RU1088U1 - Механизм силовой бесшатунного двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Abstract

1. Механизм силовой бесшатунного двигателя внутреннего сгорания, содержащий штоки с ползунами и поршнями, совершающими прямолинейное возвратно-поступательное движение в направляющих вдоль осей соответствующих цилиндров, кривошипы рабочего вала, соединенные через промежуточное звено с серединой поршневых штоков с ползунами, отличающийся тем, что кривошипы рабочего вала связаны с серединой поршневых штоков с ползунами через промежуточное звено, выполненное в виде поперечной прорези или паза в середине соответствующих ползунов и связанных с кривошипами таким образом, что при вращении рабочего вала или перемещении штоков с ползунами кривошипы с подшипниками одновременно перемещаются внутри этой прорези или паза на величину эксцентриситетов от оси симметрии цилиндров по обе стороны, обеспечивая по тактам ДВС взаимодействие штоков с ползунами и поршнями.2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что поперечная прорезь или паз в штоках с ползунами выполнены S-образной формы с зазором между внутренней поверхностью прорези или паза и подшипником кривошипа.3. Механизм по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что направляющие ползунов в верхней и нижней "мертвых" точках снабжены регулируемыми упорами-амортизаторами, закрепленными с возможностью взаимодействия с ползунами.

Description

)1ВХАНИЗМ СИЮЗШ БЕСШАТУННОГО ДШГАТЕЛЯ ВНУТРЕННВГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения в частноети IE бесшатунному силовому механизму преобразования возвратно поступательного движения поршня во вращательное коленчатого вала преимущественно в поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДЗС). Изобретение может быть использовано также в различных машинах где требуется преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное в компрессорах«насосах раровых машинах, пневмодвигателях, гидродвигателях з механизмах станков часов и др

Известны поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДШ)в которых энергия сгорающего топлива в цилиндре двигателя при помощи шатунно-кривошипного механизма преобразуется в кииетическув энергип на его валу ТакоШ силовой механизм содержит (включает в себя) цилиндр внутри которого движется поршень, соединенный через поршневой палец с шатуном, который будучи связанным с

ГАВШЛОВ ЛШ ИГНАТЬЕВИЧ

кривошипои пр90бра8у«т возвратиопоофупатвяьноо движение поршня во вращательное рабочего вала. Простота и надежность такого классического механизма очевидна. Недостатком кривошипно-ша« тунного механизма является большое трение, возникающее мещу поршнем и отенкой цилиндра, из-за расшатывающих вибраций шатуна и«как следствие, снижение возможной мощности, экономичности двига теля, увеличение его компоновочных габаритов.

Уже известны бесшатунные ДЗС, в которых механизм преобразования возвратно поступательного движения поршней во врацатель ное рабочего вала производится бесшатунным силовым механиз мом, устранявшим в той или иной мере перечисленные выше недостатки классических ЛВС.

Известен также бесшатунный механизм ДВС, содержащий штоки с ползунами и поршнями, совершающими прямолинейное возвратно-пос « тупательное движение в направлявших вдоль осей соответствувщих цилиндров, содержащих кривошипы рабочего вала, соединенные через сложное промежуточное звено в виде четырехкривошипкого коленчатого вала с серединой поршневых штоков с ползунами, которое и преобразует возвратно-поступательное движение во вращатель ное С си.СС.Баландин Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания изд-во Машиностроение,Москва,1972,стр«&3, ). Недостатком такой схемы беешатунного силового механизма ДВС является его большая сложность по сравнению с простой классической схемой кривошипяо-шатунного механизма, что оказывает непосредственное влияние на усложнение конструкции,увеличению компоновочных габаритов таких бесшатунных ДЗС, следовательно, на уменьшение надшг ности самого силового механизма.

Цель изобретения- упрощение конструкции бесшатунного силожэго механизма Д1Ю, повышение его надежности, приблигение его к

.-fo.

г,

простоте клаооичезкой схемы шатунно-кривошипмоге механизма по которой в настоящее время продолжают создавать и осваивать в массо вом производстве экономичные и долговечные порвневые ДВС,

Эта цель достигается тем, что в механизме силовой бесиат/нно го двигателя .внутреннего сгорания преобравувцем возвратно-поступа тельное движение поршней в цилиндрах во вращательное рабочего вала, содержащем штоки с ползунами и поршнями, совершающими прямолинейное возвратно-поступательное движение в направляющих вдоль осей соответ ствувщих цилиндров, содержащем кривошипы рабочего вала,соединенные через промежуточное звено с серединой поршневых штоков с ползу нами« которое и преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное рабочего вала- кривошипы рабочего вала ввязаны с серединой поршневых штоков с ползунами через промежу точное звено в виде прорези или паза, выполненных в середине соответствующих ползунов и связанных кривошипами таким образом, чтобы при вращении рабочего вала или перемещении штоков с ползунами кривошипы подшипниками могли бы одновременно перемещаться с конструктивно-выбранным зазором внутри этой соответотвувщей прорези или паза на величину эксцентриситетов от оси симметрии цилиндров по обе стороны обеспечивая по тактам ДЗС взаимод ствие с возвратно поступательным прямолинейным движением в направляещих штоков с ползунами и поршнями. Сущность изобретения поясняется чертежами, где изобра жены на фиг«1«Механизм силовой бесшатунного ДЗС (двигателя внутреннего сгорания)

На фигЛ схематично изображен частичный поперечный разрез од ноцилиндрового ДЗС, поясняющий взаимное расположение взаимодействующих звеньев предлагаемого силового бесшатунного механизма Д13С

Механизм включает в себя /содержит/ цилиндр I с камерой сгорания« внутри которого движется поршзнь 2,жестко соединенный штоком 3 с ползуном 4, который в свою очередь может перемещаться вместе с

V поршнем и штоком в шариковых (роликовых) направляющих Быстрого ввврх-вггкэ по ООН цилиндрам в картере 5 5 картере 5 на неподвижных ОмОрах установлен рабочий вал 7,с кривошипом (коленчатым валом) 8 и маховиком- противовесок 9. В середине полэуна 4 выполнена поперечная прореаь 10, в которую входит о конструктивно-выбранным зазором палец кривошипа 6 с подшипником II, При вращении рабочего вала 7 или возвратно-поступательного движения поршня 2 палец кривошипа 3 в подшипнике II может перемещаться в поперечной прорези 10 ползуна 4 на величину экцентриситета е по обе стороны от оси симметри ползуна 4. Чтобы ползун 4 не проходил ниже нижней мертвой точки НМТ/ механизма и выше ВШ на направляющих б установлены регулируемые по ходу движения ползуна упор& аморти заторы 1с. Картер 5 снабжен верхней и нижней крышками Примечание: На фиг, I линиями наложенной проекции показана возможность доработки одноцилиндрового ДЗС на опозитный двухцилиндровый модуль компонуя в различных вариациях который можно получать как одногдялкндровый ДЗС так и многоцилиндровый. На фиг,1 буквами обозначены: Р - направление силы давления газов в цилиндре I, П - подпоршневое пространство в цилиндре I. ( выделено для показа , что может быть использовано для известных по публикациям о бесшатунных ДВО различных назначений как-то: двусторонний рабочий процесс раздельную смазку для двухтактных Д13С и др,) - перемещение ползуна 4 от силы Р, МКР - крутящий момент возникающий на рабочем валу 7 и маховикепротивовесе 9 при перемещении ползуна 4, при котором поперечной прорезью 10 в ползуне 4 увлекается кривошш 6 с подшипником II d - экоцентриоитет кривошипа /колбнваяа /8. Мьханкзм силовой бесшвтунного ДВС работает одддувщим образом: При рабочем ходе давление газов, раоширявщихоя в камере сгорания, с оилой Р де11о7в/ет на поршень 2, шток 3 которого жеотко связан с ползуном 4. Под действием этой силы Ползун 4 движется со скорость у в прямолинейных шариковых / роликовых/ направляв цих б строго по оси движения / цилиадра/ поршня При своем дви жении ползун через внутреннюю конфигурацию своей поперечной прорези 10 увлекает за собой кривошип 3, подшипниш II которого 8 свою очередь как бы скользит и обкатывается по внутренней по верхности прорези 10. При этом рабочий вшг 7 проворачивается Ккр до нижней мертвой точки /НМТ/ механизма/ а ползун 4 упирается в отрегулированные таким образом упоры -амортизаторы 12« В результате этого racntcQ движение ползуна 4, уменьшается давление через прорезь 10 на кривошив 6 с подшипником И.поетому последний не заклиниваясь перемв1ца«1ся внутри прорези 10 проходя по инерции за счет маховика -противовеса 9 НМТ механизма. Далее по инзрции уже кривошип 8 через прорезь 10 увлекает ползун 4 вверх к BNT механизма и затем процесс повторяется. Появлявшаяся боковая сила от взаимодействия кривошипа 8 с ползуном через поперечную прорезь 10 воспринимается шариковыми С роликовыми) направлявшими б, обильно смазываемыми в картере смезко«{ , что значительно снижает возникавшее при этом трение. По сути дела можно представить t что каадыа момент времени работы предлагаемого механизма в паре поршшь-кривошип взаимодействует шбтун, только он как бы условно перемещается вщоль прорези 10 предлагаемый бесшатунный силовой механизм по аналогии с кривошипно -ша1унным механизмом ДВС может быть назван кривошипно-ползунным механизмом ДВС Внутренняя конфигура « я .iP-s /i y 5

поперечной прорези 10 в ползуне 4 ионет быть прямоугольной, овальной, эллипсной, О-образноЯ и . должна быть такой, чтобы скользя и обкатываясь по ней с конструктивно-выбранным зазором кривошип 3 с подшипником II при своем движении /вра щенки/ мог бы легко проходить как вса прорезь, так и НМТ и ЗИТ механизма, обеспечивая по тактам работу двигателя Такой бесшатунный кривошипно- ползунный две может иметь один,два /как показ&г но на , три, четыре,пять и более цилиндров при расположении их в развал, ряд, V-o6p.,x-o6pas., в звезду и др.

Таким образом , предлагаемы;; бесшатунный кривошипно-ползунный механизм ДВС дает возможность значительно увеличить мощность как существующих, так к вновь осваиваемых поршневых ДВС за счет исклпчения трения поршнеа с шатунами о стенки цилиндров / в горячей зоне/, позволяет конструктивно просто осуществлять при малых компоновочных габаритах (не обязательно крестообразных) и высокой быстроходности двигателей /предлагаемый механизм пред«« почтителен для короткого хода поршней / двухсторонний рабочий процесс в цилиндрах / используя подпоршнезое пространство П на фиг, I,/. Кроме того, по сравнению с другими схемами бес шатунных двигателе, использование предлагаемого механизма значительно упрощает конструкцию и компоновку бесшатунного дви гателя, повышает его надежность и ускоряет освоение его в производстве, так как требует лишь модернизации как существующих, так и ановь осваиваемых ДЗС в паре шатун-кривошип на ползун« кривошип. Автор: (PSfii tyy . СЛ ,й. Гаврилов)

Claims (3)

1. Механизм силовой бесшатунного двигателя внутреннего сгорания, содержащий штоки с ползунами и поршнями, совершающими прямолинейное возвратно-поступательное движение в направляющих вдоль осей соответствующих цилиндров, кривошипы рабочего вала, соединенные через промежуточное звено с серединой поршневых штоков с ползунами, отличающийся тем, что кривошипы рабочего вала связаны с серединой поршневых штоков с ползунами через промежуточное звено, выполненное в виде поперечной прорези или паза в середине соответствующих ползунов и связанных с кривошипами таким образом, что при вращении рабочего вала или перемещении штоков с ползунами кривошипы с подшипниками одновременно перемещаются внутри этой прорези или паза на величину эксцентриситетов от оси симметрии цилиндров по обе стороны, обеспечивая по тактам ДВС взаимодействие штоков с ползунами и поршнями.

2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что поперечная прорезь или паз в штоках с ползунами выполнены S-образной формы с зазором между внутренней поверхностью прорези или паза и подшипником кривошипа.

3. Механизм по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что направляющие ползунов в верхней и нижней "мертвых" точках снабжены регулируемыми упорами-амортизаторами, закрепленными с возможностью взаимодействия с ползунами.