Поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий кривошипный механизм со сдвоенным круглым скользящим блоком

 

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршня, имеющему кривошипный круглый скользящий блок, который заменяет шатун. Двигатель содержит цилиндрический корпус, поршень, коленчатый вал и кривошипный механизм с круглым скользящим блоком, который соединяет поршень с коленчатым валом. В корпусе цилиндра имеется скользящая деталь динамического равновесия, которая совершает возвратно-поступательное движение по направляющей скольжения, и круглый скользящий блок, который соединяет скользящую деталь динамического равновесия с коленчатым валом. Блок смещен по фазе на 180^o относительно второго круглого скользящего блока и выполнен как одно целое. Направляющая скольжения и скользящая деталь динамического равновесия могут быть выполнены в виде цилиндра и поршня. Технический результат заключается в повышении динамического равновесия, устойчивости в работе, компактности и снижении расхода топлива. 9 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания, в частности к двигателю внутреннего сгорания с возвратно- поступательным движением поршней, имеющему кривошипный механизм со сдвоенным круглым скользящим блоком, в котором шатун заменен круглым скользящим блоком (блоками).

Предпосылки для создания изобретения В существующем двигателе внутреннего сгорания с возвратно- поступательным движением поршней для обеспечения возвратно- поступательного движения поршней используются кривошип и шатун. Чтобы устранить недостатки кривошипно-шатунного механизма, например силу инерции возвратно-поступательного движения, разработано несколько типов двигателя. Один из них представляет собой двигатель внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршня, содержащий кривошипный круглый скользящий блок, при этом кривошипно-шатунный механизм заменен круглым скользящим блоком (блоками). "Двигатель внутреннего сгорания без кривошипа- шатуна" разработан Японским Институтом Технологии и раскрыт в издании "Двигатель внутреннего сгорания" N8, 1981, в котором цилиндры расположены в виде креста, при этом часто происходят аварии, поскольку смазочное масло стремится пройти к верхней части поршня. Кроме того, было предложено, чтобы к кривошипному механизму с круглым скользящим блоком была приспособлена система с солнечной шестерней, с тем чтобы решить проблему равновесия. Однако затруднительно широко использовать эту конструкцию из-за ее сложности. В двигателе внутреннего сгорания с кривошипным круглым скользящим блоком, поданном на рассмотрение заявителем и раскрытом в китайском патенте CN 85100358А, выпущенном Китайским Патентным Ведомством, используется один круглый скользящий блок, взаимодействующий с парой внутренних передаточных шестерен. Эта конструкция весьма проста, ее вес понижен, однако ее динамические характеристики пока несовершенны.

По этим причинам задача настоящего изобретения заключается в создании двигателя внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршней, имеющего кривошипный механизм со сдвоенным круглым скользящим блоком, который имеет весьма высокие характеристики в отношении равновесия и высокую надежность, может обеспечить экономию топлива, имеет простую конструкцию, уменьшенный объем и малый вес.

Краткое изложение существа изобретения Двигатель внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршня, имеющий кривошипный механизм со сдвоенными круглыми скользящими блоками согласно изобретению (см. прилагаемые чертежи) содержит корпус цилиндров, в котором находится кривошипный механизм с круглым скользящим блоком, который состоит из цилиндра (цилиндров), поршня (поршней), коленчатого вала и круглого скользящего блока, который с возможностью вращения установлен в круглом отверстии поршня, а его эксцентрическое отверстие охватывает коленчатый вал; механизм привода в действие клапанов и систему подачу топлива. В корпусе цилиндра обеспечена скользящая деталь динамического равновесия, которая совершает возвратно-поступательное движение по пути скольжения, и круглый скользящий блок (28), который с возможностью вращения установлен в круглом отверстии скользящей детали динамического равновесия, и который смещен по фазе на 180^o относительно круглого скользящего блока (27) и образован как одно целое со скользящим блоком (27), и эксцентрическое отверстие которого охватывает коленчатый вал.

Поршень (13) может представлять собой поршень двухстороннего действия, который может выполнять работу по обеим сторонам. Путь (26) скольжения может быть пространственно перпендикулярен цилиндру (8), за счет чего может быть образован двигатель с I-образным горизонтальным двойным цилиндром поперечного расположения.

Поршень (50) может представлять собой поршень двухстороннего действия, который может выполнять работу по обеим сторонам. Скользящая деталь (52) динамического равновесия может представлять собой поршень одностороннего действия, который может выполнять работу только с одной стороны. Путь (51) скольжения может представлять собой конструкцию цилиндра и пространственно перпендикулярен цилиндру (49), за счет чего может быть образован трехцилиндровый двигатель в виде перевернутой буквы Т.

Как поршень (61), так и скользящая деталь (62) динамического равновесия соответственно могут представлять собой поршень одностороннего действия, который может выполнять работу с одной стороны. Путь (60) скольжения может иметь конструкцию цилиндра и пространственно перпендикулярен цилиндру (59), посредством чего может быть образован двухцилиндровый двигатель V-образного типа.

По форме и размеру два круглых скользящих блока (27, 28) могут быть идентичными, при этом величина (е) эксцентриситета их отверстий (29) для вала одинакова.

Величина (е) эксцентриситета отверстий (29) для вала в круглых скользящих блоках (27, 28) равна радиусу (е) кривошипа коленчатого вала.

Два круглых скользящих блока (27, 28) могут быть жестко соединены посредством двух установочных пальцев (35, 36), с тем чтобы образовать единую конструкцию. Для образования единой конструкции они могут быть жестко скреплены и другим соединительным средством.

Коленчатый вал (37) имеет конструкцию с одним кривошипом.

Коленчатый вал (37) имеет комбинированную конструкцию, которая образована посредством соединения одного конца кривошипного пальца (38) с соответствующим концом коренной шейки (40), за счет чего круглые скользящие блоки (27, 28) могут иметь конструкцию, выполненную за одно целое.

Кроме того, круглые скользящие блоки могут иметь объединенную конструкцию, которая может быть разделена в радиальном направлении, за счет чего коленчатый вал может иметь конструкцию, выполненную за одно целое.

Ниже принцип движения и равновесия будет описан сo ссылкой на фиг. 5 и 6. На этих фигурах радиус вращения коленчатого вала и кривошипного пальца, то есть радиус кривошипа, обозначен буквой e, при этом величина эксцентриситета обоих круглых скользящих блоков 27 и 28 тоже обозначен буквой e. Два скользящих блока смещены по фазе относительно друг друга на 180^o и соединены друг с другом для образования единой конструкции. Один из круглых скользящих блоков, блок 27, приводит в действие поршневой узел для его возвратно-поступательного перемещения в направлении X, а другой круглый скользящий блок 28 приводит в действие узел со скользящей деталью динамического равновесия для его возвратно-поступательного перемещения в направлении У, при этом направление Х перпендикулярно направлению У. На чертежах символами М1, М2, М3 соответственно обозначены точки перемещения центра кривошипного пальца 38, символами A1, A2, A3 обозначены точки перемещения центра круглого скользящего блока 27, а символами В1, В2, В3 соответственно обозначены точки перемещения центра круглого скользящего блока 28. Когда коленчатый вал вращается с угловой скоростью ω совместно с кривошипным пальцем, круглые скользящие блоки 27 и 28 вращаются с угловой скоростью ω в обратном направлении. В это время поршневой узел и узел со скользящей деталью динамического равновесия перемещаются соответственно по закону косинуса и синуса. Предположим, что время движения составляет t. При ωt = 0 положения кривошипного пальца 38 и круглых скользящих блоков 27 и 28 показаны пунктирными линиями с двумя точками, а положения их центров соответственно обозначены М1, А1 и В1. Когда кривошипный палец поворачивается на угол ωt, их положения показаны пунктирными линиями с одной точкой, а положения их центров соответственно обозначены М2, А2 и В2. Когда ωt = 90°, их положения показаны сплошными линиями, а положения их центров соответственно обозначены M3, A3 и B3.

Параметры движения поршневого узла могут быть получены посредством следующих формул: перемещение: S_x= 2e(1-cosωt); скорость: V_x= 2eωsinωt; ускорение: d_x= 2eω²cosωt; Параметры движения узла скользящей детали динамического равновесия могут быть получены посредством следующих формул: перемещение: S_y= 2e(1-sinωt); скорость: V_y= 2eωcosωt; ускорение: L_y= 2eω²sinωt.

Силы перемещения согласно изобретению показаны на фиг. 6. Предположим, что масса поршневого узла составляет m₁, масса узла со скользящей деталью динамического равновесия составляет m₂, а масса блока весового равновесия составляет m.

Сила инерции поршневого узла:
F₁= m₁2eω²cosωt.
Сила инерции узла со скользящей деталью динамического равновесия:
F₂= m₂2eω²sinωt.
Сила инерции блока весового равновесия, такого как маховик:
F = mRω².
Когда m₁ = m₂, F = F₁ + F₂ и mR=m₁2e=m₂2e=K,
где K - постоянная величина, легко сконструировать блок весового равновесия.

Как описано выше, если в изобретении направление движения поршневого узла перпендикулярно направлению движения узла со скользящей деталью динамического равновесия, то их результирующая сила представляет собой центробежную силу от центра коленчатого вала к центру кривошипного пальца, так что согласно изобретению может быть получен режим полного динамического равновесия и нет необходимости в добавлении вспомогательного устройства, такого как система с солнечной шестерней.

Ниже приведено дальнейшее описание изобретения со ссылкой на варианты осуществления изобретения и прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схематическая конфигурация двигателя внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршня, имеющего кривошипный механизм со сдвоенными круглыми скользящими блоками согласно изобретению, при этом на нем показан двухцилиндровый двигатель с I-образной горизонтальной компоновкой.

На фиг. 2 представлен схематический вид упрощенной конструкции кривошипного механизма согласно фиг. 1 со сдвоенными круглыми скользящими блоками, при этом на нем показан поршень 13 двухстороннего действия и его круглый скользящий блок 27, скользящая деталь 21 динамического равновесия и ее круглый скользящий блок 28, а также палец 38 кривошипа.

На фиг. 3 представлен схематический вид упрощенной конфигурации двигателя внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршня и другим кривошипным механизмом со сдвоенными круглыми скользящими блоками согласно настоящему изобретению, на котором показан трехцилиндровый двигатель с компоновкой в виде перевернутой буквы Т, в котором скользящая деталь 52 динамического равновесия имеет поршень с односторонней конфигурацией.

На фиг. 4 представлен вид упрощенной конфигурации двигателя внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршня и с еще одним типом кривошипного механизма со сдвоенными круглыми скользящими блоками согласно изобретению, при этом показан двухцилиндровый двигатель с V-образной компоновкой, поршень 61 которого представляет собой поршень одностороннего действия и в котором скользящая деталь 62 динамического равновесия имеет конструкцию одностороннего поршня.

На фиг. 5 представлен схематический вид орбит движения двух круглых скользящих блоков 27, 28 и кривошипного пальца 38 согласно изобретению.

На фиг. 6 представлено отношение равновесия сил движения между поршневым узлом и узлом со скользящей деталью динамического равновесия согласно изобретению.

На фиг. 7 представлен схематический вид конструкции цилиндра 8 и направляющей 26 скольжения.

На фиг. 8 представлен схематический вид конструкции цилиндрических корпусов согласно фиг. 4, при этом корпус 59 цилиндра перпендикулярен корпусу 60 направляющей скольжения, с их V-образным расположением по отношению друг к другу.

На фиг. 9 представлен схематический вид конструкции сверху, на котором показаны два цилиндра, пространственно перпендикулярные друг другу и коленчатому валу 37.

На фиг. 10 представлен схематический вид конструкции поршней 13 и 50 двухстороннего действия согласно фиг. 2 и 3.

На фиг. 11 представлен схематический вид конструкции, если смотреть сверху на фиг. 10.

На фиг. 12 представлен схематический вид конструкции скользящей детали 21 динамического равновесия согласно фиг. 2.

На фиг. 13 представлен схематический вид конструкции, если смотреть сверху на фиг. 12.

На фиг. 14 представлен схематический вид конструкции, если смотреть слева на фиг. 13.

На фиг. 15 представлен схематический вид конструкции поршней 60, 61 одностороннего действия и скользящей детали 52 динамического равновесия согласно фиг. 3 и 4.

На фиг. 16 представлен схематический вид конструкции, если смотреть сверху на фиг. 15.

На фиг. 17 представлен схематический вид конструкции круглого скользящего блока согласно изобретению, при этом показана конструкция, образованная как единое целое.

На фиг. 18 представлен схематический вид конструкции, если смотреть слева на фиг. 17.

На фиг. 19 представлен схематический вид конструкции сдвоенного круглого скользящего блока, который образован как одно целое посредством объединения двух круглых скользящих блоков.

На фиг. 20 представлен схематический вид конструкции коленчатого вала, скомбинированной согласно изобретению.

Наилучший вариант осуществления изобретения
Вариант 1
Двигатель внутреннего сгорания с возвратно- поступательным движением поршня и кривошипным механизмом со сдвоенными круглыми скользящими блоками согласно изобретению представлен на фиг. 1, 2, 5-7, 10-14 и 17-20. Вариант осуществления представляет собой двухцилиндровый двигатель с I-образным горизонтальным расположением. Двигатель содержит корпус 1 цилиндра с боковым расположением, подобный обычной конструкции, механизм 2 приведения в действие клапанов, систему подачи топлива, включающую в себя карбюратор 3, систему зажигания, включающую в себя распределитель 4, систему смазки, включающую в себя масляный насос и фильтр 5, систему охлаждения, включающую в себя водяную помпу 6, пусковое устройство, включающее в себя стартер 7, а также кривошипный механизм с круглым скользящим блоком, при этом соответствующие части, которые описаны выше, используются для компоновки бензинового двигателя. При создании дизельного двигателя некоторые части, составляющие бензиновый двигатель, могут быть удалены, но могут быть добавлены некоторые характерные детали, пригодные для создания дизельного двигателя, например, удаляются карбюратор и распределитель и добавляется топливный насос.

Согласно изобретению механизм с кривошипным круглым скользящим блоком представляет собой кривошипный механизм со сдвоенным круглым скользящим блоком, который содержит цилиндр (цилиндры) в цилиндрическом корпусе, поршень (поршни), скользящую деталь динамического равновесия, направляющую скольжения, два круглых скользящих блока, коленчатый вал, маховик и шкив, а также другие детали.

Как показано на фиг.7, цилиндр 8 расположен в цилиндрической расточке 9 цилиндрической полости, два конца которой служат в качестве рабочих частей. В цилиндре может быть расположена гильза. Отверстия 10, 11 для удерживания коленчатого вала, в которые могут быть установлены вкладыши, образованы в центральной части цилиндра и проходят в поперечном направлении. На верхней части цилиндра имеется головка 12.

Как показано на фиг. 10 и 11, поршень 13 имеет конструкцию двухстороннего действия. Соответствующие рабочие части 14 на каждом конце идентичны по форме и размеру и выполнены цилиндрическими, при этом на рабочих частях образованы канавки 15, в которые устанавливают поршневые кольца. Средняя часть поршня является направляющей частью 16, которая образована в виде плоского корпуса, направляющая поверхность 17 которого точно соответствует цилиндру. Вдоль направляющей поверхности образованы масляные канавки 18. В центре направляющей части выполнено поперечное круглое отверстие 19. Между круглым отвертием 19 и масляными канавками 18 выполнены масляные отверстия 20. В круглом отверстии установлен подшипник скольжения.

Как показано на фиг. 12, 13 и 14, скользящая деталь 21 динамического равновесия содержит плоский удлиненный корпус. На двух своих симметричных боковых краях он содержит направляющие части 22, при этом на каждом краю имеется поверхность в форме цилиндрической дуги. Вдоль соответствующей цилиндрической поверхности образована канавка 23. По центру плоского удлиненного корпуса выполнено поперечное круглое отверстие 24. Между круглым отверстием 24 и масляной канавкой 23 выполнены масляные отверстия 25. В круглом отверстии установлен подшипник скольжения.

Как показано на фиг. 2 и 7, направляющая 26 скольжения представляет собой полость, образованную в корпусе 1 цилиндра. Форма поперечного сечения полой камеры соответствует форме скользящей детали 21 динамического равновесия. Центральная линия направляющей скольжения перпендикулярна оси цилиндра, при этом они отстоят друг от друга на надлежащем расстоянии L. Расстояние L может быть установлено в зависимости от толщины направляющей части цилиндра и скользящей детали динамического равновесия.

Как показано на фиг. 17 и 18, два круглых скользящих блока 27, 28 имеют одинаковую форму и размер. Они представляют собой плоский цилиндрический корпус. В средней части корпуса выполнено отверстие 29 для вала, ось которого смещена на расстояние е от оси каждого скользящего блока. В отверстие два вала установлен вкладыш 30. С двух сторон от отверстия для вала в осевом направлении выполнены два отверстия 31, 32 для пальцев, которые симметричны друг другу относительно оси отверстия для вала. Масляное отверстие 33 идет от отверстия для вала в круглом скользящем блоке к наружной цилиндрической поверхности. На двух торцевых поверхностях круглого скользящего блока крестообразно выполнены масляные канавки 34, которые соединены с отверстием для вала. Два круглых скользящих блока жестко соединены посредством введения двух установочных пальцев 35 и 36 в отверстия 31 и 32, при этом они образуют одно целое. Два отверстия для пальцев расположены таким образом, чтобы обеспечить смещение двух круглых скользящих блоков по фазе на 180^o, при этом два отверстия для вала сцентрированы и жестко связаны друг с другом, так что образуется конструкция сдвоенного круглого скользящего блока. Круглый скользящий блок может быть образован либо как единая конструкция, либо как комбинированная конструкция, выполняемая посредством соединения двух половин круглых скользящих блоков, которые разделены в радиальном направлении отверстия для вала в круглом скользящем блоке, посредством использования обычных соединительных средств.

Как показано на фиг. 20, коленчатый вал 37 имеет конструкцию с одним кривошипом. Радиус кривошипа равен величине эксцентриситета отверстия для вала в скользящем блоке, причем обе эти величины обозначены буквой е. Кривошипный палец 38 коленчатого вала на одном конце образован в виде единой конструкции с коренной шейкой 39. К другому концу пальца кривошипа крепится коренная шейка 40, при этом они жестко соединены как одно целое с помощью обычных соединительных средств 41. Радиус коренной шейки больше диаметра пальца кривошипа, так что весь палец 38 кривошипа перекрывается коренной шейкой и степень взаимозаменяемости кривошипа составляет 100%. В центре пальца кривошипа выполнен масляный канал 42. Между масляным каналом и поверхностью пальца кривошипа, а также между масляным каналом и поверхностью коренной шейки выполнено большое количество масляных отверстий 43, 44, 45. Коленчатый вал установлен в несущих отверстиях 10, 11 корпуса цилиндра. Коленчатый вал имеет комбинированную конструкцию, которая может быть собрана с вышеупомянутой, выполненной как одно целое конструкцией круглого скользящего блока. Коленчатый вал также может иметь конструкцию, выполненную как одно целое, которая может быть собрана с вышеупомянутой комбинированной конструкцией круглого скользящего блока.

При сборке механизма со сдвоенным круглым скользящим блоком кривошипный палец 38 коленчатого вала вставляют в отверстие 29 сдвоенного круглого скользящего блока и два круглых скользящих блока устанавливают соответственно в круглое отверстие 19 поршня и круглое отверстие 24 скользящей детали динамического равновесия. Маховик 46 и шкив 47, используемые в обычной конструкции, монтируют на двух концах коленчатого вала 37.

При проектировании и изготовлении двух круглых скользящих блоков 27 и 28 необходимо обеспечить, чтобы они имели одинаковое положение центра тяжести. Кроме того, необходимо обеспечить, чтобы поршневой узел и узел со скользящей деталью динамического равновесия имели одинаковый вес и чтобы их центры тяжести находились на их центральной линии. При необходимости на маховик и на шкив могут быть установлены противовесы.

Согласно настоящему изобретению создан бензиновый двигатель ZB - 292 с верхним расположением толкателя и водяным охлаждением. Диаметр цилиндра D = 92 мм, ход поршня S = 70 мм, мощность N = 25 л.с./3000 об/мин, крутящий момент Me = 7 кгс· м/2000 об/мин, наименьший расход топлива ge = 212 г/л.с. час, чистый вес W = 70 кг, а объем V = 320 х 546 х 320 мм.

Согласно изобретению создан дизельный двигатель ZB-2105 с непосредственным впрыском и водяным охлаждением. Диаметр цилиндра D = 105 мм, ход поршня S = 80 мм, мощность N = 25 л.с./1600 об/мин, крутящий момент Me = 11,5 кгс· м/1100 об/мин, наименьший расход топлива ge = 180 г/л.с. час, чистый вес W = 80 кг, а объем V = 380 х 620 х 350 мм.

Согласно настоящему изобретению образован бензиновый ZB - 293 с нижней установкой толкателя и водяным охлаждением. Диаметр цилиндра D = 93 мм, ход поршня S = 76 мм, мощность N = 36 л.с./3600 об/мин, крутящий момент Me = 7,6 кгс· м/2000 об/мин, наименьший расход топлива gе = 210 г/л.с, чистый вес W = 56 кг, а объем V = 320 х 580 х 320 мм.

Работа двигателя внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршней, имеющего кривошипный механизм со сдвоенным скользящим блоком согласно приведенным выше вариантам осуществления конструкции настоящего изобретения, происходит так же, как в существующих двигателях внутреннего сгорания. По сравнению с существующими кривошипно- шатунными двигателями внутреннего сгорания с возвратно - поступательным движением поршней при использовании двигателей согласно вышеупомянутым вариантам осуществления конструкции потребление топлива уменьшается на 13 - 16%, вес уменьшается на 50 - 60%, объем уменьшается на 60 - 70%, улучшены характеристики в отношении динамического равновесия, почти полностью отсутствует вибрация, а загрязнения в выхлопе весьма незначительны, составляя лишь 5 - 10% загрязнений японского двигателя такого же типа.

Вариант 2
На фиг. 3, 5, 6, 10, 11, 15 - 20 представлен другой двигатель внутреннего сгорания с возвратно - поступательным движением поршней, имеющий кривошипный механизм со сдвоенными круглыми скользящими блоками согласно изобретению. Вариант осуществления представляет собой трехцилиндровый двигатель в форме перевернутой буквы Т, с конструкцией, которая по - существу аналогична варианту 1. Она отличается тем, что корпус 48 цилиндра имеет по - существу перевернутую Т - образную форму. Цилиндр 49 расположен поперечно. В цилиндре расположен поршень 50. Конструкция поршня такая же, что и в варианте 1, и он представляет собой поршень двухстороннего действия. Конструкция направляющей 51 скольжения такая же, что и в обычном цилиндре. Направляющая скольжения перпендикулярна оси цилиндра 49. Скользящая деталь 52 динамического равновесия, находящаяся на направляющей скольжения, представляет собой поршень одностороннего действия, который показан на фиг. 15 и 16. Конструкция рабочей части 53 на одном конце, направляющей части 54 на другом конце, круглого отверстия 55, масляной канавки 56 и масляного отверстия 57 поршня такая же, что и у соответствующих частей поршня двухстороннего действия в варианте 1.

Работа двигателя внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршней и с кривошипным механизмом со сдвоенным круглым скользящим блоком согласно этому варианту осуществления аналогична работе существующего двигателя внутреннего сгорания.

Вариант 3
На фиг.4 -6, 8, 9, 15-20 представлен другой двигатель внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршней, имеющий кривошипный механизм со сдвоенным круглым скользящим блоком. Вариант конструкции представляет собой двухцилиндровый двигатель V - образной формы. Его конструкция по - существу такая же, что и в варианте 2. Он отличается тем, что корпус 58 цилиндра имеет по - существу V - образную форму. Цилиндр 59 и направляющая 60 скольжения по конструкции такие же, что и в случае обычного цилиндра, при этом они имеют V - образное расположение и перпендикулярны друг другу. Их центральные линии отстоят друг от друга на соответствующем расстоянии. Поршень 61 и скользящая деталь 62 динамического равновесия в этом варианте имеют конструкцию одностороннего поршня, которая показана на фиг. 15 и 16.

Согласно варианту конструкции создан двухтактный бензиновый двигатель ZBV - 2E50F с воздушным охлаждением. Диаметр цилиндра D = 50 мм, ход поршня S = 34 мм, мощность 7 л.с./5000 об/мин, крутящий момент Me = 0,85 кгс·м/3000 об/мин, наименьший расход топлива gе = 340 г/л.с. час, чистый вес W = 4,5 кг, а объем V = 126 х 108 х 122 мм.

Согласно варианту конструкции создан бензиновый двигатель ZBV - 293F с воздушным охлаждением. Диаметр цилиндра D = 93 мм, ход поршня S = 76 мм, мощность N = 30 л. с. /3200 об/мин, крутящий момент Me = 7,5 кгс·м/2300 об/мин, наименьший расход топлива ge = 225 г/л.с. час, чистый вес W = 48,5 кг.

Работа двигателя внутреннего сгорания с возвратно- поступательным движением поршня, имеющего кривошипный механизм со сдвоенным круглым скользящим блоком согласно вышеупомянутым вариантам осуществления настоящего изобретения, аналогична работе существующих двигателей внутреннего сгорания. По сравнению с существующими двигателями внутреннего сгорания с возвратно- поступательным движением поршня и кривошипно-шатунным соединением при использовании двух двигателей внутреннего сгорания согласно вышеупомянутым вариантам расход топлива уменьшается на 8 - 13%, вес уменьшается на 46%, а объем на 55%.

Возможность применения в промышленности
По сравнению с существующим уровнем техники двигатель внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршня, имеющий кривошипный механизм со сдвоенным круглым скользящим блоком согласно приведенным выше вариантам осуществления настоящего изобретения, обладает следующими очевидными преимуществами и полезными результатами.

1. Комбинированная сила движения поршневого узла и динамического узла со скользящим блоком согласно изобретению представляет собой центробежную силу, которая проходит через центры коленчатого вала и кривошипного пальца, так что могут быть получены идеальное динамическое равновесие и прекрасные характеристики динамического равновесия.

2. Два используемых круглых скользящих блока согласно изобретению объединены в одно целое для замены шатуна существующего кривошипно-шатунного механизма, при этом они соединены с коленчатым валом для формирования кривошипного механизма со сдвоенным круглым скользящим блоком. Механизм соединен с поршнем и скользящей деталью динамического равновесия в трансмиссию, с тем, чтобы обеспечить возможность для поршневого узла и узла со скользящей деталью динамического равновесия, которые перемещаются во взаимно перпендикулярных направлениях, перемещаться способом ограничения друг друга для создания приводной мощности. Механизм позволяет исключить внутреннюю шестеренную передаточную пару, которая взаимодействует с кривошипным механизмом с одинарным круглым скользящим блоком, с тем, чтобы обеспечить превосходные характеристики динамического равновесия согласно изобретению. Кроме того, уменьшено количество подвижных элементов, так что конструкция более компактна, а ее работа более надежна.

3. За счет использования в изобретении кривошипного механизма со сдвоенным круглым скользящим блоком общий объем двигателя уменьшен, а также понижен вес. В иллюстрированных целях полагаем, что радиус кривошипа и эксцентриситет круглого скользящего блока аналогичны и их величина составляет e. Как показано на фиг. 5, ход поршня в изобретении составляет 4е, в то время как в существующих двигателях внутреннего сгорания такого же типа, в которых используется кривошипно-шатунный механизм, ход поршня составляет лишь 2е, поскольку радиус кривошипа равен е. Следовательно объем и вес двигателя согласно изобретению могут быть уменьшены на 50-67%.

4. Согласно изобретению рабочие поверхности основных движущих элементов, таких как поршень, круглый скользящий блок и коленчатый вал, в общем являются цилиндрическими поверхностями или плоскостями, поэтому их легко изготавливать. Кроме того, более 70% элементов такие же, что и в обычном двигателе, так что они взаимосвязаны и обладают хорошим качеством. 5. Кроме того, вышеупомянутые преимущества изобретения обеспечивают потребление двигателем меньшего количества топлива и делают его более надежным в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршня, имеющий кривошипный сдвоенный скользящий блок, содержащий цилиндрический корпус, в котором находится кривошипный механизм с круглым скользящим блоком, который состоит из цилиндра (цилиндров), поршня (поршней), коленчатого вала и круглого скользящего блока, который с возможностью вращения установлен в круглом отверстии поршня, а его эксцентрическое отверстие охватывает коленчатый вал, механизм приведения в действие клапанов и систему подачи топлива, отличающийся тем, что в корпусе цилиндров установлена скользящая деталь динамического равновесия с возможностью возвратно-поступательного движения по направляющей скольжения и круглый скользящий блок (28), установленный с возможностью вращения в круглом отверстии скользящей детали динамического равновесия, смещенный по фазе на 180^o относительно скользящего круглого блока (27) и образованный как одно целое со скользящим блоком (27), и эксцентрическое отверстие которого охватывает коленчатый вал.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что поршень (13) представляет собой поршень двухстороннего действия, который может совершать работу по обеим сторонам, при этом направляющая (26) скольжения пространственно перпендикулярна цилиндру (8).

3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что поршень (50) представляет собой поршень двухстороннего действия, который может совершать работу по обеим сторонам, при этом деталь (52) динамического равновесия представляет собой поршень одностороннего действия, который совершает работу с одной стороны, а направляющая (51) скольжения представляет собой цилиндрическую конструкцию и пространственно перпендикулярна цилиндру (49).

4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что как поршень (61), так и скользящая деталь (62) динамического равновесия представляют собой поршень одностороннего действия, который совершает работу с одной стороны, а направляющая (60) скольжения представляет собой цилиндрическую конструкцию и пространственно перпендикулярна цилиндру (59).

5. Двигатель по пп.1, 2, 3 или 4, отличающийся тем, что два круглых скользящих блока (27, 28) идентичны по форме и размеру, а величина эксцентриситета (е) их осевых отверстий (29) одинакова.

6. Двигатель по п.5, отличающийся тем, что величина эксцентриситета (е) осевого отверстия (29) круглых скользящих блоков (27, 28) равна радиусу (е) кривошипа коленчатого вала.

7. Двигатель по п.5, отличающийся тем, что два круглых скользящих блока (27, 28) жестко соединены посредством двух установочных пальцев (35, 36) для образования единой конфигурации.

8. Двигатель по п. 5, отличающийся тем, что коленчатый вал (37) имеет однокривошипную конструкцию.

9. Двигатель по п.5, отличающийся тем, что один конец кривошипного пальца (38) коленчатого вала (37) имеет объединенную конструкцию с тем же концом коренной шейки (40).

10. Двигатель по п. 5, отличающийся тем, что круглые скользящие блоки (27, 28) имеют объединенную конструкцию, которая разделена в радиальном направлении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20