двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, шарнир неравных угловых скоростей, наклонный вал, механизм регулирования рабочего объема, по меньшей мере два цилиндра, поршни, размещенные в цилиндрах и шарнирно связанные с головками шатунов, а другие головки шатунов шарнирно связаны с крестовиной шарнира неравных угловых скоростей, отличающийся там, что в корпусе размещены цилиндры и установлен изогнутый вал с противовесов, связанный с наклонным валом, на изогнутом валу установлен маховик, связанный с наклонным валом внешним зубчатым зацеплением, а на корпусе установлены колеса, связанные с шипами крестовины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано как в качестве дизельных, так и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания.

Известен бесшатунный двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер с установленным на нем по меньшей мере одним цилиндром с системой газораспределения, поршень со штоком, размещенный в цилиндре, две кривошипные опоры с зубчатыми колесами и добавочными противовесами, установленные соосно в картере, коленчатый вал, шарнирно связанный коренными шейками с кривошипными опорами, механизм синхронизации вращения кривошипных опор, связанный с зубчатыми колесами, причем последние выполнены на щеках кривошипных опор, а штоковые шейки коленчатого вала шарнирно связаны со штоком поршня. /См. книга С.С. Баландин "Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания", М., Машиностроение, 1972/.

Недостатком данного двигателя является недолговечность работы из-за консольного размещения кривошипных опор в картере.

Известен также роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, шарнир неравных угловых скоростей, механизм регулирования рабочего объема, ротор с установленными на нем по меньшей мере двумя цилиндрами, расположенными в нем оппозитно и параллельно относительно его продольной оси, поршни, размещенные в цилиндрах и шарнирно связанные с головками шатунов, а другие головки шатунов шарнирно связаны с крестовиной, соединяющей вилку ротора и вилку наклонного вала в шарнир неравных угловых скоростей.

Недостатками роторного двигателя являются сложность герметизации рабочих камер из-за их вращения в роторе и наличия золотниковой системы газораспределения, большие механические потери, возникающие от центробежного давления поршней на стенки цилиндров при вращении ротора, неуравновешенность инерционных крутящих моментов, возникающих при неравномерном вращении наклонного вала и качательно-вращательном движении крестовины, что не позволяет форсировать двигатель по частоте вращения. /См. патент РФ N2070645, кл. F 02 В 53/00, заявлено 06.12.93, опубликовано 20.12.96/.

Данное техническое решение принято за прототип. Задача, решаемая изобретением, заключается в создании компактного, надежного и экономичного двигателя внутреннего сгорания.

Технический результат при использовании данного изобретения состоит в улучшении герметичности рабочих камер и, как следствие, повышении мощности двигателя за счет размещения цилиндров в корпусе, уменьшении механических потерь за счет движения поршней с их давлением на стенки цилиндров, возникающим только от качания шатунов относительно осей цилиндров, возможности форсирования двигателя по частоте вращения из-за уравновешивания силы инерции и инерционного крутящего момента, действующих на наклонный вал соответственно при его вращении вокруг оси изогнутого вала и неравномерном вращении относительно колена изогнутого вала и уравновешивания инерционого крутящего момента, действующего на крестовину, совершающую качательное движение.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус, шарнир неравных угловых скоростей, наклонный вал, механизм регулирования рабочего объема, по меньшей мере два цилиндра, поршни, размещенные в цилиндрах и шарнирно связанные с головками шатунов, а другие головки шатунов шарнирно связаны с крестовиной шарнира неравных угловых скоростей, в корпусе размещены цилиндры и установлен изогнутый вал с противовесом, связанный с наклонным валом, на изогнутом вале установлен маховик, связанный с наклонным валом внешним зубчатым зацеплением, а на корпусе установлены колеса, связанные с шипами крестовины.

Изображение представлено чертежами, где на фиг.1 изображен двигатель, продольный разрез, на фиг.2 дан вид А-А фиг.1, поперечный разрез.

Размещение цилиндров в корпусе позволяет конструктивно установить клапанный механизм газораспределения и, как следствие, улучшить герметичность рабочих камер и повысить мощность двигателя.

Установка в корпусе изогнутого вала, связанного с наклонным валом, позволяет обеспечить возвратно-поступательное движение поршней с их давлением на стенки цилиндров, возникающим только от качания шатунов относительно осей цилиндров, и, как следствие, уменьшить механические потери.

Выполнение изогнутого вала с противовесом позволяет уравновесить силу инерции, действующую на наклонный вал при его вращении вокруг оси изогнутого вала.

Установка на изогнутом вале маховика, связанного с наклонным валом внешним зубчатым зацеплением, позволяет уравновесить инерционный крутящий момент, действующий на наклонный вал при его неравномерном вращении относительно колена изогнутого вала.

Установка на корпусе колес, связанных с шипами крестовины, позволяет уравновесить инерционный крутящий момент, действующий на крестовину при его качательном движении.

Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1 с установленным на нем в подшипниках 2 изогнутым валом 3, на колене 4 изогнутого вала 3, с возможностью качания в его плоскости, установлена цапфа 5, которая шарнирно связана с наклонным валом 6, а на продолжении щеки изогнутого вала 3 установлен противовес 7. Маховик 8 установлен на цапфе 5 и связан с наклонным валом 6 внешним зубчатым зацеплением. Цилиндры 9 размещены в корпусе 1, поршни 10 размещены в цилиндрах 9 и шарнирно связаны с головками шатунов 11, которые в свою очередь другими головками шарнирно связаны с крестовиной 12, соединяющей вилку корпуса 1 и вилку наклонного вала 6 в шарнир неравных угловых скоростей. Колеса 13 установлены в корпусе 1 и связаны с шипами крестовины 12 с помощью внешнего зубчатого зацепления. Гидроцилиндр 14 закреплен на корпусе 1, шток поршня 15 с помощью шарового сочленения связан с изогнутым валом 3.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом: при вращении изогнутого вала 3 наклонный вал 6 совершает одновременно вращательное движение вокруг оси изогнутого вала 3 и вокруг колена 4, при этом крестовина 12 совершает качательное движение, обеспечивая возвратно-поступательное движение поршней 10, причем движение поршней 10 происходит с их давлением на стенки цилиндров 9, возникающим только от качания шатунов 11 относительно осей цилиндров 9. Противовес 7 вращается в той же плоскости, что и наклонный вал 6, и уравновешивает силу инерции, действующую на наклонный вал 6 при его вращении вокруг оси изогнутого вала 3. Маховик 8 совершает вращение в направлении, противоположном вращению наклонного вала 6, и уравновешивает инерционный крутящий момент, действующий на наклонный вал 6 при его неравномерном вращении относительно колена 4 изогнутого вала 3. Колеса 13 совершают качательное движение в направлении, противоположном направлению качания крестовины 12, что способствует уравновешиванию инерционного крутящего момента, действующего на крестовину 12. При перемещении штока поршня 15 вправо или влево наклонный вал 6 и цапфа 5 меняют свое угловое расположение относительно оси изогнутого вала 3, при котором соотвественно уменьшается или увеличивается ход поршней 10, что в свою очередь уменьшает или увеличивает рабочий объем двигателя.