Двигатель внутреннего сгорания с кулачной шайбой Советский патент 1947 года по МПК F01B3/04 

Двигатель внутреннего сгорания с кулачной шайбой

Заявлено 25 сентября 1946 года в Министерство тяжелого машиностроения СССР

за № 504 (348781)

Опубликовано 30 сентября 1947 года

Изобретение касается двигателей внутреннего сгорания с цилиндрами, расположенными вокруг параллельного им вала, на котором заклинена кулачная шайба, и с заполнением сегментных камер между криволинейной поверхностью шайбы и поршнями жидкостью и состоит в том, что с целью изменения величины хода поршней количество жидкости в камерах может быть изменяемо при помоши золотников, перестанавливаемых в направлении движения поршней. Тяги этих золотников связаны двуплечими рычагами с упорами, расположенными на штоках поршней.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена развертка двигателя в разрезе по осям цилиндров, на фиг. 2 и 3 - продольный и поперечный разрезы двигателя, на фиг. 4 - перепускной золотник и на фиг. 5 - разделительная заслонка в двух проекциях.

На валу 1, вращаюшемся в конических подшипниках, смонтированных в корпусе 5, заклинена кулачная шайба 2, снабженная кольцевым выступом с криволинейной торцевой поверхностью.

В теле неподвижного корпуса 5 по его периферии параллельно валу / расположено несколько цилиндрических полостей, в которых помеш;ены цилиндры 8 двухтактного двигателя внутреннего сгорания с продувкой и наддувом через окна, управляемые поршнем. Противоположные стороны цилиндрическихполостей открыты в обшую для них кольцевую полость.

Кольцевая полость по количеству цилиндров двигателя разделена подпружиненными заслонками 19 на сегментные камеры 10, заполненные какой-либо жидкостью, например машинным маслом.

Для уменьшения трения каждая заслонка 19 снабжена роликом 12, обкатывающим криволинейную поверхность кулачной шайбы 2.

По торцам роликов 12 в пазах корпуса 5 размещены ползуны, охватываюшие своими концами кольцевой выступ кулачной шайбы 2.

Для восприятия боковых усилий в гильзе 16 (фиг. 5) заслонки 19 предусмотрены ролики 25.

Со стороны, противоположной цилиндрам 8, кольцевая полость огра45а

№ 69223

ичена крышкой б (фиг. 1 и 2), меду которой и торцевой поверхостью кулачной шайбы 2 имеется азор, сообщенный с кольцевой поостью для уравновешивания осеого давления жидкости на кулачую шайбу 2.

Крышка 6 снабжена лабиринтным плотнением и сальником 30.

Штоки поршней 7 двигателя проушены через перегородки 1/ и не сут на своих концах поршни 9 большего диаметра, чем диаметр поршней 7. Полость между перегородкой JJ и поршнем 9 предназначена для сжатия продувочного и заряжающего воздуха.

Криволинейная поверхность кулачной шайбы 2 и диаметр цилиндрических полостей выбраны так, чтобы при любом угле поворота вала / суммарный объем сегментной камеры и примыкаюшей к ней цилиндрической полости, а равно и количество находящейся в них жидкости были постоянны.

Работа двигателя происходит следующим образом.

При воспламенении топлнвовоздушной смеси в одной группе цилиндров 5 поршни 7 перемещаются под действием расширяющихся газов и приводят в движение поршни 9, которые, повышая давление жидкости, вытесняют ее из цилиндрической полости в сегментные камеры 10.

В результате давления жидкости на криволинейную поверхность кулачная щайба 2 будет приведена во вращательное движение.

По достижении любым поршнем 9 нижней мертвой точки одна из впадин кулачной шайбы 2 окажется напротив цилиндрической полости, что будет соответствовать максимальному объему сегментной камеры 10 и минимальному объему цилиндрической полости.

При дальнейшем повороте кулач;ной шайбы 2 объем сегментной камеры 10 будет уменьшаться, и жидкость, перетекая в цилиндрическую полость, переместит поршень .9 и связанный с ним поршень 7 в положение верхней мертвой точки.

456

На ступице кулачной шайбы 2 укреплен барабан 3, несущий кольцо 4, которое с помощью криволинейного паза, расположенного на его цилиндрической поверхности, взаимодействует с роликами 24 укрепленными на концах тяг 23, связанных со штоками 22 поршней 9, для синхронизации их движения.

Для снижения усилий, передаваемых от поршней 7 роликами 2-, в сочленениях тяг 23 и щтоков 22 предусмотрены пружины 26 и 27 (фиг. 4). Штоки 22 снабжены упорами 20 и 21 (фиг. 2 и 4), расстояние между которыми равно величине хода поршня 7.

Вследствие наличия мо-нтажных зазоров и возможного перетекания жидкости между сегментными камерами количество жидкости в них может изменяться.

Для пополнения сегментных камер, жидкостью и отвода излишков ее в общий резервуар 18 (фиг. 2) применены перепускные золотники 29 (фиг. 4), тяги 28 которых сочленены с двуплечими рычагами 31, взаимодействующими свободными концами с упорами 20 и 21.

Таким образом при утечке жидкости из любой сегментной камеры положение нижней мертвой точки порщня 9 будет смещено в сторону кулачной шайбы 2, в результате чего упор 20 задарит в конец рычага 31; последний, перемещая золотник 29, сообщит сегментную камеру 10 с резервуаром 18.

Но так как перемещение порпшя

9ограничено пружиной 27, то давление жидкости в сегментной камере 10 будет ниже обычного, и жидкость, находящаяся в резервуаре 18 под постоянным давлением, частично поступит в сегментную камеру 10.

При освобождении рычага 31 упором 20 пружина 32 переместит золотник 29 в исходное положение, и сегментная камера 10 будет разобщена от резервуара 18.

При наличии в сегментной камере

10излишка жидкости поршень 9 будет заходить за верхнюю мертвую точку, отчего упор 21 ударит в рычаг 31 и, перемещая золотник 29, сообщит сегментную камеру 10 с резервуаром 18.

Поскольку перемещение поршня 9 в этом случае ограничено пружиной 26 и давлением газов в цилиндре 8, давление жидкости в сегментной камере 10 будет повышено и часть жидкости из нее перетечет в резервуар 18.

При обратном ходе поршня 9 упор 20 ударит в рычаг 31 и переместит золотник 29 в исходное положение, отключая сегментную камеру 10 от резервуара 18.

С целью изменения объемов камер сжатия двигателя и соответственно его мощности, путем изменения количества жидкости в сегментных камерах 10, перепускные золотники могут быть перестанавливаемыми в направлении движения порщней. Для этого корпусы 33 золотников 29 монтированы на тягах 34, перемещаемых по желанию.

Одновременно с перемещением перепускных золотников перемещают в том же направлении кольцо 4 барабана 3, для чего, помимо щлицевого крепления, он должен быть снабжен фиксирующим устройством, устраняющим произвольное перемещение кольца 4 в осевом направлении.

При перемещении золотников и кольца 4 вправо в сегментные камеры 10 будет поступать дополнительное количество жидкости, а при

перемещении их влево - часть жидкости из сегментных камер 10 будет вытесняться в резервуар 18 способом, уже описанным выще.

Так, не изменяя величины хода поршня 7, можно по желанию смещать предел его движения. В соответствии с этим смещением будет изменяться объем камеры сжатия.

Предмет изобретения

1.Двигатель внутреннего сгорания с кулачной щайбой с заполнением сегментных камер между криволинейной поверхностью шайбы и аорщнями жидкостью, с заклиненным на валу двигателя барабаном, снабженным криволинейным пазом для синхронизации движения поршней при помощи роликов и штоков, соединенных с порщнями посредством пружин, отличающийся тем, что, с целью пополнения сегментных камер жидкостью и отвода ее из них в резервуар, применены золотники, тяги которых связаны двуплечими рычагами с упорами, расположенными на щтоках поршней.

2.Форма выполнения двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что золотники выполнены переставляемыми в направлении движения поршней, с целью изменения объемов камер сгорания и степени сжатия путем изменения количества жидкости в сегментных камепах.

Фиг. 1