Поршневой двигатель Советский патент 1992 года по МПК F02B9/00 F02B75/32 

Изобретение относится к отрасли машиностроения, в частности кдвигателестро- ению, а именно к производству бесшатунных поршневых машин с планетарными эксцентриками. Предлагаемый двигатель может найти применение в качестве силового агрегата на автомобильном, железнодорожном и корабельном транспорте, а также при производстве мотоциклов, дизель-генераторов, мотокомпрессоров и легких винтомоторных самолетов и вертолетов. Кроме того, используемый в предлагаемом двигателе планетарно-экс- центриковый преобразователь перемещений поршня в круговое вращение вала может найти применение при производстве всевозможных поршневых компрессоров.

Известен бесшатунный двигатель с оппозитными цилиндрами, в котором используетсяпреобразовательвозвратно-поступательных перемещений поршней в круговые вращения вала с применением эксцентрикового вала Коленчатый вал такого двигателя посажен со скольжением своей кривошипной шейкой в эксцентричное отверстие эксцентрикового

вала, а хвостовиками - в отверстия стенки поршневого цилиндра.

Цилиндрические отверстия в стенке поршневого цилиндра увеличивают габарит двигателя по продольной оси поршневого цилиндра.

Известен двигагьль Баландина, в котором используется планетарно движущийся коленчатый вал, состоящий из штоковых и опорных шеек. Продольные оси штоковых шеек расположены симметрично по обе стороны от продольной оси опорных шеек Опорные шейки посажены в опорные кривошипы с эксцентриситетом относительно их осей вращения, При вращении опорных кривошипов опор штоковые шейки коленчатого вала совершают возвратно-поступательные перемещения по продольным осям, перпендикулярным друг другу, что делает неизбежным применение четырех перекрещивающихся поршней.

Недостатком двигателя является наличие цилиндрического отверстия в стенке поршневого цилиндра. Наличие отверстия увеличивает длину Поршневого цилиндра, а следовательно, двигателя в целом.

(/

V4

Јь

О XI

Ю

Целью изобретения является снижение габарита двигателя по высоте поршневого цилиндра.

Это достигается тем, что коленчатый вал снабжен дополнительными кривошипами, размещенными по обе стороны от што- ковой шейки и развернутыми относительно ее на угол 180°, а по состыкованным торцам цилиндров выполнены диаметрально противоположные прорези, перпендикулярные к продольной оси поршневого цилиндра, и установлены в этих прорезях дополнительные кривошипы коленчатого вала.

При такой конструкции ширина поперечной прорези в стенке цилиндра не превышает диаметра шейки дополнительного кривошипа и поэтому представляется возможным уменьшить длину двигателя по продольной оси поршневого цилиндра.

На фиг. 1 представлена аксонометрическая схема предлагаемого двигателя; на фиг.2 и 3 - положения дополнительных кривошипов шеек коленчатого вала в зависимости от угла а его вращения.

Предлагаемый поршневой двигатель включает корпус 1 с парой оппозитных цилиндров 2 и 3, на состыкованных торцах которых выполнены две поперечные прорези 4, перпендикулярные к продольной оси оппозитных цилиндров, и размещенные в них поршни 5 и 6, жестко соединенные попарно штоками 7.

В двигателе используются коленчатые валы 8, каждый из которых снабжен штоко- вой шейкой 9, парой дополнительных кривошипов 10 и хвостовиками И. Коленчатые валы 8 посажены со скольжением своими штоковыми шейками 9 в отверстия штоков 7, дополнительными кривошипами 10 в поперечные прорези 4, а своими хвостовиками 11 в эксцентриковые отверстия опорных кривошипов 12 при совмещении продольных осей дополнительных кривошипов 10 с осью вращения опорных кривошипов 12 и при развороте штоковых шеекЭотноситель- но-друг друга на угол 180°. Эксцентричность отверстий опорных кривошипов 12 относительно собственной оси вращения равна эксцентричности штоковой шейки 9 и дополнительного кривошипа 10 относительно продольной оси хвостовиков 11 и равна четверти хода поршня. Опорные кривошипы 12 установлены симметрично по обе стороны от продольной оси цилиндров 2 и 3 и снабжены зубчатыми венцами 13. Синхронизация вращения опорных кривошипов 12 обеспечивается валом 14 отбора мощности вследствие кинематической связи вала с ними посредством зубчатых венцов 13 и 15. Вал 14 снабжен маховиком 16 и звездочкой

привода газораспределительного механизма, состоящего из приводной цепи 17, газораспределительного валика 18, впускного 19 и выпускного 20 клапанов.

Предложенная конструкция двигателя

обеспечивает работу четырех рабочих камер 2 1-24.

Двигатель работает, например, в качестве ДВС по четырехтактному циклу. При

0 вращении вала 14 отбора мощности с маховиком 16 синхронно вращаются опорные кривошипы 12 вследствие зубчатого зацепления венцов 13 и 15. Вращение опорных кривошипов 12 обеспечивает движение по

5 окружности хвостовиков 11 коленчатого вала 8 и его вращение вокруг продольной оси хвостовиков 11 из-за вынужденного вращения штоковой шейки 9 в штоковом отверстии. При таком планетарном движении

0 коленчатого вала 8 его штокова я шейка 9 совершает возвратно-поступательные перемещения вдоль продольной оси цилиндров 2 и 3, а дополнительные кривошипы 10 движутся так же, но вдоль поперечной про

5 рези 4. Дополнительные кривошипы 10 играют роль своеобразного маховика, так как обеспечивают плавное движение поршней 2 и 3 при углах поворота коленчатого вала 8, равных 90 и 270°, когда смещение поршней

0 за счет поворота штоковой шейки 9 исключается вследствие совпадения ее оси вращения с осью вращения опор 12 (фиг.2 и 3), при этом удары дополнительных кривошипов 10 о корпус картера при а 90 и 270°

5 исключаются путем задания длины поперечной прорези 4, превышающей ход дополнительных кривошипов (фиг.2, в).

Возвратно-поступательные перемещения штоковой шейки 9 обеспечивают воз0 вратно-поступательныеперемещения

поршней 5 и 6, что формирует в рабочих камерах 21-24 традиционные циклы четырехтактного двигателя. В частности,в положении двигателя (см.фиг.1) в камере 21

5 осуществляется рабочий ход, в камере 22 - сжатие горючей смеси, в камере 23 - выпуск продуктов горения, в камере 24 - всасывание. Этот процесс обеспечивается соответствующим положением клапанов 19 и 20 и

0 своевременной подачей электрического тока на свечи зажигания.

Отличительные признаки предлагаемого двигателя обеспечивают достижение положительного эффекта в- виде снижения

5 габарита двигателя по продольной оси поршневого цилиндра.

Формула изобретения Поршневой двигатель, содержащий корпус с оппозитными цилиндрами, поршни, соединенные штоком между собой, два

опорных кривошипа, коленчатый вал, установленный с возможностью поворота относительно эксцентричных отверстий кривошипов, причем штоки поршней установлены на шейке коленчатого вала, отличающийся тем, что, с целью снижения габарита двигателя по высоте, коленчатый вал снабжен дополнительными кривошипами, размещенными по обе стороны от шейки коленчатого вала, соединенной со штоком поршня, и развернутыми относительно последней на угол в 180°, причем на середине на боковой поверхности цилиндра выполнены две поперечные прорези, оси симметрии которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси цилиндров.

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: поршневой двигатель содержит корпус 1 с оппозитными цилиндрами 2 и 3, поршни 5 и 6, установленные своими штоками 7 на коленчатые валы 8, размещенные в опорных кривошипах 12. Коленчатые валы 8 снабжены дополнительными кривошипами 10, размещенными в поперечных прорезях 4 цилиндров что позволяет снизить габариты двигателя по высоте. 3 ил.

п

11

оЯ

гО

17

15

из I

7 5 2 24

I у////л///х///////,

ь

d.

7

с(-90

/////Г/////////////Л

&/а 225

фие.з