диаметр верхней части первого поршня;

D_H - диаметр нижней части первого поршня;

b - толщина кольца второго поршня.