Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02B73/00 

Изобретение относится к двигателест- роению, а именно к конструкции многофункциональных модульных двигателей внутреннего сгорания, а также может найти применение в конструкциях поршневых машин.

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания содержащий основную силовую секцию, образованную корпусам с установленными в нем цилиндрами, поршни которых через пальцы соединены между собой шарнирными звеньями, контактирующими с одним или несколькими двухвершинными кулачками с опорными элементами, выполненными заодно с валом отбора мощности, дополнительно оснащен, по меньшей мере, одной силовой секцией, которая выполнена аналогично основной и содержит шарнирные с тягами/причем выходные валы секции выполнены параллельными, а шарнирные звенья через соединительные пальцы, соединены с помощью тяг.

Кроме того, двигатель имеет различное количество цилиндров как четное, так и нечетное, или несколько блоков цилиндров с одним общим валом отбора мощности или несколько валов отбора мощности работающих синхронно.

Отмеченные отличительные признаки совместно с признаками, являющимися сходными для предлагаемого технического решения и двигателя по прототипу обеспеСО

о ю

00

00

чивают создание работоспособной конструкции более универсальной, чем известный ближайший аналог, поскольку наличие возможности иметь различное количество блоков цилиндров с одним или несколькими валами отбора мощности, позволяет изменить общую мощность двигателя и его конфигурацию в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Вследствие этого, возможности заложенные в конструкции двигателя используются гораздо шире, что улучшает его приспосабливаемость и делает его универсальным.

На фиг. 1-2 изображен поперечный и продольный разрез основной секции двига- теля: на фиг 3 и 4 - компановка двигателя с двумя валами отбора мощности; на фиг 5 - варианты изменения внешней конфигурации двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1, в котором установлены цилиндры 2. Цилиндры 2 имеют головки 3, на которых установлены свечи зажигания 4. В цилиндрах 2 расположены поршни 5, кото- рые посредством пальцев 10 шарнирно соединены между собой звеньями б, образующими равносторонний шарнирный четырехугольник. В середине каждого звена 6 выполнены пазы, имеющие скругленную форму, которая соответствует криволинейной поверхности опорного элемента кулачка 13 (в данном примере ролика), установленного на валу отбора мощности 7. Вал 7 установлен в подшипниках 11. Для обеспечения синхронной работы поршней и симметричного перемещения звеньев б, на стенках корпуса, перпендикулярно оси цилиндров, установлены пары направляющих 8, в которых скользят башмаки 9, соединен- ные попарно между собой пальцами 10, соединяющие свободные концы звеньев 6. Вал отбора мощности 7 выполнен заодно с кулачком, который состоит из центральной части 12 и диаметрально расположенных опорных элементов (роликов) 13, которые зафиксированы на валу пальцами 14. Свободные стенки корпуса 1, на которых не установлены цилиндры 2, закрыты крышками 15. В тех случаях, когда необходимо уве- личить общую мощность двигателя или изменить его компановку и конфигурацию, или использовать дополнительный вал отбора мощности, устанавливается переходник 16, соединяющий корпусы в единый блок, а пара соединительных тяг 17 смыкает шарнирные четырехзвенники в общую цепь, и тем самым обеспечивает синхронное вращение валов отбора мощности в одном или противоположном направлении.

Основная секция двигателя работает следующим образом. При движении поршней в цилиндрах от нижней мертвой точки в направлении верхней мертвой точки происходит обкатка шарнирными звеньями 6 опорных элементов 13 кулачка вала отбора мощности 7 (взаимодействие пазов звеньев б с роликами 13 кулачка) синхронно движению поршней 5. Синхронная работа поршней 5 и симметричное распределение нагрузки на шарнирные звенья б обеспечиваются за счет ограниченного в пространстве движения свободных концов шарнирных звеньев 6 направляющими 8. Перемещение возможно только вдоль оси направляющих 8. Под влиянием обкатки (движения шарнирных звеньев 6) происходит движение опорных элементов 13 кулачка, который вместе с валом 7 поворачивается на 90°, При движении поршней от верхней мертвой точки в направлении нижней мертвой точки, происходит дальнейшая обкатка шарнирными звеньями 6 опорных элементов 13 кулачка вала отбора мощности 7, Под влиянием звеньев 6 вал 7 поворачивается еще на 90°, и так далее.

Таким образом, за одно движение поршня кулачковый вал воздействием шарнирных звеньев поворачивается на 90°, а за один цикл работы секции двигателя (два такта) кулачковый вал поворачивается на 180°. При стыковке основной секции с дополнительной, синхронизация работы двигателя обеспечивается за счет смыкания тягами шарнирных четырехзвенников в единую цепь и работающих в противофазах.

Данный двигатель целесообразно ис- пользовать на малоскоростных транспортных средствах, например, на мини-тракторах или механизированных приспособлениях, где требуется большое тяговое усилие.

В отличие от прототипам других похожих двигателей, предлагаемый двигатель может изменять свою максимальную мощность не только за счет увеличения или уменьшения рабочего объема цилиндров, но и за счет использования модульной схемы, что позволяет гораздо шире использовать данный двигатель в различных областях народного хозяйства. Кроме того, возможность двигателя иметь несколько валов отбора мощности делает его многоприводным устройством с синхронно работающими валами, что может найти применение в стационарных и переносных энергетических установках, например: одновременное и синхронное вращение однофазных и трехфазных генераторов переменного тока, или использование в сельскохозяйственных машинах, где требуется согласованное разделение механической энергии для ее подвода к отдельным агрегатам, в таких как комбайны, в еялки и тому подобное. А также удобство в эксплуатации силовых установок с применением данного двигателя обуславливается способностью двигателя, не изменяя своей общей мощности и крутящего момента, изменять свою компановку и внешнюю конфигурацию, для обеспечения удобных подходов при техническом обслуживании.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Двигатель внутреннего сгорания, содержащий основную, силовую секцию, образованную корпусом, выходным валом с

0

5

кулачком, цилиндрами, оси которых пересекают ось выходного вала, поршнями, расположенными в цилиндрах и связанными между собой с помощью пальцев и шарнирных звеньев, образующих четырехугольник, взаимодействующими с кулачками выходного вала, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, двигатель дополнительно оснащен по крайней мере одной силовой секцией, выполненной аналогично основной и содержащей шарнирные звенья с тягами, причем выходные валы секций выполнены параллельными, в шарнирные звенья через соединительные пальцы соединены с помощью тяги.

Изобретение относится к конструкции двигателей внутреннего сгорания, а именно к конструкции многофункциональных модульных двигателей внутреннего сгорания, а также может найти применение в конструкциях поршневых машин. Сущность изобретения: двигатель внутреннего сгорания содержит основную силовую секцию, состоящую из корпуса, выходного вала с кулачком, цилиндров, оси которых пересекают ось выходного вала, поршней, расположенных в цилиндрах и связанных между собой с помощью пальцев и шарнирных звеньев, образующих четырехугольник, взаимодействующий с кулачком выходного вала. Двигатель дополнительно оснащен по меньшей мере одной силовой секцией, выполненной аналогично основной и содержащей шарнирные звенья с тягами. Выходные валы секций выполнены параллельными, а шарнирные звенья через соединительные пальцы соединены с помощью тяг. Двигатель может иметь различное количество цилиндров или несколько блоков цилиндров с одним общим валом отбора мощности, или несколько валов отбора мощности, работающих синхронно в одном, или противоположном направлениях без дополнительного согласующего устройства. 5 ил. 3 Ё

/3 /51

Заказ 1271Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5