Поршневой двигатель внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: двигатель содержит блок цилиндров fимеющий нечетное число сквозных цилиндровых отверстий, оси которых равномерно расположены по окружности поперечного сечения блока цилиндров , и представляет собой дуги окружности , центр которой совпадает с центром сферы блока цилиндров. Рабочий вал выполнен кривошипным с наклонной осью кривошипа. Кинематическая связь поршней с рабочим валом выполнена в виде подшипниковой втулки, установленной на кривошипе рабочего вала. Газораспределительный механизм золотникового типа выпблнен в виде поворотного диска со сферической поверхностью , сопряженной с торцевой поверхностью блока. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов, уменьшение веса, увеличение КПД за счет уменьшения числа трущихся поверхностей и приводимых внутренних деталей. 12 ил.

.:.тккеаджк

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5, F 02 В 75/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4658677/06 (22) 07.03,89 (46) 15.07.92. Бюл. N. 26 (75) Г. В. Баев и Н. В. Баев (53) 62 1 г43(088,8) (56) Заявка ФРГ М 3412842, кл. F 01 Б 3/02, опублик. 1985.

Патент США N 3762276, кл. F 01 B 13/04, опублик. 1973. (54) ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Сущность изобретения: двигатель содержит блок цилиндров, имеющий нечетное число сквозных цилиндровых отверстий, оси которых равномерно расположены по окружности поперечного сечения блока циИзобретение относится к двигателестроению, Известны поршневые двигатели, содержащие расположенные в корпусе сферичевкий блок цилиндров, имеющий сквозные цилиндровые отверстия, оси которых равномерно расположены по окружности поперечного сечения блока цилиндров и представля|от собой дуги окружйости, центр которой совпадает с центром сферы блока цилиндров, и расположен на оси кри-. вошипного рабочего вала, и поршни, размещенные в. цилиндрах и связанные с помощью крестовины с кривошипам рабочего вала. Недостатком известного двигателя является то, что блок цилиндров установлен в корпусе с возможностью вращения, что приводит к увеличению массы подвижных деталей, снижению надежности и долговечности двигателя, а также к усложнению его обслуживающих систем.

„„5U„„1747725 А1

2 линдров, и представляет собой дуги окружности, центр которой совпадает с центром сферы блока цилиндров. Рабочий вал выполнен кривошипным с наклонной осью кривошипа. Кинематическая связь поршней с рабочим валом выполнена в виде подшипниковой втулки, установленной на кривошипе рабочего вала. Газораспределительный механизм золотникового типа выполнен в виде поворотного диска со сферйческой поверхностью, сопряженной с торцевой по верхностью блока. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов, уменьшение веса, увеличение КПД за счет уменьшения числа трущихся поверхностей . и приводимых внутренних деталей, 12 ил..

Наиболее близким к предлагаемому является поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий расположенный в а корпусе сферический блок цилиндров, имеющий диаметральное отверстие и сквозные р цилиндровые отверстия, оси которых равномерно расположены по окружности поперечного сечения блока цилиндров симметрично относительно оси диаметрального отверстия и представляют собои дуги вЛ окружности, центр которой совпадает.с центром сферы блока цилиндров, рабочий нЪ вал, расположенный в диаметральном отверстии блока цилиндров соосно с ним, торообразные поршни, размещенные в цилиндровых отверстиях с возможностью осевого перемещения и с образованием рабочих камер и кинематически связанные с рабочим валом, а также крышку цилиндров, расположенную в торцевой части блока цилиндров имеющую каналы подвода и отво-, 1747725 да рабочей сферы и механизм газораспределения золотникового типа, золотник которого установлен с возможностью перекрытия вышеуказанных каналов, Недостатком известного двигателя является его сложность, малая надежность и долговечность, обусловленные наличием дополнительного вала, жестко связанного с вращающимся блоком цилиндров.

Цель. изобретения — упрощение конструкции двигателя, повышение его надежности и долговечности.

Это достигается тем, что рабочий вал выполнен кривошипным с наклонной осью кривошипа, а кинематическая связь поршней с рабочим валом — в виде подшипниковой втулки, установленной на кривошипе рабочего вала, и шатунов, шарнирными пальцами связанных с поршнями и неподвижно закрепленных на подшипниковой втулке. При этом наклонная ось кривошипа пересекается с осью рабочего вала и осями шарнирных пальцев в центре сферы блока цилиндров, а золотника выполнен в виде поворотного диска со сферической йоверх- ностью, связанного с рабочим валом.

На фиг. 1 показан двигатель, разрез по оси рабочего вала; на фиг. 2 — аксонометри, ческая проекция двигателя.в разобранном состоянии ; на фиг. 3 — кинематическая схема двигателя; на фиг. 4 — распределительный механизм двигателя, вид с торца; на фиг, 5 — рабочий вал, вид сбоку; на фиг. 6— рабочий вал, вид с торца; на фиг. 7 — шатун, в ид сбоку; на фиг. 8 — шэ тун, вид с торца; на фиг. 9 — двигатель, вид спереди; на фиг. 10 — гэзорэспределительный золотник, вид с торца; на фиг. 11 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 12 — привод газораспределительного золотника.

: Двигатель внутреннего сгорания, выполненный на пяти цилиндрах с торообраэными поршнями, содержит сферический блок 1 цилиндров 2, представляющий собой шаровой пояс, ограниченный телесными углами на переднем и заднем торцах, с величинами в зависимости от числа цилиндров двигателя. Телесные углы на переднем торце лежат в диапазоне 108-144О, а телесные углы в задней части блока — в диапазоне

92 — 116 в зависимости от числа цилиндров, которые по нечетным числам лежат для данных углов в диапазоне 5-13. В цилиндры 2, выполненные в виде гильз, вставлены торообразные поршни 3, плоскости торцевых граней которых проходят через центр сферы блока цилиндров. Поршни 3 с маслосьемными и компрессионными кольцами посредством шатунов 4 связаны с рабочим валом 5, снабженным системой смазки. Ра10

30

40

50 бочий вал 5 имеет заднюю наружную коренную шейку 6, ось кривошипа 7 наклонена под углом 20 — 12 $ в зависимости от числа; цилиндров) к общеи оси рабочего вала. Шатуны 4 установлены во втулке-подшипнике

9 и закреплены на кривошипе 7 посредством стяжного кольца 10 для опорных пят 11 шатунов 4. Другие концы шатунов 4 прикреплены к поршням 3 посредством поршневых колец 12. Между внутренним концом задней коренной шейки 6 и,задним концом кривошипа 7 выполнена галтель 13, которая как и задняя 6 и передняя 8 коренные шейки выполнена соосной, а ocb кривошипа 7 расположена эксцентрично и под наклоном по отношению к центральной оси галтели 1.

Рабочий вал 5 на опорно-упорном подшипнике 14 галтелью 13 установлен на задней крышке 15, а его другой конец передней внутренней шейкой 8 — на подшипнике 16 в гнезде подшипника 17. Отверстие в задней крышке для прохода наружной коренной шейки 6 закрыто самоподвижным сборным манжетом 18. На внутренней коренной meAке 8 предусмотрена коническая шестерняпривод 19 вспомогательных механизмов. С ней соединяются привод насоса 20 смазки, вал-привод 21 топливного насоса 22, закрепленного болтами 23 на крышке 24 головки 25 блока 1, и другие механизмы, Между головкой 25 блока 1 цилиндров 2 и крышкой

24 установлен гаэораспределительный золотник 25 (см. фиг. 1, 4) с уплотнением 27 со стороны головки 25 и головки 28 со стороны крышки 24.

Топливо от насоса 22 поступает по трубопроводу 29 к форсункам 30. На крышке 24 закреплен коллектор 31 газообмена. В ниж ней части двигателя предусмотрен поддон

32.

Наклонная ось кривошипа 7 (см. фиг,.5) выполнена пустотелой и снабжена отверстиями 33 для подвода смазки к втулке-подшипнику 9 шатунов 4. а также проходами 34 для смазки внутренней коренной шейки 8, В выполненном в виде диска гэлтеле 13 (фиг. 6) выполнено отверстие 35 для подвода смазки к наружному подшипнику 14.

Угол, образованный между осью втулки подшипника поршневого пальца и линией, проведенной по поверхности упорной части пяты шатуна. составляет 80-60О, На внутренней части пяты 11 шатуна 4 выполнен заплечик 35, который препятствует сходу

5 стяжного кольца 10 опорных пят, шатунов (см, фиг. 7 и 8).

Газараспределительный механизм золотникового типа содержит диск 26, в кото- ром выполнены впускные окна 37 (см, фиг, 4, 10), соединенные с впускным коллекто1747725 ром 38 (см. фиг. 9) по количеству в зависи- окна 37, 39 закрыты. Затем цикл повторяетмости от числа цилиндров и направлений ся. Шатун 4 поршня, находящегося в цилинвращения рабочего вала и золотника. При дре Е, передает усилие на кривошип 7, в согласном вращении золотника и рабочего результате чего рабочий вал начинает вравала число цилиндров и отверстий на газо- 5 щаться, приводить в действие вспомогараспределительном золотнике выражается тельные механизмы и передавать энергию следующим образом. Если число цилиндров энергопотребляющим агрегатам. увеличивается по натуральному ряду нечетных чисел, начиная с пяти, то число o1"sep- Такое выполнение двигателя обеспечистий в газораспределительном золотнике 10 вает возможность увеличения числа цилинувеличивается по натуральному ряду чисел, дров по нечетным числа до 15 и более, При начиная с трех, т.е, для пяти цилиндров чис- этом уменьшается рабочий ход поршня, что ло отверстий равно трем, для семи-четырем, обеспечивает укорочение осевой длины для девяти-пяти и т.д. В случае встречного двигателя. Двигатель может быть выполнен вращения рабочего вала и газорасп редели- 15 дизельного типа, карбюраторного, т.е. с клательного золотника число отверстий умень- панным газораспределительным механизшается на одно. Количество выпускных мом, работающим на газе. Обеспечивается отверстий 39 по числу равно количеству впу- варьирование формы и размеров двигателя, размещение вспомогательных механизмов

В центре газораспределительного зо- 20 внутри блока цилиндров. лотника 26 (см. фиг. 11) выполнен зубчатый венец 40 с внутренним зубцом 41, соеди- Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я ненный с планетарным блоком-шестерней

42 большого диаметра. С другой стороны Поршневой двигатель вйутреннего сгоблок-шестерня 42.соединен с приводной 25 рания, содержащий расположенный в коршестерней 43 (см. фиг. 12), Планетарный пусе сферический блок цилиндров, блок-шестерня посажен на водило 44, В имеющий диаметральное отверстие и сквозцентре золотника 26 выполнено шлицевое ные цилиндровые отверстия., оси которых отверстие 45 для зацепления привода топ- равномерно расположены по==оКружности ливного насоса 22, На шлицы 46 посажен 25 поперечного сечения блока цилиндров симвал 47 привода топливного насоса 22. При- метрично относительно оси диаметральноводная шестерня 43 насажена на привод- . co отверстия и представляют собой дуги окружности, центр которой совпадает с ценПередаточное угловое отношение от ра- тром сферы блока цилиндров, рабочий вал, бочего вала к газораспределительному зо- 30 расположенный в диаметральном отверлотнику при согласном вращении рабочего стии блока цилиндров соосно с ним, торообвала и золотника для пяти цилиндров 1/6 разные пори ни размеще ля 7-1/8 ля - / для - /, для 9-1/10, т.е, на единицу боль- цилиндровых отверстиях с возможностью ше числа цилиндров; при встречном враще- осевого перемещения и с образованием рании рабочего вала и золотника — на единицу 35 бочих камер и кинематически связанные с рабочим валом, а также крышку цилиндров, Двигатель работает следующим обра- расположенную в торцевой части блока зом. к цилиндров и имеющую каналы подвода и отвоВ цилиндре Б (фиг. 3, 4) в данный мо- да рабочей среды и механизм мент времени протекает цикл окончания вы- 40 газораспределения золотникового типа эохлопа и начала всоса, Впускное отверстие латник которого установлен с возможно-

39 газораспределительного золотника 26 стью перемещения вышеуказанных перекрывается с недоворотом рабочего ва- каналов, отличающийся тем, что, с ла на до перекрытия окон 37, 39 с заза- целью упрощения конструкции.. повышения ром 3 20. Шейка кривошипа 7 при этом 45 надежности и долговечности, рабочий вал находится на самом близком расстоянии от выполнен кривошипным с наклонной осью . цилиндра Б и поршень находится в верхней кривошипа, кинематическая свлэь поршне и ршнеи ертвои точке, В цилиндре протекает такт с рабочим валом выполнена в виде подшипсжатия, который подходит к концу. никовой втулки, установленной на кривоши.лин еВп т

Оба конца цилиндра В закрыты. В ци- пе рабочего вала, и шатунов ша . линдре протекает такт выхлопа.При этом 55 связанных с поршнями и неподвижно заокно 39 открыто, а окно 37 закрыто. В ци- крепленных на подшипниковой втулке,прилиндре Д протекает цикл всоса. При этом чем наклонная ось кривошипа пересекается лин е Е и т окно 37 открыто, а окно 39 закрыто, B ци- с осью рабочего вала и с о линдре протекает рабочий ход, При этом шатунов в центре сферы блока цилиндров, 1747725 а золотник выполнен в виде связанного с рабочим валом поворотного диска со сфери еской поверхностью, сопряженной с торцевой поверхностью блока цилиндров.

1747725

1747725

1747725

1747726

1747725 фиг fZ

Составитель Г. Баев

Редактор M.Âàñèëüåâà Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Черни

Заказ 2485 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101