ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ Советский патент 1934 года по МПК F01B15/02 

Предлагаемое изобретение относится к двигателям внутреннего горения, имеющим неподвижный рабочий поршень и движущийся по нему и по его штоку цилиндр. В предлагаемом двигателе в полом поршневом штоке вращается трубчатый золотник, снабженный питательными и выхлопными каналами и окнами для впуска и выпуска рабочего агента, действующими совместно с ведущими внутрь цилиндра впускными и выпускными окнами полого, поршневого штока, причем этот золотник вращается в зависимости от движения рабочего цилиндра. Золотник служит для подведения и отвода охлаждающей воды и смазки и снабжен для этой цели канавами. Канал для масла, присоединенный к подводному маслопроводу, соединяется, при поворачивании золотника, соединительным трубопроводом с кольцевой смазочной канавкой на поршне.

В сдвоенном двигателе или двигателе тандем полый поршневой шток для золотника проходит или через оба цилиндра, и тогда последние связываются общей направляющей трубой, или же применяется несколько параллельно расположенных золотников с полыми поршнями, несущими каждый по одному или более цилиндров.

Дня преобразования прямолинейного движения рабочего цилиндра во вращательное между, цилиндрической зубчаткой, приводимой во вращательное движение прямолинейным движением цилиндра и цилиндрической зубчаткой, монтированной на золотнике, помещена промежуточная передача, так связанная системой рычагов с рабочими цилиндрами, что при переднем ходе рабочих цилиндров она включается, а при заднем ходе выводится из зацепления.

Для зажигания взрывчатой смеси внутри кольцевого пространства цилиндра запальные свечи, контакты которых выступают из цилиндра, приводятся в сферу действий пружинного контакта, к которому запальный ток подводится через распределитель. В другой форме выполнения запального приспособления выступающие из цилиндра концы запальных свечей снабжены скошенной контактной поверхностью для скользящего контакта, соответствующая которой неподвижная часть последнего может перемещаться в плоскости, перпендикулярной к направлению движения цилиндра, или, наконец, выступающие наружу концы запальных свечей могут быть снабжены контактными пластинками, расположенными перпендикулярно к оси цилиндра, а соответствующая этим пластинкам контактная поверхность может перемещаться против действия пружины параллельна оси цилиндра.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает горизонтальный разрез двигателя; фиг. 2 - продольный разрез распределительного золотника; фиг. 3 - вертикальный продольный разрез его; фиг. 4 - поршень и полый поршневой шток в развернутом виде; фиг. 5 и 6 - два поперечных разреза распределительного золотника; фиг. 7 - схему общего устройства в другой форме выполнения; фиг. 8 - схему запального устройства; фиг. 9 и 10 - формы выполнения запального приспособления.

Здесь приведено в виде примера описание двухцилиндрового автомобильного двигателя - тандем.

Поршни 1 монтированы неподвижно и движущийся по поршню цилиндр уплотнен поршневыми кольцами. На средине поршня 1 имеется кольцевая канавка 27 для смазки внутренней поверхности поршня. Масло подается в канавку 27 из канала 32 и распределительного золотника 23 через трубопровод, соединяющий канавку с каналом, когда последний при вращении золотника 23 проходит над этим соединительным трубопроводом. Поршень сделан полым и присоединен к трубопроводу 21, 22 для охлаждающей воды. Поршни 1 закреплены на полом штоке 2, неподвижно монтированном на шасси 25 автомобиля. Вне подшипников помещаются трубопроводы 21 для холодной воды, 22 - для горячей воды, 20 - для масла и 26 - для подвода газа из карбуратора.

Четырехугольники А, А, Е, Е на полом поршневом штоке 2, обозначающие впускные и выпускные окна, на фиг. 1 показаны, ради простоты, расположенными на одной линии; в действительности же они смещены одно относительно другого, как показано на фиг. 4. Соответствующие им окна имеются на вращающемся распределительном золотнике 23. Цилиндры 3 снабжены цилиндрической рубашкой, которая перемещается на поршне 1 и снабжена на концах крышками с двумя наружными направляющими трубами 7 и одной, расположенной между ними, общей направляющей трубой 7′, которыми цилиндры скользят на неподвижном полом поршневом штоке 2. Направляющие трубы 7, 7′, входят в цилиндры на длину пространства сжатия, но для того, чтобы не мешать выходу, оставлен свободным прорез А¹ несколько большего размера, чем выпускное окно А. Направляющие трубы 7, 7′ введены в цилиндр с целью достижения экономии в ширине двигателя и шасси. Промежуток между направляющей трубой 7 и полым поршневым штоком 2 уплотнен поршневыми кольцами, канавки которых входят в поршневой шток. Цилиндр снабжен на наружной поверхности ребрами для свечей 5, к которым ток подводится по кабельной трубке 6, снабженной контактными пружинами. К последним контактные кнопки свечей прижимаются при движении цилиндра водном направлении, так что при изменении направлении движения цилиндра на полюсах свечки в цилиндре получается запальная искра.

От цилиндров движение передается на коленчатый вал через цапфы 8 на охватывающих цилиндры 3 хомутах 4, спаренные в точках 10 общей тягой 9 и соединенные с одной головкой шатуна 11, другая головка которого соединена с кривошипным пальцем маховика 12, насаженного на валу 13. Кроме маховика 12 на валу 13 насажены еще муфта 15, передача 16 для изменения скорости и для реверсирования диференциальная передача 17. Распределение производится от коленчатого вала 13 через коническую шестерню 12а на маховике 12, сцепляющуюся с шестернями 14а на одном конце распределительных валов 14, на другом конце которых насажено по цилиндрическому зубчатому колесу 18, сцепляющемуся каждое с зубчатым колесом 19 на распределительном золотнике 23.

Распределительный золотник 23 имеет канал 32, примыкающий к маслопроводу 20 полого поршневого штока и подводящий масло к местам смазки. Кроме того золотник 23 снабжен каналами 30 и 31, примыкающими к трубопроводам 21 и 22 штока 2, служащим для подведения и отвода охлаждающей воды, которая нагнетается насосом и циркулирует через холодильник и систему труб. Затем золотник 23 имеет примыкающий к патрубку 26 карбуратора 24 канал 28 для подачи в цилиндры горючего и канал 29 для выпуска отработавших газов. При поворачивании распределительного золотника 23 каналы 28 и 29 сообщаются или разобщаются при помощи впускных и выпускных окон Е и А с соответствующими впускными и выпускными окнами Е и А полого поршневого штока 2, а тем самым и с внутренностью цилиндров, чем достигается регулирование распределения горючего по цилиндрам и выпуска отработавших газов.

При выполнении двигателя, согласно фиг. 7, между цилиндрическими зубчатыми колесами 18 и 19 помещена промежуточная шестерня 33, которая так присоединена при помощи рычажной передачи 34 к распределительному золотнику и одному из цилиндров, что при переднем ходе цилиндров промежуточный перебор вводится в зацепление с зубчатыми колесами 18, 19, а при обратном ходе цилиндра расцепляется с ними.

При выполнении двигателя в форме, показанной на фиг. 8, каждый из цилиндров 3 имеет по две запальных свечи 5 любой системы, снабженные соответственными контактными поверхностями 35. На пути этих контактных поверхностей 35 расположены на заранее определенном расстоянии упругие пластины 36, причем ток посылается каждый раз соответственным включением, при помощи распределителя 37, в подводящие кабели контактных пружин.

В форме выполнения запального приспособления, показанной на фиг. 9, запальная свеча 5 снабжена скошенной контактной поверхностью 35′. Против последней приходится скользящая контактная поверхность 38, закрепленная на расположенной перпендикулярно коси цилиндра ползушке 39, могущей перемещаться в соответственных хомутах 40. Ползушка 39 снабжена неподвижно закрепленным на ней упором 41, причем между упором 41 и хомутом 40 помещена пружина 42, обеспечивающая обжимание контактной поверхности 38, но всегда возвращающая ее в исходное положение. Время зажигания можно точно установить заранее, так как оно определяется длиной контактной поверхности 38.

При выполнении приспособления, согласно фиг. 10, в стенке цилиндра 3 монтирована свеча 5 известной уже конструкции, причем контактный конец ее выступает наружу. Верхний конец оси снабжен расположенной перпендикулярно к оси цилиндра контактной поверхностью 35′′, против которой приходится плоская контактная поверхность 38′. Последняя закреплена на ползушке 39′, расположенной параллельно оси цилиндра. Ползушка имеет продольное перемещение в подшипниках 40′ и снабжена упором 41′, причем между упором и одним из подшипников 40 помещена пружина 42′. Здесь также можно установить время зажигания путем придания контактной поверхности 38′ точного нормального положения.

1. Двигатель внутреннего горения с неподвижным поршнем и движущимся по нему цилиндром, отличающийся применением трубчатого распределительного золотника (фиг. 1-3), снабженного подводящим 28 и выхлопным 29 каналами, а также впускными Е и выпускными А окнами (фиг. 4-6), и расположенного внутри неподвижного, снабженного соответствующими впускными и выпускными окнами штока 2, каковой золотник приводится во вращение от рабочего вала 13 при помощи зубчатых передач 12а, 14а и 18, 19 (фиг. 1).

2. Видоизменение двигателя по п. 1, отличающееся тем, что золотник 23 снабжен каналами 30 и 31 для охлаждающей пустотелый поршень воды и каналом 32 для смазочного масла (фиг. 5 и 6).

3. Видоизменение двигателя по п. 1, отличающееся тем, что между зубчатыми колесами 18 и 19 включается, с целью изменения направления вращения машины, при помощи рычажной передачи 34 промежуточная шестерня 33 (фиг. 7).

4. Применение в двигателе по пп. 1-3 контактов для воспламенения смеси, которые могут иметь форму упругой пластины 36 (фиг. 8), или подвижного на пружине упора 42 (фиг. 9), 42 (фиг. 10) с наклонной 38 (фиг. 9) или плоской 38′ (фиг. 10) контактной поверхностью.