Двигатель Фокина Советский патент 1993 года по МПК F02B75/22 

Изобретение относится к двигателест- роению, в частности к паровым машинам.

Известен двигатель, содержащий два неподвижных звездообразных блока цилиндров, поршни которых соединены шар- нирно с неподвижным кольцом, в центре которых расположен планетарный редуктор, в котором вращается выходной вал.

Известен двигатель, содержащий блок цилиндров, ось которого эксцентрична оси вала, вращающаяся вокруг оси вала - прототип.

Недостатком этих двигателей являются конструктивная сложность, громоздкое вращение блоков цилиндров, минимальное обеспечение подачи топлива.

Целью изобретения является упрощение конструкции, уменьшение удельного веса, повышение мощности двигателя.

Указанная цель достигается тем, что предложенный двигатель, содержащий не- -подвижный звездообразный блок цилиндров, в чьи установленные поршни с поперечными пазами на концах, выходной вал снабжен звездообразными ступицами, шатунами и двуплечим водилом, ступицы установлены эксцентрично выходному валу с возможностью сканирующего движения относительно оси последнего, шатуна шарнирно связаны со ступицами и с двуплечим водилом, последнее жестко закреплено на выходном валу, а периферийные концы звездообразных ступиц шарнирно установлены в пазах поршней.

На фиг.1,2 изображен двигатель Фокина, общий вид; на фиг.З - вид по сечению Б-Б; на фиг.4 - принципиальная схема работы двигателя; на фиг.5 - схема расположения оси окон относительно оси водила.

Двигатель Фокина содержит звездообразный блок цилиндров 1; каждый поршень 2 имеет поперечный пазовый конец 3, В пазах 3 установлены периферийные концы звездообразной ступицы 4, центр которой смещен от оси блоком цилиндров 1, На шейке центрального отверстия ступицы 4 шарнирно соединена коренная головка шатуна

5. Кривошипная головка шатуна 5 соединена шарнирно с концами двуплечего водила

6. Двуплечее водило 6 закреплено на силовом валу 7, Под блоками цилиндров 1 закреплена опора 8.

Принципиальная работа двигателя В двигателе (см. фиг.4) движущей силой является водяной пар. Под действием давления пара совершается рабочий ход поршня 2 двойного действия. Водяной пар, полученный в котле, который нагревается электрическим током, подводится к парораспределителю, который впускает свежий

пар к верхней и нижней полостям цилиндров. Распределитель свежего пара автоматически распределяет его по цилиндрам 1 в период такта расширения, обеспечивая вращение силового вала 7, Распределитель свежего пара вращается ведомым зубчатым колесом привода (редуктора), выполненным за одно целое с валиком. Шлицевым концом валик вращает золотник, В крышке распре0 делителя выполнено шестнадцать отверстий, соединенных через штуцеры и трубки с клапанами, установленными на цилиндрах 1. В каждом цилиндре вмонтированы два пусковых клапана (верхний и нижний), слу5 жащие для впуска в цилиндр свежего пара. Диск золотника постоянно прижат к крышке парораспределителя и через два окна, расположенных на разных расстояниях от центра (см. фиг.5), впускает пар одновременно

0. в нижнюю полость первого цилиндра и в верхнюю полость пятого цилиндра (считая по часовой стрелке). В левом блоке цилиндров 1 первый поршень 2 находится в НМТ, пятый поршень 2 - в ВМТ. На пазовых кон5 цахЗ поршней 2 установлены концы звездообразной ступицы 4, равноудаленные от ее центра, т.е. периферийные. Ось (центр) ступицы 4 смещена вниз от оси выходного вала 7. на расстояние ОС, равное половине хода

0 поршня 2. На шейке ступицы 4 вмонтирована шарнирно коренная головка шатуна 5. В данном случае эта связь играет роль подшипника скольжения (в лучшем случае может быть подшипником качения).

5 Кривошипная головка шатуна 5 соединена шарнирно с концом двуплечего водила 6. Шатун 5 находится в верхнем положении, а в правом блоке цилиндров 1, также как и в левом блоке, но ось ступицы 4 смещена

0 вверх от оси силового вала 7 на расстояние, равное половине хода поршня 2, шатун 5 - в нижнем положении (см. фиг.2). Ось окон в золотнике парораспределения отклонена от оси водила (см. фиг.5) на а , чтобы дать

5 возможность водилу 6 с шатуном 5 опередить отверстия в золотнике при вращении выходного вала 7. Таким образом, ось водила б раньше пересекает ось отверстий на крыше парораспределителя, соответствую0 щих цилиндрам, мимо которых вращается водило 6 с шатуном 5. В каждом блоке цилиндров 1 находится редуктор, парораспределитель, генератор и котел с электронагревателем.

5 Итак, в левом блоке цилиндров свежий пар поступает в первый цилиндр через нижний клапан и в пятый цилиндр через верхний клапан, т.к. окна в золотнике открываются перед отверстиями, соответственно первому и пятому цилиндрам. Под

действием радиальной силы давления пара первый и пятый поршни 2, с пазовыми концами 3 которых шарнирно соединена ступица 4, поднимаются. Однако ось ступицы 4 ведет себя иначе. Дело в том, что шейка ступицы 4 опирается на шатун 5, а шатун 5 - на конец водила б (см. фиг.З). В этот момент точка В, что в конце водила 6, жестко закрепленного к валу 7, не поднимается вверх как поршни. Тогда центр С ступицы 4 вы- нужден выйти по окружности с радиусом ОС, равным половине хода поршня Д в сторону большего давления. Далее шатун 5 под воздействием ступицы 4 толкает конец плеча В водила б и последнее сообщает враще- ние силовому валу 7. Шатун 5 вместе с плечом водила 6 вращается вокруг оси выходного вала 7. Далее через редуктор золотник вращается и свежий пар поступает по

следующим цилиндрам. В предыдущих цилиндрах, находящихся за осью водила 6 с шатуном 5, происходит расширение пара, а в следующих цилиндрах, находящихся перед осью водила б, происходит сжатие пара (имею в виду нижних полостей всех цилиндров).

Таким образом, за счет разницы давлений в цилиндрах звездообразная ступица 4 перемещается вокруг оси выходного вала 7 по окружности с радиусом ОС. По концевым пазам 3 поршней 2 движутся периферийные концы ступицы 4. Длина Д паза 3 равна ходу поршня 2. В конце расширения пара первый поршень 2 и пятый поршень 2 открывают выпускные окна, находящиеся в середине цилиндра, через которые выпускается отработанный пар. Далее пар переходит в конденсатор, где конденсируется в воду и вода обратно поступает в бак с водой.

Использование: изобретение относится к двигателестроению. Сущность, изобретения: двигатель содержит два неподвижных , , /ы блока цилиндров 1. Каждый поршень 2 имеет пазовый конец. Между блоками цилиндров 1 расположены звездообразные ступицы 4, установленные на пазовых концах поршнем 2. С шейкой центрального отверстия ступицы А шарнирно соединена коренная головка шатуна 5. Кривошипная головка шатуна 5 соединена шарнирно с концом двуплечего водила б (кривошипа). Двуплечевое водило 6 закреплено жестко на силовом валу 7 между блоками цилиндров 1. Под блоками цилиндров 1 закреплена опора 8. 1 з.п.ф-лы, 5 AI.

Формула изобретения 1. Двигатель, содержащий звездообразный блок цилиндров, установленные в цилиндрах поршни с поперечными пазами на концах, выходной вал, отличающийся тем, что, с целью уменьшения удельного веса и повышения мощности, двигатель дополнительно снабжен по крайней мере одним аналогичным звездообразным блоком цилиндров, звездообразными ступицами, шатунами и двуплечим водилом,

ступицы установлены эксцентрично выходному валу с возможностью сканирующего движения относительно оси последнего, шатуны шарнирно связаны со ступицами и двуплечим водилом, последнее жестко закреплено на выходном валу, а периферийные концы звездообразных ступиц шарнирно установлены в пазах поршней.

А

pi/ek

зо/го/ям/ffe

фе/г.5