ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ Советский патент 1930 года по МПК F01B15/00 

Предлагаемое изобретение касается двигателей внутреннего горения с вращающимся вокруг продольной оси цилиндром. Изобретение имеет целью, используя вращение цилиндра, осуществить не только распределение впуска горючего, но и непосредственный привод вращающегося испарителя, равно как и укрепленной на самом цилиндре системы магнитов зажигательного магнето и коаксиально с цилиндром расположенного вентилятора и холодильника для отходящих газов. Благодаря укреплению всех движущихся частей на подшипниках цилиндра отпадают всякие добавочные передачи и вызываемые ими трения и причины неисправностей. Вместе с тем, с одной стороны, - уменьшается занимаемый всем двигателем объем и понижается его вес по сравнению с известными двигателями, с другой же стороны, достигается большая надежность действия.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез предлагаемого двигателя, фиг. 2 - разрез верхней части двигателя плоскостью по линии CD на фиг. 3, фиг.3 - поперечный разрез цилиндра по линии EF на фиг. 1, фиг. 4 - видоизмененную форму неподвижного цилиндра двигателя, фиг. 5 - вид сверху в меньшем масштабе распределительного кольца для впуска и выпуска горючего, фиг. 6-10 - отдельные виды, частично в разрезе, различных форм выполнения распределительного кольца, фиг. 11 - боковой вид, частью в разрезе, двухцилиндрового двигателя с движущимися навстречу друг другу поршнями, фиг. 12 - вид сверху цилиндра в меньшем масштабе и фиг. 13 и 14 - разрезы видоизмененных запальных свечей.

Нижняя часть 1 двигателя (фиг. 1) снабжена с обеих сторон отверстиями 2, 3 для помещения шариковых подшипников 4, 5, в которых уложен коленчатый вал, состоящий из двух половинок 6, 7, снабженных придатками 8, 9, служащими для охлаждения и смазки шарового шарнира 10 шатуна 11, в шариковом подшипнике 14 коего лежат кривошипы 12, 13 коленчатого вала 6, 7. С целью облегчения центрирования и монтажа обе половины коленчатого вала имеют цилиндрические каналы 15, 16. Шатун 11 соединен с поршнем 17 посредством шарового шарнира 10 и снабжен каналом 18 для смазки. Внутри неподвижного цилиндра 19 с головкой 20 помещен вращающийся рабочий цилиндр 21, поддерживаемый двумя шариковыми подшипниками 22, 23, внешние обоймы коих укреплены в цилиндре 19 и в головке 20 двигателя, тогда как внутренняя обойма нижнего шарикового подшипника 22 скреплена с фланцем 24 вращающегося цилиндра 21 посредством винтов 25, внутренняя же обойма верхнего шарикового подшипника 23 скреплена с кольцом 26, насаженным на головку цилиндра 21. Шариковые подшипники 5, 4 и в особенности 22, 23 не требуют точного монтажа и могут работать при гораздо более высоких температурах, чем все известные шариковые подшипники, а потому в предлагаемом двигателе они не могут явиться причиной остановок в работе.

На части 6 коленчатого вала укреплена коническая зубчатка 27, составляющая одно целое с внутренней обоймой шарикового подшипника 4 и слепляющаяся с конической зубчаткой 28, составляющей одно целое с внутренней обоймой шарикового подшипника 22.

На головке цилиндра 21 устроены спиральные ребра 29 (фиг. 1 и 12), на которые плотно насажено кольцо 26, служащее седлом для внутренней обоймы наглухо соединенного с этим кольцом шарикового подшипника 23. В средине головки 20 предусмотрено кольцевое утолщение 30, внутри которого вставлена запальная свеча 31. Верхняя часть последней имеет форму полого конуса, стороны которого в поперечном сечении изогнуты по спиральным кривым. На верхней части головки 20 укреплена посредством навинтованной части 33 крышка 32. В последнюю вставлена тарелка 34, в которую ввинчена из изолирующего материала часть 35, снабженная в центре выступом 36 с осевым каналом 37. На выступ 36 навинчена коническая испарительная головка 38 таким образом, что она приходится против полого конуса запальной свечи 31. В канал 37 вставлена находящаяся под действием пружины игла 39, острие которой касается запальной свечи 31, обеспечивая подвод к ней тока. В крышке 32 и в части 35 из изолирующего материала устроены отверстия 39', 40 для входа воздуха. Тарелка 34, поддерживающая часть 35, снабжена рукояткой 41, проходящей сквозь дугообразную часть 42 в крышке 32 (фиг. 1 и 2). При помощи рукоятки 41 тарелку 34 вместе с ввинченной в нее изолирующей частью 35 можно повернуть таким образом, чтобы отверстия 39′, 40 в крышке 32 и части 35 совпадали в большей или меньшей степени, чем регулируется подача воздуха к двигателю. Та же ручка служит и для регулирования подачи горючего и смазки. С этой целью центральный канал 37 в части 35 сообщается с трубкой 44 для подвода горючего по каналу 43, присоединенному к круговому каналу 45. Последний занимает на поддерживающей тарелке 34 наклонное положение. В трубке 44 заключена находящаяся под действием пружины игла 46, острие которой соприкасается с нижней поверхностью канала 45. На фиг. 1 острие иглы 46 занимает свое самое низкое положение, при котором она закрывает трубку 44. При поворачивании тарелки 34 посредством рукоятки 41 острие иглы 46 скользит по наклонному дну кругового, канала 45, вследствие чего игла, поднимаясь, увеличивает отверстие для большего притока горючего.

В конструкции, изображенной на фиг. 13, подводка тока к свече идет не по оси цилиндра, а сбоку через поперечный канал 48, присоединенный к осевому каналу 37 для подвода горючего. Кроме того верхняя поверхность запальной свечи 35 снабжена выступом 49, входящим в соответствующее углубление 50 испарителя 36. Такое устройство удлиняет путь прохождения горючего, отчего оно находится более продолжительное время под действием высокой температуры и, поэтому, даже тяжелые сорта жидкого топлива успевают в достаточной степени испариться.

Свеча, изображенная на фиг. 14 снабжена выступом 50 с углублением, в которое входит конец испарителя и которое покрыто металлической обкладкой 51; с последней соприкасается контакт 52 якоря магнето. Неподвижная часть 36 сопла окружает воронкой 53 выступ 50, что также удлиняет путь горючего.

Для смазки двигателя на тарелке 34 (фиг. 1) имеется еще канал 47, сообщающийся через круговой канал 48 с трубкой 49, служащей для подачи смазочного материала. В трубке 49 заключена находящаяся под действием пружины игла 50, которая упирается в наклонное дно кругового канала 48. Канал 47 сообщается с каналом 51, ведущим к верхнему шариковому подшипнику 23. Вытекающая из последнего смазка во время работы двигателя попадает через отверстия 52 и 53 внутрь цилиндра 21, а при выпускном ходе поршня избыток ее гонится через отверстия 75, 74 в цилиндр 19, где смазываются нижние шариковые подшипники 22, 4 и 5 и коническая зубчатая передача 27, 28.

В кольцо 26 ввинчено кольцо 55 (фиг. 1 и 2), поддерживающее кольцеобразный магнитный индуктор 56 с одной или несколькими парами полюсов. На средней части 36 изолирующего тела 35 укреплен якорь 57, находящийся в соединении с конденсатором 58. Электрическое соединение между якорем 57 и иглой 39, служащей для подвода тока к запальной свече 31, осуществляется при помощи винта 59 (фиг. 2) и пружины 60. Прерыватель тока состоит из укрепленных в изолированной части якоря 57 контактов 61, 62 (фиг. 2), из коих последний соединен пружиной 63 со штифтом 64, скользящим по кольцу 55 и западающим в углубление 65 кольца 55 с целью прерыва тока для образования искры.

В головке 20 неподвижного цилиндра 19 двигателя укреплено распределительное кольцо 66 (фиг. 1), состоящее из двух колец 67, 68 (фиг. 5, 6, 7, 8), соединенных между собой вертикальными ребрами 69 и горизонтальными 70, 71. Во внутреннем кольце 68 устроены впускные отверстия 52, 74, расположенные в одной плоскости над ребрами 71, тогда как выпускные отверстия 54, 72 лежат в одной плоскости под ребрами 70. В цилиндре 21 имеются соответствующие отверстия 53, 75, приходящие во время работы двигателя в совпадение то с впускными отверстиями 52, 74, то с выпускными отверстиями 54, 72 и, таким образом, смесь воздуха с горючим вводится в камеру сгорания 76 цилиндра 21 через отверстия 52, 53 и 74, 53 и выводится из означенной камеры через отверстия 75, 54 и 75, 72.

Поршень 17 не имеет поршневых колец, а снабжен выемками 77, образующими так называемое лабиринтное уплотнение, для усиления действия коего между камерой сгорания 76 и выемками 77 имеется сообщение при посредстве каналов 78.

Распределительное кольцо 66 может быть снабжено выступами 79, взаимодействующими с соответствующими пазами в стенке цилиндра 21 (фиг. 7). При устройстве распределительного кольца, изображенном на фиг. 8, смазка, движущаяся по спиральным траекториям между кольцом 68 и вращающимся цилиндром 21, образует единственное уплотнение. Для улучшения этого уплотнения кольцо 68 может быть снабжено желобками 81, расположенными между впускными и выпускными окнами. Это уплотнение можно еще улучшить посредством применения пружинящих колец 82 (фиг. 9 и 10).

Для быстрого отведения отработавших газов, выходящих под распределительным кольцом 66, внешняя поверхность цилиндра снабжена винтовыми ребрами 83 (фиг. 1 и 12), начинающимися непосредственно под распределительным кольцом и доходящими до нижнего фланца 24 цилиндра 21. Во время работы двигателя эти винтовые ребра действуют - как вентилятор и производят в пространстве между цилиндрами 21 и 19 некоторое разрежение, вследствие чего получается ускоренный выход газов. Для еще большего усиления всасывающего действия цилиндр 19 получает в поперечном сечении также винтовую форму (фиг. 3).

Благодаря быстрому выходу отработавших газов почти не происходит нагревания цилиндра, благодаря же действию испарителя, охлаждается головка цилиндра. Для сборки двигателя сначала в цилиндр 19 заводится сверху в косом положении коленчатый вал 6, 7 с шатуном 11 и поршнем 17, затем вставляют шариковые подшипники 4, 5 и, наконец, цилиндр 21 с распределительным кольцом 66.

У предлагаемого двигателя неподвижный цилиндр 19 может быть составлен из двух половин, скрепленных по плоскости, перпендикулярной к оси кривошипного вала (фиг. 4). Это дает возможность ребра 29 удлинить, как это показано пунктиром 80 на фиг. 1, с целью усиления испарения в карбюраторе, в случае применения в качестве горючего тяжелого топлива.

Двигатель может иметь два расположенных по одной оси цилиндра (фиг. 11). При такой конструкции применяется зажигательное приспособление, в котором якорь помещается на неподвижном подшипнике коренного вала, тогда как магнитный индуктор вращается с цилиндрами, ток же подводится к цилиндрам при помощи какого-либо известного распределителя.

1. Двигатель внутреннего горения с вращающимся вокруг своей оси рабочим цилиндром, характеризующийся совокупным применением: а) цилиндра 21 с впускными окнами 53 и выпускными 74, снабженного на внешней поверхности цилиндрической части винтовыми ребрами 83 (фиг. 1, 11 и 12) и на головке - спиральными ребрами 29 (фиг. 1, 2 и 12), в каковую головку ввинчена запальная свеча 31 с коническим углублением верхней поверхности; б) распределительного кольца 66 (фиг. 1) или 68 (фиг. 6-8), соединенного с головкой 20 неподвижного цилиндра 19 (фиг. 1) или с кольцом 67 (фиг. 6-8) при помощи вертикальных 69 и горизонтальных ребер 70 и 71 (фиг. 5) и снабженного впускными окнами 52 и 74, расположенными над стенками 71 и выпускными окнами 54 и 72, расположенными под стенками 70, при чем внутренняя поверхность кольца 66 или 68 снабжена выступами 79 (фиг. 6) или замочками 81 (фиг. 1 и 8), со вложенными в последние пружинящими кольцами 82 (фиг. 9 и 10), в) колпачка 32 с отверстием 39 для всасывания рабочего воздуха, закрывающего верхнее отверстие головки 20 неподвижного цилиндра 19 и образующего камеру для распылителя горючей жидкости и магнето, в коей помещается поворотная тарелка 34, снабженная круговыми каналами 45 и 48 с наклонным дном, из коих первый соединен каналом 43 с центральным отверстием и служит для подвода горючей жидкости, а второй - каналом 47 - с каналом 51 и служит для подвода смазки к подшипникам (фиг. 1); г) кривошипного вала, состоящего из двух частей 6 и 7 (фиг.1) и сочлененного с рабочим поршнем 17 шатуном при посредстве шарового шарнира 10; д) магнето с конденсатором 58, состоящего из полукольцевых пластинчатых магнитов 56 (фиг. 1 и 2), прикрепленных к кольцу 55, и из якоря 57, укрепленного на цилиндрическом выступе 36 прикрепленной к тарелке 34 части 35 из изолирующего материала и дающего ток к запальной свече через пружину 60, винт 59 и штифт 39 (фиг. 2), вставленный в канал 37 и прижимаемый пружиной к центральному электроду свечи; е) прерывателя тока, состоящего из контактов 61 и 62 (фиг. 2), из коих последний соединен пружиной 63 со штифтом 64, западающим в углубление 65 кольца 55, и ж) распылителя с испарительной головкой 38, навинченной на цилиндрический выступ 36, которые снабжены центральным каналом 37, к коему ведет канал 43 тарелки 34, при чем нижняя поверхность имеет форму конуса, входящего в коническое углубление свечи (фиг. 1 и 2).

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1, двигателя, отличающееся тем, что неподвижный цилиндр 19 состоит из двух половин, скрепленных по плоскости, перпендикулярной к оси кривошипного вала (фиг. 4).

3. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающееся тем, что верхняя поверхность запальной свечи имеет выступ 49, входящий в соответствующие углубления 50 испарителя 36 (фиг. 13).

4. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающееся тем, что верхняя поверхность свечи имеет выступ 50 с углублением, в которое входит конец испарителя и которое покрыто металлической обкладкой 51, с коей соприкасается контакт 52 якоря магнето (фиг. 14).