Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся цилиндром

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в качестве силового агрегата в транспортных машинах, а также других передвижных стационарных устройствах, например в перфораторах, вибротрамбовках. Задача изобретения - упрощение конструкции двигателя и уменьшение его габаритов при сохранении его надежности и бесперебойной работы. Это достигается тем, что бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся цилиндром включает цилиндр 1, установленный в нем поршень 2 с выполненным криволинейным бесконечным пазом под сферические тела 5 и камеру сгорания 3. В предложенном решении сферические тела установлены в стенках цилиндра, выполненного с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движений, на внутренней поверхности которого расположен проходной вырез 4, сообщающийся с камерой сгорания, а поршень включает окна впуска 7, выпуска 8 и зажигания 9 с возможностью сообщения их с проходным вырезом 4. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению и может быть использовано в качестве силового агрегата в транспортных машинах, а также других передвижных стационарных устройствах, например в перфораторах, вибротрамбовках.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, принятым за прототип, является бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с врающимися поршнями (патент РФ на изобретение №2099559, опубл. 20.12.1997), содержащий цилиндр на внутренней поверхности которого выполнен криволинейный бесконечный паз с установленными в полусферические гнезда поршней шарами. Поршни при схождении и в совокупности с цилиндром образуют камеру сгорания. В днище каждого поршня имеются отверстия, через которые проходит выходной вал, снабженный шлицами и связанный с поршнями через шлицевые втулки, закрепленные на поршнях. В корпусе цилиндра выполнены форсунки, продувочный и выпускной ресиверы. Выходной шлицевой вал установлен в подшипниках, и на нем установлены шестерни отбора мощности. Отверстия уплотнены кольцами.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндр, установленный в нем поршень, криволинейным бесконечным паз под сферические тела и камеру сгорания.

Недостатками данного двигателя являются большие габариты и сложность его конструкции, вызванные большим количеством необходимых для данной конструкции деталей, что снижает надежность двигателя. При этом отсутствует возможность использовать свечу накаливания.

Задача изобретения - упрощение конструкции двигателя и уменьшение его габаритов при сохранении его надежности и бесперебойной работы.

Это достигается тем, что бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся цилиндром включает цилиндр, установленный в нем поршень с выполненным криволинейным бесконечным пазом под сферические тела и камеру сгорания. В предложенном решении сферические тела установлены в стенках цилиндра, выполненном с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движений, на внутренней поверхности которого расположен проходной вырез, сообщающийся с камерой сгорания, а поршень включает окна впуска, выпуска и зажигания с возможностью сообщения их с проходным вырезом.

Для упрощения системы зажигания в окне зажигания можно использовать свечу зажигания.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 - изображен общий вид двигателя; фиг. 2 - вид сверху с фиг. 1; фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 2; фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 2; фиг. 7 - схема работы двигателя.

Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания включает цилиндр 1 с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движений относительно поршня 2, установленного в нем. Внутреннее пространство цилиндра 1, ограниченное торцевой поверхностью поршня 2, образует камеру сгорания 3. На внутренней поверхности цилиндра расположен проходной вырез 4, сообщающийся с камерой сгорания 3. С противоположной стороны в стенках цилиндра установлены сферические тела 5, например шары, которые входят в сочленение с криволинейным бесконечным пазом 6, например, синусоидальной формы, выполненном на внешней поверхности поршня 2. В совокупности цилиндр 1, поршень 2, паз 6 и тела 5 образуют передаточный механизм.

Поршень включает окно впуска 7 горючей смеси и окно выпуска 8 отработанных газов, с возможностью сообщения с проходным вырезом, а также окно зажигания 9, имеющее возможность сообщение с проходным вырезом, расположенное на равноудаленном расстоянии от окон впуска и выпуска.

Окно впуска 7 горючей смеси представляет из себя полость в поршне 2, нижняя часть которой служит для присоединения к источнику горючей смеси, а верхняя часть, которой выполнена в виде прямоугольного окна в стенке поршня так, что обеспечивает прохождение горючей смеси через проходной вырез 4 цилиндра 1 в камеру сгорания 3 в течение всего такта впуска.

Окно выпуска 8 отработанных газов представляет из себя полость в поршне 2, нижняя часть которой подсоединена к выхлопной трубе (на фиг. не показана), а верхняя часть которой выполнена в виде прямоугольного окна в стенке поршня 2 так, что обеспечивает прохождение отработанных газов из камеры сгорания 3 через проходной вырез 4 цилиндра 1 в выхлопную трубу в течении всего такта выпуска. Окна впуска 7 и выпуска 8 и проходной вырез образуют механизм газораспределения.

Окно зажигания 9 представляет собой полость в поршне 2, выполненную под углом от его оси, для удобства установки свечи зажигания 10, которая обеспечивает воспламенение горючей смеси в момент прохождения проходного выреза 4 через окно зажигания в начале такта рабочего хода.

В окне зажигания 9 в месте сообщения с проходным вырезом установлена свеча зажигания 10, например, свеча зажигания. Окно зажигания 9, проходного выреза 4 и свечи зажигания 10 образуют систему зажигания.

Двигатель работает следующим образом: на фиг. 7 изображен четырехтактный цикл работы предлагаемого двигателя. При работе двигателя цилиндр 1 совершает возвратно-поступательное и вращательное движения вокруг поршня 2, двигаясь своими сферическими телами 5 в криволинейном бесконечном пазу 6 поршня. При этом камера сгорания 3 меняет свой объем в зависимости от такта хода.

Исходное положение Сферические тела 5 находятся в нижней части паза 6. Вырез 4 находится в начале окна впуска 7. Камера сгорания 3 имеет минимальный объем. Цилиндр 1 имеет момент количества движения за счет предыдущего рабочего хода.

Такт 1. Впуск

Сферические тела 5 движутся по пазу вверх и вращают цилиндр 1 вокруг его продольной оси по часовой стрелке. При этом объем камеры сгорания 3 увеличивается и горючую смесь засасывается через вырез 4 цилиндра 1 и окно впуска 7, которое остается открытым до тех пор, пока сферические тела 5 не достигнут верхней точки паза 6 и вырез 4 не выйдет из зоны окна впуска 7.

Такт 2. Сжатие

Сферические тела 5 вместе с цилиндром 1 движутся по пазу 6 вниз. Происходит сжатие смеси до тех пор, пока вырез 4 не установится напротив окна зажигания 9.

Такт 3. Рабочий ход

Сжатая горючая смесь в камере сгорания 3 соприкасается со свечой зажигания 10, установленной в окне зажигания 9. Происходит воспламенение горючей смеси. Под давлением сгоревшей смеси цилиндр 1 вместе со сферическими телами 5 движутся вверх и вращаются по часовой стрелке до тех пор, пока вырез 4 не дойдет до окна выпуска 8.

Такт 4. Выпуск

Сферические тела 5 вместе с цилиндром 1 движутся по пазу 6 вниз и поворачиваются вокруг продольной оси цилиндра 1 по часовой стрелке, при этом из камеры сгорания 3 выдавливаются выхлопные газы через вырез 4 цилиндра 1 и окно выпуска 8.

На этом цикл работы двигателя завершен и он готов к следующему циклу.

Во время работы двигателя, благодаря предложенной конструкции, проходной вырез 4 вместе с цилиндром 1 совершают возвратно-поступательное и вращательное движения вокруг поршня 2. При этом проходной вырез 4 через окно впуска 7 пропускает горючую смесь в камеру сгорания 3 (осуществляется такт впуска). Затем проходной вырез 4 выходит из зоны окна впуска 7 и наступает такт сжатия до окна зажигания 9, где горючая смесь поджигается и через проходной вырез 4 воспламеняется горючая смесь в камере сгорания 3 (такт рабочего хода). При дальнейшем движении цилиндра 1 его проходной вырез 4 входит в сообщение с окном выпуска 8 и начинается такт выпуска до тех пор, пока проходной вырез 4 не совпадет с началом окна впуска 7. Далее цикл повторяется.

За счет обеспечения возвратно-поступательного и вращательного движений цилиндра происходит регулирование газораспределения и зажигания. Предложенное изобретение, отличающееся малыми габаритами и простой, обеспечивает надежную и бесперебойную работу в четырехтактном цикле. Помимо этого работа двигателя в четырехтактном цикле обеспечивает его экологичность.

1. Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся цилиндром, включающий цилиндр, установленный в нем поршень с выполненным криволинейным бесконечным пазом под сферические тела и камеру сгорания, отличающийся тем, что сферические тела установлены в стенках цилиндра, выполненного с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движений, на внутренней поверхности которого расположен проходной вырез, сообщающийся с камерой сгорания, а поршень включает окна впуска, выпуска и зажигания с возможностью сообщения их с проходным вырезом.

2. Бесшатунный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в окне зажигания может быть установлена свеча зажигания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение силовой эффективности кривошипа и увеличение выходных силовых характеристик двигателя.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателю внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере одну пару цилиндров, сообщенных между собой при помощи соединительного канала и снабженных поршнями, кинематически связанными с коленчатым валом и кривошипом с возможностью их синхронного движения без смещения одного против другого, то есть <α=0, и камеру сгорания со свечой, установленную над первым цилиндром, при этом два поршня со штоками соединены через крейцкопф, установленный на штоковой шейке коленвала, а на опорной шейке коленвала закреплена неподвижно малая шестерня с наружным зацеплением зубьев, которая входит в зацепление с большой шестерней, имеющей внутреннее зацепление зубьев, и установлена неподвижно, при этом диаметр начальной окружности малой шестерни равен половине диаметра начальной окружности большой шестерни, а диаметр большой шестерни равен ходу поршня, причем эксцентриситет коленвала и кривошипа равны между собой и равны четверти хода поршня, кроме того, с целью уменьшения нагрузки на опорные подшипники опорная шейка выполнена удлиненной.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым машинам, и, главным образом, к двигателям внутреннего сгорания. ДВС содержит один блок из двух цилиндров с размещенными в них поршнями со штоками, преобразователь движения, выполненный в виде гибкой передачи, содержащей размещенные на выходных валах шкивы и охватывающий их гибкий элемент, концы которого прикреплены к рамкам, смонтированным на поршневых штоках, устройство для однонаправленной передачи крутящего момента в виде управляемых муфт и линейные двигатели с электрическим или пневматическим приводом для запуска двигателя и коррекции его работы.

Настоящее изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Двигатель предназначен для эффективного преобразования энергии при сгорании газов в механическую энергию.

Изобретение относится к механизму (5) переменной степени сжатия, в котором управляющий вал (10) вращается и приводится в действие электродвигателем (21) через волновой редуктор (22).

Настоящее изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания, оснащенному механизмом регулирования степени сжатия. Двигатель (1) внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия содержит механизм (2) регулирования степени сжатия, в котором степень механического сжатия двигателя (1) внутреннего сгорания изменяется в соответствии с позицией вращения управляющего вала (18), стопор (50) на стороне низкой степени сжатия, стопор (60) на стороне высокой степени сжатия, датчик (42) для определения позиции вращения ведущего вала (22) исполнительного устройства (24) и плечо (30), запрессованное на ведущем валу (22).
Двигатель внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия оснащён механизмом (10) переменной степени сжатия, способным изменять степень сжатия двигателя в соответствии с угловым положением управляющего вала (14), и корпусом (22), который вмещает приводной мотор (20) для изменения и удержания углового положения управляющего вала (14).

Изобретение может быть использовано для присоединения поршня к коленчатому валу в двигателе. Шатун (100) с покрытием содержит первую головку (102) с первым проемом (108), вторую головку (104) со вторым проемом (110) и корпус (106).

Изобретение относится к многозвенному поршневому кривошипно-шатунному механизму для двигателя внутреннего сгорания. Нижнее звено (13) формируется так, что внешние круговые стороны обоих концевых участков сквозного отверстия (21) шатунной шейки являются более жесткими, чем центральный участок сквозного отверстия (21) шатунной шейки, т.е.

Изобретение относится к шатуну, эффективная длина которого может варьироваться, и к двигателю внутреннего сгорания, включающему в себя шатун с изменяемой длиной. Шатун с изменяемой длиной включает в себя стержень шатуна, эксцентриковый элемент, механизм переключения и стопорный механизм.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Двигатель выполнен в виде группы цилиндров, расположенных вокруг цилиндрического корпуса параллельно оси роторного вала, находящегося в центре и снабженного цилиндрическим ротором с беговыми дорожками, впускные окна во всех цилиндрах ДВС расположены в нижних точках и оборудованы впускными клапанами, горючая смесь приготавливается вне цилиндров, каждый цилиндр двигателя содержит две камеры сгорания – запальную и кольцевую форкамеру, расположенную в верхней части цилиндра, необходимая для работы двигателя степень сжатия обеспечивается регулятором, выполненным в виде корректировочных цилиндров, сообщенных с цилиндрами двигателя через кольцевые форкамеры, причем последние выполнены с возможностью их полного перекрытия от полостей цилиндров поршнями двигателя вблизи ВМТ, корректировочных поршней, установленных в корректировочных цилиндрах с возможностью изменения объемов кольцевых форкамер, шатунов, шарнирно связанных верхними головками с поршнями корректировки степени сжатия, а нижними головками через шарнирные соединения - со ступицей червячного колеса, приводимого в действие червячным винтом.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к двигателям, в частности к аксиально-поршневым двигателям с наклонным диском, и предназначено для получения механической работы за счет преобразования энергии, выделяемой при сгорании топлива.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности производства двигателей, применяемых в авиации. Сущностью изобретения является построение двигателя по схеме расположения цилиндропоршневых групп вдоль оси вращения приводного вала, с передачей энергии поступательного движения поршней к валу посредством качающегося блока карданных подвесов, связанных с цилиндрами посредством шатунов.

Изобретение относится к двигателям, в частности к аксиально-поршневым двигателям с наклонным диском, и предназначено для получения механической работы за счет преобразования энергии, выделяемой при сгорании топлива.

Изобретение относится к двигателестроению, к аксиально-поршневым двухтактным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение КПД и литровой мощности, снижение веса.

Поршневая машина, преимущественно двигатель, снабженная прямилами Уатта, содержит размещенные в корпусе, в паре находящиеся в одной оси, как минимум пару цилиндров, в которые помещены движущиеся возвратно-поступательно поршни, связанные штоками.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с компрессионным или детонационным воспламенением рабочей смеси. Техническим результатом является увеличение ресурса двигателя и повышение экономичности.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Четырехтактный бескривошипный поршневой тепловой двигатель с оппозитным расположением цилиндров содержит головки (2) цилиндров, цилиндры (3 и 4) с расположенными в них осесимметричными поршнями (5), связанными с механизмом преобразования движения.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение экономичности.

Изобретение относится к вращательной системе (50) привода и может быть использовано в силовых установках. Содержит цилиндрическую стенку (51), поршень (4, 4'), имеющий возможность скольжения в осевом направлении вдоль продольной оси (L) внутри цилиндрической стенки (51), и поршневой шток (20, 20'), тянущийся вдоль продольной оси и выступающий со стороны (D) привода системы в осевом направлении наружу цилиндрической стенки.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в качестве силового агрегата в транспортных машинах, а также других передвижных стационарных устройствах, например в перфораторах, вибротрамбовках. Задача изобретения - упрощение конструкции двигателя и уменьшение его габаритов при сохранении его надежности и бесперебойной работы. Это достигается тем, что бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся цилиндром включает цилиндр 1, установленный в нем поршень 2 с выполненным криволинейным бесконечным пазом под сферические тела 5 и камеру сгорания 3. В предложенном решении сферические тела установлены в стенках цилиндра, выполненного с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движений, на внутренней поверхности которого расположен проходной вырез 4, сообщающийся с камерой сгорания, а поршень включает окна впуска 7, выпуска 8 и зажигания 9 с возможностью сообщения их с проходным вырезом 4. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх