RU2305195C1

RU2305195C1 - Axial piston engine

Info

Publication number: RU2305195C1
Application number: RU2006112534/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь Васильевич Боев (RU); Игорь Васильевич Боев
Original assignee: Игорь Васильевич Боев
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2007-08-27

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: proposed engine has body, cylinders arranged in pairs diametrically opposite to each other with two opposite pistons in each, main shaft with two oppositely inclined disks rigidly secured o shaft on outer surface of which spatially rocking plates are installed on bearings, one plate per each pair cylinders with trunnions, cylinder heads with intake and return valves, receiver-oil separator, compressor for prestarting of receiver, intake and exhaust valves of working part of cylinders and nozzles. Support pistons secured on rods move in guide cylinders and transmit forces to disks and main shaft through hinge joints of plates.

EFFECT: increased reliability and efficiency, possibility of changing compression ratio in operation.

3 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, конкретнее к аксиально-поршневым двигателям внутреннего сгорания с осями цилиндров, расположенных в одной плоскости с осью ведущего вала, и с пространственно-качающейся наклонной шайбой.The invention relates to engine building, and more particularly to axial piston internal combustion engines with axes of cylinders located in the same plane with the axis of the drive shaft, and with a spatially swinging inclined washer.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий блок цилиндров, поршни с шатунами, установленные в блоке цилиндров, ведущий вал, наклонную шайбу с установленной на ней качающейся шайбой, связанной с шатунами, дополнительные в каждом цилиндре встречно расположенный поршень с шатуном, по меньшей мере один полый промежуточный вал, одну дополнительную наклонную шайбу с установленной на ней качающейся шайбой, связанной с шатунами встречно расположенных поршней, причем на каждом полом промежуточном валу установлены обе наклонные шайбы, при этом каждый промежуточный вал связан с ведущим валом через цилиндрические зубчатые передачи, а каждая качающаяся шайба связана с ведущим валом через коническую и цилиндрическую зубчатые передачи (см. описание изобретения к патенту РФ №2163682, МПК F02В 75/32, F02В 75/26, F01В 3/02, публикация 27.02.2001 г.).Known axial piston engine comprising a cylinder block, pistons with connecting rods installed in the cylinder block, a drive shaft, an inclined washer with a swinging washer mounted on it, connected to the connecting rods, an additional counter-mounted piston with a connecting rod, at least one hollow in each cylinder an intermediate shaft, one additional inclined washer with a swinging washer mounted on it, connected with connecting rods of opposing pistons, both inclined washers mounted on each hollow intermediate shaft and each intermediate shaft is connected to the drive shaft through cylindrical gears, and each swinging washer is connected to the drive shaft through bevel and cylindrical gears (see the description of the invention to RF patent No. 2163682, IPC F02B 75/32, F02B 75/26, F01B 3/02, publication 02/27/2001).

Недостатком известного двигателя является невысокий КПД из-за большого количества зубчатых зацеплений.A disadvantage of the known engine is its low efficiency due to the large number of gears.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий неподвижный корпус, цилиндры с двумя встречными поршнями в каждом, коренной вал с жестко закрепленными на нем дисками, на наружной поверхности которых через подшипники установлены пространственно-качающиеся шайбы, при этом поршни шарнирно соединены с шатунами, противоположные концы которых шарнирно соединены с качающимися шайбами, а оси цилиндров выполнены параллельными оси коренного вала, двигатель снабжен кольцами, каждая шайба соединена с одним из них посредством двух цапф, расположенных друг против друга на внутренней стороне кольца, кольца соединены с корпусом двумя другими цапфами, расположенными друг против друга с внешней стороны колец, и установлены с возможностью покачивания вокруг осей наружных цапф, расположенных на внутренней и внешней сторонах, перпендикулярны между собой и лежат в одной плоскости с центром вращения дисков и центром пространственного покачивания шайб (см. описание изобретения к патенту РФ №2125162, МПК 6 F01В 3/02, F02В 75/26, публикация 20.01.99).Known axial piston engine containing a stationary housing, cylinders with two counter pistons in each, the main shaft with disks rigidly fixed to it, on the outer surface of which spatially swinging washers are installed through the bearings, while the pistons are pivotally connected to rods, the opposite ends of which pivotally connected to swinging washers, and the axis of the cylinders made parallel to the axis of the main shaft, the engine is equipped with rings, each washer is connected to one of them by means of two pins, married to each other on the inner side of the ring, the rings are connected to the housing by two other trunnions located opposite each other on the outer side of the rings, and are installed with the ability to swing around the axes of the outer trunnions located on the inner and outer sides, are perpendicular to each other and lie in one planes with a center of rotation of the discs and a center of spatial swaying of the washers (see the description of the invention to RF patent No. 2125162, IPC 6 F01B 3/02, F02B 75/26, publication 01.20.99).

Недостатками этого двигателя, принятого за прототип, являются недостаточно эффективный способ продувки выхлопных газов и наполнение цилиндров воздухом, а также недостаточная надежность узлов крепления шатунов.The disadvantages of this engine, taken as a prototype, are an insufficiently effective method of purging exhaust gases and filling the cylinders with air, as well as insufficient reliability of the connecting rods.

Задачей заявляемого изобретения является повышение КПД и повышение надежности аксиально-поршневых двигателей.The task of the invention is to increase efficiency and increase the reliability of axial piston engines.

Сущность изобретения заключается в том, что аксиально-поршневой двигатель содержит корпус, попарно диаметрально противоположно расположенные цилиндры с двумя встречными поршнями в каждом, коренной вал с жестко закрепленными на нем двумя встречно-наклонными дисками, на наружной поверхности которых через подшипники установлены пространственно-качающиеся шайбы, головки цилиндров с впускными клапанами и с обратными клапанами на нагнетании воздуха, воздушный ресивер-маслоотделитель, компрессор, впускные и выпускные клапаны (возможен вариант с пневмоэлектрическим приводом) рабочей части цилиндров, форсунки. Пространственно-качающиеся шайбы выполнены по одной на каждую пару цилиндров с цапфами. Поршни выполнены с жестко закрепленными на них штоками с опорными поршнями, движущимися в направляющих цилиндрах и, через опирающиеся на цапфы пространственно-качающихся шайб шарниры, передающие усилие на встречно-наклонные диски и коренной вал. Компрессор предназначен для предпускового наполнения ресивера-маслоотделителя сжатым воздухом и повышения давления в процессе работы, что позволяет изменять степень сжатия, и соответственно мощность двигателя.The essence of the invention lies in the fact that the axial piston engine contains a housing, two diametrically opposed cylinders with two counter pistons in each, a main shaft with two counter-inclined disks rigidly mounted on it, on the outer surface of which spatially swinging washers are installed through bearings , cylinder heads with inlet valves and with non-return valves for air injection, air receiver-oil separator, compressor, inlet and outlet valves (possible Ianthe with pneumoelectric drive) of the working part cylinder injector. Spatially swinging washers are made one for each pair of cylinders with pins. Pistons are made with rods rigidly fixed to them with support pistons moving in guide cylinders and through hinges resting on trunnion pins of spatially swinging washers, transmitting force to counter-inclined disks and the main shaft. The compressor is designed for pre-filling the receiver-oil separator with compressed air and increasing the pressure during operation, which allows you to change the compression ratio, and accordingly the engine power.

Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

на фиг.1 показан аксиально-поршневой двигатель, общий вид в продольном разрезе;figure 1 shows an axial piston engine, a General view in longitudinal section;

на фиг.2 - то же, поперечный разрез А-А;figure 2 is the same, a transverse section aa;

на фиг.3 - то же, поперечный разрез В-В.figure 3 is the same, a transverse section bb.

Аксиально-поршневой двигатель содержит корпус 1, попарно диаметрально противоположно расположенные цилиндры 2 с двумя встречными поршнями 3 в каждом, коренной вал 4 с жестко закрепленными на нем двумя встречно-наклонными дисками 5, на наружной поверхности которых через подшипники 6 установлены пространственно-качающиеся шайбы 7, головки цилиндров 8 с впускными клапанами 9, с обратными клапанами 10 на нагнетании воздуха, воздушный ресивер-маслоотделитель 11, компрессор 12, впускные 13 и выпускные 14 клапаны рабочей части цилиндров, форсунки 15. Пространственно-качающиеся шайбы 7 выполнены по одной на каждую пару цилиндров 2 с цапфами 16 и удерживаются от вращения рычагами 17, качающимися в опорах 18. Поршни 3 выполнены с жестко закрепленными на них штоками 19 с опорными поршнями 20, движущимися в направляющих цилиндрах 21 и, через опирающиеся на цапфы 16 пространственно-качающихся шайб 7 шарниры 22, передающие усилие на встречно-наклонные диски 7 и коренной вал 4.The axial piston engine comprises a housing 1, two cylinders diametrically oppositely opposed 2 with two counter pistons 3 in each, the main shaft 4 with two counter-inclined disks 5 rigidly mounted thereon, on the outer surface of which spatially swinging washers 7 are installed through the bearings 6 , cylinder heads 8 with inlet valves 9, with check valves 10 for air injection, air receiver-oil separator 11, compressor 12, inlet 13 and exhaust 14 valves of the working part of the cylinders, nozzles 15. Pro strangely swinging washers 7 are made one for each pair of cylinders 2 with pins 16 and are kept from rotation by levers 17 swinging in bearings 18. Pistons 3 are made with rods 19 rigidly fixed on them with supporting pistons 20 moving in guide cylinders 21 and, through the hinges 22 based on the pins 16 of the space-swinging washers 7, which transmit the force to the counter-inclined disks 7 and the main shaft 4.

Аксиально-поршневой двигатель работает следующим образом. При движении поршней 3 к центру цилиндров 2 через впускные клапаны 9, размещенные в головке цилиндров 8, происходит наполнение цилиндров 2 воздухом. Цикл впуска. При движении поршней 3 от В.М.Т. к Н.М.Т. происходит сжатие воздуха и вытеснение его через обратные клапаны 10 в ресивер-маслоотделитель 11. Цикл сжатия. Одновременно с циклом сжатия при движении поршней 3 от В.М.Т. к Н.М.Т в цилиндрах 2 открываются впускные клапаны 13 и начинается подача воздуха из ресивера-маслоотделителя 11 в цилиндры 2. Начало цикла впуска. Когда надпоршневой объем цилиндров 2 равен объему камеры сгорания, закрываются впускные клапаны 13 и происходит впрыск топлива через форсунки 15. Окончание цикла впуска и начало рабочего хода. При достижении поршнями 3 Н.М.Т. открываются выпускные клапаны 14. Окончание цикла рабочего хода и начало цикла выпуска. При движении поршней 3 от Н.М.Т. к В.М.Т. через выпускные клапаны 14 происходит удаление выхлопных газов. При достижении поршнями 3 В.М.Т. закрываются выпускные клапаны 14. Окончание цикла выпуска. Усилие поршней 3 через штоки 19, опорные поршни 20, шарниры 22 передаются на цапфы 16 качающихся шайб 7, которые через подшипники 6 воздействуют на сбегающую сторону встречно-наклонных дисков 5, заставляя их вращаться заодно с коренным валом 4 в корпусе 1. Рычаги 17, качающиеся в опорах 18, препятствуют вращению качающихся шайб 7. Направляющие цилиндры 21 обеспечивают возвратно-поступательное движение опорных поршней 20 со штоком 19. Компрессор 12 предназначен для предпускового наполнения ресивера-маслоотделителя 11 сжатым воздухом и повышения давления в процессе работы, что позволяет изменять степень сжатия и соответственно мощность двигателя.Axial piston engine operates as follows. When the pistons 3 move towards the center of the cylinders 2 through the intake valves 9 located in the cylinder head 8, the cylinders 2 are filled with air. Intake cycle. When moving the pistons 3 from V.M.T. to N.M.T. air is compressed and displaced through check valves 10 into the receiver-oil separator 11. The compression cycle. Simultaneously with the compression cycle during the movement of the pistons 3 from V.M.T. to N.M.T in the cylinders 2, the intake valves 13 open and the air supply from the receiver-oil separator 11 to the cylinders 2 begins. The start of the intake cycle. When the over-piston volume of the cylinders 2 is equal to the volume of the combustion chamber, the intake valves 13 are closed and fuel is injected through the nozzles 15. The end of the intake cycle and the start of the working stroke. Upon reaching the pistons 3 N.M.T. exhaust valves open 14. End of stroke cycle and start of exhaust cycle. When the pistons 3 move from N.M.T. to V.M.T. exhaust valves 14 remove exhaust gases. Upon reaching pistons 3 V.M.T. outlet valves close 14. End of exhaust cycle. The force of the pistons 3 through the rods 19, supporting pistons 20, hinges 22 is transmitted to the pins 16 of the swinging washers 7, which through the bearings 6 act on the runaway side of the counter-inclined disks 5, forcing them to rotate along with the main shaft 4 in the housing 1. The levers 17, oscillating in the bearings 18, prevent the rotation of the oscillating washers 7. The guide cylinders 21 provide a reciprocating movement of the supporting pistons 20 with the rod 19. The compressor 12 is designed for pre-filling the receiver-oil separator 11 with compressed air and increase pressure during operation, which allows you to change the compression ratio and, accordingly, engine power.

Заявленное изобретение позволит повысить К.П.Д. и повысить надежность аксиально-поршневых двигателей.The claimed invention will improve K.P.D. and increase the reliability of axial piston engines.

Claims

An axial piston engine comprising a housing, pairwise diametrically opposed cylinders with two opposing pistons in each, the main shaft with two counter-inclined disks rigidly mounted on it, on the outer surface of which spatially swinging washers are installed through the bearings, cylinder heads with inlet valves and with check valves for air injection, air receiver-oil separator, compressor, inlet and outlet valves of the working part of the cylinders, nozzles, characterized in that then the spatially swinging washers are made one for each pair of cylinders with trunnions, the pistons are made with rods rigidly fixed to them with support pistons moving in the guide cylinders and through hinges resting on the trunnions of the spatially swinging washers, the hinges transmit the force to the counter-inclined disks and the main shaft.