Двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: двигатели внутреннего сгорания. Сущность изобретения: изобретение направлено на снижение расхода топлива и увеличение ресурса цилиндропоршневой группы за счет снижения силы бокового давления поршней настенки цилиндра и увеличения составляющей силы, вращающей коленчатый вал. Новым в двигателе является то, что цилиндр выполнен с усеченным основанием и пазом и установлен таким образом, что ось коленчатого вала смещена от продолжения продольной оси цилиндра на 1/4 - 1/2 радиуса вращения шатунной шейки коленчатого вала в сторону нахождения шатунной шейки при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней, 3 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, являющимися источниками механической энергии, а именно к области поршневых двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в карбюраторных, газовых и дизельных двигателях различного назначения.

Наиболее близкой конструкцией является двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры, поршни, коленчатый вал с осью, шатуны с шатунными шейками, причем цилиндры установлены таким образом, что ось коленчатого вала смещена от продолжения продольной оси цилиндра в сторону нахождения шатунных шеек коленчатого вала при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке.

Недостатками известных конструкций двигателей внутреннего сгорания являются: ограниченная область применения: только в тех двигателях, в которых диаметр поршня из-за касания шатуном основания цилиндра; значительный расход топлива и малый ресурс цилиндропоршневой группы из-за технической невозможности выбора оптимальных параметров.

Изобретение направлено на снижение расхода топлива, увеличение ресурса двигателя и применение в современных двигателях с отношением диаметра поршня к ходу поршня близким к единице.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном двигателе внутреннего сгорания, содержащем цилиндры, поршни, коленчатый вал с осью, шатуны с шатунными шейками, причем цилиндры установлены таким образом, что ось коленчатого вала смещена от продолжения продольной оси цилиндра в сторону нахождения шатунных шеек коленчатого вала при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, отличительной особенностью является то, что цилиндры выполнены с усеченным основанием или с пазами, а ось коленчатого вала смещена от продолжения продольной оси цилиндров на величину, равную 1/4 1/2 радиуса вращения шатунных шеек.

Анализ известных решений не выявил аналогичного выполнения двигателей внутреннего сгорания и показал, что изобретение является новым, так как оно не известно и для специалиста не следует явным образом из уровня техники, то есть изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень" На фиг. 1 поршень 1, показанный при своем нахождении в ВМТ, соединен шатуном 2 с коленчатым валом 3. При этом цилиндр 4 установлен таким образом, что ось 5 коленчатого вала 3 смещена от продолжения продольной оси 6 цилиндра 4 на 1/4 1/2 радиуса вращения шатунной шейки 7 коленчатого вала в сторону нахождения шатунной шейки при движении поршня от НМТ к ВМТ; на фиг. 2 - положение шатуна 2 в пазу 8 цилиндра 4; на фиг. 3 способы выполнения двигателей такой конструкции.

Двигатель работает следующим образом. При движении поршня от ВМТ к НМТ (при фазах "Рабочий ход" и "Впуск") коленчатый вал, ось которого смещена, поворачивается от 0 до 180^o. При этом шатун дважды пересекает продольную ось цилиндра. В этих положениях поршня боковая составляющая силы давления поршня на стенки цилиндра равна 0. При движении поршня от НМТ к ВМТ (при фазах "Выпуск" и "Сжатие"), начиная с середины такта, боковое отклонение шатуна выходит за стенки цилиндра. Так как в цилиндре имеется паз (или цилиндр выполнен с усеченным основанием), то шатун при отклонении входит в паз и стенки цилиндра, не препятствуют движению шатуна, а следовательно, и работе двигателя.

При фазе "Рабочий ход" газы действуют на поршень с силой F, которая раскладывается на несколько составляющих. Причем средняя составляющая силы, прижимающая поршень к стенке цилиндра (F боковое) у известного двигателя больше, чем в заявляемом в 1,4-2,5 раза. Следовательно, и сила трения и износ цилиндропоршневой группы заявляемого двигателя в 1,4-2,5 раза меньше, а следовательно, будет больше ресурс и составляющая силы, вращающая коленчатый вал. Расчеты показывают, что составляющая силы, вращающей коленчатый вал заявляемого двигателя, в 1,07 раза больше чем, у известного двигателя. Это значит, что у двигателей с равной мощностью расход топлива заявляемого двигателя на 7% меньше, чем у известного двигателя.

Основным достоинством данного двигателя является малый расход топлива, увеличение ресурса цилиндропоршневой группы, а также расширение области применения (в том числе и в высокооборотистых, современных двигателях с отношением диаметра поршня к ходу поршня близким к единице).

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры, поршни, коленчатый вал с осью, шатуны с шатунными шейками, причем цилиндры установлены таким образом, что ось коленчатого вала смещена от продолжения продольной оси цилиндра в сторону нахождения шатунных шеек коленчатого вала при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, отличающийся тем, что цилиндры выполнены с усеченным основанием или с пазами, а ось коленчатого вала смещена от продолжения продольной оси цилиндров на величину, равную 1/4 1/2 радиуса вращения шатунных шеек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3