Привод двс, снабженный механизмами рёло

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с приводом содержит по меньшей мере один единичный блок, содержащий картер (1), средний цилиндр (2), боковые цилиндры (3), поршни, шатун (5) и коленчатый вал (4). Двигатель снабжен штоком (6) и коромыслами (7). Коленчатый вал (4) шарнирно связан посредством шатуна со штоком (6). Шток (6) шарнирно соединен с коромыслами (7). На коромыслах (7) шарнирно установлены поршни (8), помещенные в боковые цилиндры (3), образующие механизмы Рёло. В средний цилиндр (2) помещен поршень (9), соединенный со штоком (6). Технический результат заключается в улучшении компактности двигателя и в повышении удельной мощности. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к поршневым машинам с кривошипно-шатунным механизмом привода и может быть использовано в их конструкциях.

Известен поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с приводом, содержащим картер, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал [1].

В четырехтактных ДВС поступательное движение поршня через шатун преобразуется во вращательное движение коленчатого вала в ряде последовательных подготовительных процессов, в совокупности, образующих рабочий цикл: впуск - сжатие - сгорание смеси воздуха и топлива (рабочий ход) - выпуск. Рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала.

Известен кривошипно-ползунный четырехзвенный прямолинейно-направляющий механизм [2], в котором точка, находящаяся на окружности, проходящей через точки ползунов, находящихся в направляющих и точку пересечения осей направляющих, описывает прямолинейную траекторию, проходящую через точку пересечения осей ползунов, а в частном случае, при совпадении ее с точкой пересечения осей ползунов, описывает прямолинейную траекторию, перпендикулярную к оси, образующей равные углы с осями направляющих.

Задачей предлагаемого изобретения является создание компактного ДВС высокой удельной мощности с механизмом привода, обеспечивающего двустороннюю передачу нагрузок шатуну, передаваемых им на коленчатый вал в циклах «рабочий ход».

Технический результат достигается снабжением ДВС с приводом, содержащим картер, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал механизмом, содержащим шарнирно соединенные посредством коромысел ползуны и направляющие, в котором ползуны заменены поршнями, а направляющие - цилиндрами.

На Фиг. 1 показана упрощенная модель единичного блока ДВС в разрезе по осям цилиндров, содержащая картер, средний цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, снабженная, содержащими шарнирно соединенные посредством коромысел ползуны и направляющие, образующие механизмы в которых ползуны заменены поршнями, а направляющие - цилиндрами. Элементы, не относящиеся к предмету данного изобретения, на модели не показаны.

На Фиг. 2 показана упрощенная модель единичного блока ДВС в разрезе по осям цилиндров, содержащая картер, средний цилиндр с ползуном и направляющими, шатун, коленчатый вал, снабженная, содержащими шарнирно соединенные посредством коромысел ползуны и направляющие, образующие механизмы в которых ползуны заменены поршнями, а направляющие - цилиндрами. Элементы, не относящиеся к предмету данного изобретения, на модели не показаны.

На Фиг. 3 показана упрощенная, частично детализованная модель многоблочного ДВС, содержащая картер, цилиндры, поршни, шатуны, коленчатый вал, в рядном исполнении средних цилиндров. Элементы, не относящиеся к предмету данного изобретения, на модели не показаны.

На Фиг. 4 показана частично детализованная модель многоцилиндрового ДВС с одним поршнем в среднем цилиндре и четырьмя парами боковых поршней без элементов, не относящихся к предмету данного изобретения.

На Фиг. 5 показана модель компоновки двух ДВС с редуктором между ними.

ДВС, фиг. 1, с приводом, содержащим картер, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, снабженный, содержащими шарнирно соединенные посредством коромысел ползуны и направляющие, образующие механизмы в которых ползуны заменены поршнями, а направляющие - цилиндрами, состоит из картера 1, в котором установлены средний цилиндр 2 и боковые цилиндры 3, а также коленчатый вал 4, имеющий шарнирную связь посредством шатуна 5 со штоком 6, который шарнирно соединен с коромыслами 7, на которых шарнирно установлены поршни 8, помещенные в боковые цилиндры 3. В средний цилиндр 2 помещен поршень 9, соединенный со штоком 6.

Работа ДВС с указанным выше приводом заключается в преобразовании возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение выходного вала и происходит следующим образом.

В установленных в картер 1 среднем цилиндре 2 и боковых цилиндрах 3, поршни 8 и 9, имеющие возможность перемещения и получающие энергию от теплового расширения газов, посредством штока 6 и коромысел 7 через шатун 5 передают движение на коленчатый вал 4, заставляя его вращаться. Особенностью работы данного ДВС является то, что в боковых цилиндрах 3, образующих механизмы организованы и одновременно происходят одноименные рабочие процессы, отличные от процесса в среднем цилиндре 2, что обеспечивает равномерное чередование рабочих тактов и способствует равномерному распределению боковых нагрузок, передаваемых посредством штока 6 и связанного с ним поршня 9 на стенки среднего цилиндра 2, а также уменьшает усилия, стремящиеся сместить и повернуть ось штока 6, связанного с шатуном 5 от оси симметрии коромысел 7. В боковых цилиндрах 3 рабочие процессы происходят как при прямом, так и при обратном перемещении штока 6, передающего усилия на шатун 5, в обоих направлениях. В среднем цилиндре 2 вместо поршня 9 может быть установлен ползун 10, взаимодействующий с направляющей 11 (см. фиг. 2).

Коромысло 7 входит во вращательные пары А и В с ползунами (поршнями 8), скользящими в неподвижных направляющих b-b и d-d (скользящими в цилиндрах 3). При движении поршня 8 (ползуна) в цилиндре 3 (в направляющих b-b) точка С коромысла 7, совпадающая с точкой пересечения осей направляющих b-b и d-d (совпадающая с точкой пересечения осей цилиндров 3) описывает прямолинейную траекторию а-а, перпендикулярную к оси Ох, образующей равные углы α с осями направляющих b-b и d-d. Таким образом, привод ДВС оснащен кривошипно-ползунным четырехзвенным прямолинейно-направляющим механизмом что подтверждается графически и проверено объемным моделированием.

Ход поршня L(cp.) в среднем цилиндре определяется по формуле:

L(cp.)=2R, где R - радиус кривошипа коленчатого вала.

Ход поршня L(бок.) в боковом цилиндре определяется по формуле:

L(бок.)=2R Sinα, где R - радиус кривошипа коленчатого вала, α - 0,5 угла между осями боковых цилиндров (см. фиг. 1).

Рабочий объем среднего цилиндра для выравнивания усилий, передаваемых его поршнем посредством штока и шатуна на коленчатый вал, с суммарными усилиями, передаваемыми на шатун двумя поршнями в боковых цилиндрах, должен быть, примерно, равен суммарному рабочему объему боковых цилиндров, что обеспечит равномерную нагрузку на шатун во всех тактах работы двигателя.

Единичные блоки ДВС, с целью повышения мощности, могут быть соединены в многоблочный агрегат с общим картером и единым коленчатым валом (см. фиг. 4).

Для уравновешивания двух ДВС, например, в двухмоторном летательном аппарате, может быть использован принцип взаимного гашения колебаний одинаковых встречно движущихся масс, при их симметричном расположении по отношению к редуктору 12, имеющему выходной вал 13, на который они передают крутящий момент (см. фиг. 5).

Источники информации

1. А.С. Орлин, М.Г. Круглов, «Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей», Москва, «Машиностроение», 1990, стр. 5, 6.

2. И.И. Артоболевский, «Механизмы в современной технике» в 7 томах, том 2, Москва, «Наука», 1979, стр. 473, 474, механизмы 1471, 1472.

1. Двигатель внутреннего сгорания с приводом, содержащий, по меньшей мере, один единичный блок, содержащий картер, средний цилиндр, боковые цилиндры, поршни, шатун и коленчатый вал, отличающийся тем, что двигатель снабжен штоком и коромыслами, коленчатый вал шарнирно связан посредством шатуна со штоком, шток шарнирно соединен с коромыслами, на коромыслах шарнирно установлены поршни, помещенные в боковые цилиндры, образующие механизмы Рёло, а в средний цилиндр помещен поршень, соединенный со штоком.

2. Двигатель с приводом по п. 1, отличающийся тем, что в боковых цилиндрах организованы и одновременно происходят одноименные рабочие процессы, отличные от процесса в среднем цилиндре.

3. Двигатель с приводом по п. 1, отличающийся тем, что единичные блоки, соединены в многоблочный агрегат с общим картером и единым коленчатым валом.

4. Двигатель с приводом по п. 1, отличающийся тем, что два одноблочных двигателя уравновешены на принципе взаимного гашения колебаний одинаковых встречно движущихся масс при их симметричном и на общей оси средних цилиндров расположении по отношению к редуктору, на который они передают крутящий момент.



 

Похожие патенты:

Двигатель предназначен для проектирования и строительства двигателей внутреннего сгорания. В жестко соединенном с картером цилиндре размещен поршень.

Способ повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания относится к области энергомашиностроения. Технический результат заключается в улучшении основных характеристик поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение может быть использовано в бесшатунных механизмах преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот поршневых машин. Бесшатунный силовой механизм поршневой машины содержит составной коленчатый вал с противовесами на щеках колен и закрепленные на шейках коленчатого вала спаренные эксцентрики.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании поршневых двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС), использующих в качестве топлива бензин и/или дизельное топливо. ДВС с переменной степенью сжатия содержит два параллельно расположенных коленчатых вала, которые вращаются навстречу друг другу с одинаковой угловой скоростью и синхронизированы зубчатой передачей с возможностью изменения (рассогласования) угла поворота одного коленчатого вала относительно другого, каждый коленчатый вал со своим кривошипно-шатунным механизмом имеет оппозитно расположенные цилиндры, шатуны выполнены прицепными к шатунным головкам, а шатунные головки одного коленчатого вала имеют кинематическую связь с другим коленчатым валом состоящую из рычага, тяги, ползуна и дополнительного шатуна, указанная кинематическая связь позволяет во время работы двигателя рассогласованием угла поворота одного коленчатого вала относительно другого изменять расстояние от поршня до шатунной шейки коленчатого вала посредством поворота шатунной головки на шатунной шейке коленчатого вала, изменяя степень сжатия в цилиндре, а также механизм синхронизации коленчатых валов выполнен двухпоточным, с одного торца коленчатых валов связывающая зубчатая передача с дифференциалом служит для отбора мощности, а с другого торца - зубчатая передача, служащая для изменения угла поворота одного коленчатого вала относительно другого, состоящая с двух гипоидных передач, связанных между собой силовым валом с косыми шлицами по всей длине, на одной половине вала они повернуты по часовой стрелке и с другой - против, а каждая маленькая шестерня гипоидной передачи имеет внутри косые шлицы, соответствующие своей половине силового вала, благодаря чему при перемещении силового вала вдоль его оси изменяется угол поворота одного коленчатого вала относительно другого.

Изобретение относится к двигателестроению. Двухтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит блок цилиндров, снабженный продувочными (12) и выпускными (11) окнами.

Изобретение относится к двигателестроению. Двухтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит блок цилиндров, снабженный продувочными (12) и выпускными (11) окнами.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Бесшатунный роторный двигатель содержит корпус (1), в котором расположены цилиндры (2), (3), (4) с камерами сгорания (9) и поршнями (7), (8) и механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.

Изобретение предназначено для использования в двигателестроении. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом содержит корпус (1) и коренной вал (14).

Двигатель (10) внутреннего сгорания содержит, по меньшей мере, два цилиндра (11, 1') с параллельными продольными осями, каждый цилиндр снабжен отверстием и поршнем (12, 12'), выполненным с возможностью поступательного перемещения внутри указанного цилиндра, указанные соответствующие отверстия указанных цилиндров обращены друг к другу, указанные поршни имеют кинематическую связь с шатунно-кривошипным механизмом, содержащим: разделитель (13), соединяющий указанные поршни и способный поддерживать постоянный интервал между указанными поршнями, указанные поршни прикреплены к соответствующим плечам (131, 131') указанного разделителя; коленчатый вал (20), выполненный с возможностью вращения вокруг оси, находящейся между отверстиями цилиндров и между продольными осями указанных цилиндров, указанный коленчатый вал имеет шатунную шейку (21); коромысло (40), выполненное с возможностью вращения вокруг шатунной шейки; по меньшей мере, один шатун (30), имеющий первый конец, называемый «малым концом» (31), прикрепленный к разделителю, и второй конец, называемый «большим концом» (32), прикрепленный к одному из концов коромысла.

Изобретение относится к управлению двигателем внутреннего сгорания, снабженным механизмом переменной степени сжатия. Изобретение включает: механизм (10) переменной степени сжатия для изменения степени сжатия двигателя согласно угловому положению вала (14) управления; приводной мотор (20), который приводит во вращение вал (23) вращения; и многозвенный механизм (21) для механического соединения вала (14) управления и вала (23) вращения.

Изобретение может быть использовано в двигателях с переменной степенью сжатия. Двигатель внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия содержит подвижно установленный в цилиндре поршень (2), который шарнирно соединен с шатуном (3), движение которого передается на кривошип коленчатого вала (1) через передаточное звено в виде траверсы (4).
Наверх