RU2621420C2

RU2621420C2 - Axial-piston internal combustion engine

Info

Publication number: RU2621420C2
Application number: RU2015136346A
Authority: RU
Inventors: Александр Яковлевич Киселев
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2017-06-06
Also published as: RU2015136346A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: axial-piston two-stroke internal combustion engine with parallelly arranged cylinders contains a body of two halves with six curved cylinders, a body cover with outlet ports, air channels, an output shaft with a detachable inclined disc, a space-swash plate with six cylindrical pins, a support tapered socket, a bypass tapered distribution valve, an axial turbocharger, a floating sleeve, a gas casing, an air fan, a flywheel, an arc-shaped bypass groove, an annular pressure oil groove, bypass bridges, an air cleaner.

EFFECT: increased efficiency and liter capacity, weight reduction.

2 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, к аксиально-поршневым двухтактным двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to engine building, to axial piston push-pull internal combustion engines.

Известен аксиально-поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания (1) с внутренним смесеобразованием и ее воспламенением от электрической искры, он содержит пять цилиндров с параллельным расположением вдоль продольной оси выходного вала, на котором жестко закреплена косая шайба с качающейся крестовиной, шарнирно соединенная с шатунами, а шатуны шарнирно соединены с пятью поршнями. В нем система впуска и выпуска работает через окна, схожая с двухтактными двигателями.Known axial-piston two-stroke internal combustion engine (1) with internal mixture formation and its ignition from an electric spark, it contains five cylinders with a parallel arrangement along the longitudinal axis of the output shaft, on which an oblique washer with a swinging cross is fixed, pivotally connected to the connecting rods, and connecting rods are pivotally connected to five pistons. In it, the intake and exhaust system works through windows, similar to two-stroke engines.

Недостатком данного двигателя является сложное устройство механизма преобразующего возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение выходного вала.The disadvantage of this engine is the complex arrangement of the mechanism that converts the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the output shaft.

Известен аксиально-поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания (2), содержащий блок с четырьмя прямолинейными цилиндрическими цилиндрами с размещенными в них поршнями, расположенными параллельно вдоль продольной оси выходного вала. Наклонный диск прикреплен к выходному валу. Шатуны соединены с поршнями и толкателями с возможностью скольжения по несущей поверхности наклонного диска, вращающие выходной вал при перемещении поршней.Known axial-piston two-stroke internal combustion engine (2), containing a block with four straight cylindrical cylinders with pistons placed in them, arranged in parallel along the longitudinal axis of the output shaft. The tilt disc is attached to the output shaft. The connecting rods are connected to the pistons and pushers with the possibility of sliding along the bearing surface of the inclined disk, rotating the output shaft when moving the pistons.

Недостатками данного аксиально-поршневого двигателя внутреннего сгорания, принятого за прототип, является то, что он обладает низким коэффициентом полезного действия и недостаточной литровой мощностью, а его прямолинейные цилиндрические цилиндры блока, выполненные параллельно вдоль продольной оси выходного вала, делают механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение выходного вала многозвенным, сложным по устройству, а корпус двигателя с увеличенными габаритными размерами и весом.The disadvantages of this axial piston internal combustion engine, adopted for the prototype, is that it has a low efficiency and insufficient liter capacity, and its straight cylindrical cylinder cylinders, made in parallel along the longitudinal axis of the output shaft, make the reciprocating motion conversion mechanism pistons in the rotational motion of the output shaft is multilink, complex in design, and the motor housing with increased overall dimensions and weight.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание аксиально-поршневого двухтактного двигателя внутреннего сгорания, касающееся повышения его коэффициента полезного действия, увеличения литровой мощности, упрощения его устройства, уменьшения габаритных размеров и веса и улучшения качества продувки полостей криволинейных цилиндров от отработавших газов после рабочих ходов с возможностью наддува.The technical task of the invention is the creation of an axial piston two-stroke internal combustion engine, relating to increasing its efficiency, increasing liter capacity, simplifying its design, reducing overall dimensions and weight, and improving the quality of purging the cavities of curved cylinders from exhaust gases after working strokes with the possibility of pressurization .

Это достигается тем, что в аксиально-поршневом двухтактном двигателе внутреннего сгорания его корпус сборный и разъемный по его вертикальной оси А-А, состоящий из двух половин с шестью криволинейными цилиндрами, выполненными через 60° друг от друга вдоль продольной оси выходного вала с профилем поперечного сечения с углом 42° под криволинейные поршни. В правой половине корпуса криволинейные цилиндры выполнены открытыми в картерную полость корпуса, а в левой половине корпуса криволинейные цилиндры выполнены открытыми с наружной полусферической поверхности, которая плотно закрывается от прорыва газов полусферической крышкой корпуса, соединенные с правой половиной корпуса с их фиксацией от проворачивания шестью стяжными болтами. На полусферической крышке корпуса выполнены выпускные окна, сообщающиеся с внутренними полостями криволинейных цилиндров. Между криволинейными цилиндрами выполнены воздушные каналы для их охлаждения. В картерной полости корпуса криволинейных цилиндров размещен в подшипниках скольжения выходной вал с разъемным наклонным диском, выполненным под углом 17-18° к вертикальной оси корпуса, закрепленным на шлицах выходного вала стяжной гайкой. В прямоугольном пазу наклонного диска размещена пространственно-качающаяся шайба с шестью цилиндрическими пальцами, соединенными с криволинейными поршнями через их цилиндрические отверстия на внутренних поверхностях.This is achieved by the fact that in an axial-piston two-stroke internal combustion engine, its housing is prefabricated and detachable along its vertical axis AA, consisting of two halves with six curved cylinders 60 ° apart from each other along the longitudinal axis of the output shaft with a transverse profile sections with an angle of 42 ° for curved pistons. In the right half of the casing, curved cylinders are made open into the crankcase cavity of the casing, and in the left half of the casing, curved cylinders are made open from the outer hemispherical surface, which is tightly closed from the breakthrough of gases by the hemispherical cover of the casing, connected to the right half of the casing with their fixation by turning six coupling bolts . On the hemispherical cover of the housing, exhaust windows are made, communicating with the internal cavities of the curved cylinders. Between the curved cylinders are air channels for cooling them. In the crankcase cavity of the body of the curved cylinders, the output shaft with a split inclined disk, made at an angle of 17-18 ° to the vertical axis of the housing, mounted on the splines of the output shaft with a coupling nut, is placed in the sliding bearings. In the rectangular groove of the inclined disk there is a spatially swinging washer with six cylindrical fingers connected to curved pistons through their cylindrical holes on the inner surfaces.

Отличительной особенностью от прототипа в аксиально-поршневом двухтактном двигателе внутреннего сгорания является то, что в нем нет традиционных объемов камер сгорания над криволинейными поршнями, находящимися в верхней мертвой точке и нет опорного осевого подшипника для выходного вала.A distinctive feature of the prototype in an axial piston two-stroke internal combustion engine is that it does not have traditional volumes of combustion chambers above curved pistons located at top dead center and there is no support axial bearing for the output shaft.

Опорным подшипником выходного вала является опорное конусное гнездо в левой половине корпуса открытых криволинейных цилиндров, в котором размещен упирающийся в него перепускной конусный распределитель, выполненный вместе с выходным валом для плотного закрывания открытых торцов криволинейных цилиндров от прорыва газов, прижимная сила и сила трения вращающегося перепускного конусного распределителя в его конусном гнезде уменьшается обратной газовой силой из полостей криволинейных цилиндров, действующей на его открытые закрывающиеся конусные поверхности. В аксиально-поршневом двигателе для очистки полостей криволинейных цилиндров от остаточных газов после прохождения рабочих ходов применен осевой турбонагнетатель, свободно насаженный на продленную полую часть выходного вала, закрепленного на нем гайкой с левой резьбой, вращающийся от выхлопных газов против вращения выходного вала, встречное вращение которых повышает давление нагнетаемого воздуха и увеличивает его скорость движения, для уменьшения скорости скольжения и силы трения между ними применена плавающая втулка. Нагнетатель турбонагнетателя размещен во внутренней полости вращающегося перепускного конусного распределителя, из которой чистый поток воздуха нагнетается им поочередно в полости криволинейных цилиндров через продувочное окно на конусной поверхности перепускного распределителя и выходит воздух через выпускное окно, вытесняя отработанные газы по наклонным газовым каналам крышки корпуса на турбину, размещенную в газовом кожухе с отводным патрубком, сообщающимся с атмосферой. Продувочное окно на конусной поверхности перепускного распределителя выполнено с углом 22°, вертикальная ось которого не доходит до нижней мертвой точки наклонного диска на 20° его угла поворота, сообщающее внутреннюю полость перепускного конусного распределителя с полостями криволинейных цилиндров корпуса, при этом осевая сила тяги воздушного нагнетателя дополняет отжимную газовую силу на уменьшение прижимной силы и силы трения перепускного конусного распределителя в конусном гнезде криволинейных цилиндров корпуса. Воздушный центробежный вентилятор выполнен вместе с маховиком, закрепленным на шлицах выходного вала винтом, ввернутым в его торец, примыкает к подводным воздушным каналам охлаждения криволинейных цилиндров корпуса двигателя, через которые происходит засасывание воздуха из атмосферы. Еще на наружной поверхности перепускного конусного распределителя выполнена 60° дугообразная перепускная канавка для очередных перепусков сжимаемой рабочей смеси в тактах сжатия из одной надпоршневой полости в другую надпоршневую полость криволинейных цилиндров против часовой стрелки в такты рабочих ходов, а для смазки наружной конусной поверхности вращающегося перепускного конусного распределителя в конусном гнезде корпуса криволинейных цилиндров на ней в ее нижнем основании выполнена кольцевая нагнетательная масленая канавка с лопастями, сообщающаяся с маслеными карманами картера и с шестью радиальными маслеными канавками, размещенные в конусном гнезде между криволинейными цилиндрами, раздвоенные при выходе на наружную полусферическую поверхность левой половины корпуса, которые через масленые канавки на боковых поверхностях криволинейных цилиндров правой половины корпуса они сообщаются с масленым картером. При этом масло при разбрызгивании в картере оседает в его карманах и самотеком стекает в кольцевую нагнетательную масленую канавку, из которой масло нагнетается лопастями вращающегося перепускного конусного распределителя по масленым канавкам в картер корпуса, а для исключения попадания нагнетаемого масла из радиальных канавок в полости криволинейных цилиндров на них в местах пересечения с перепускной дугообразной канавкой вращающегося перепускного конусного распределителя выполнены перепускные перемычки. Дополнительно наружная конусная поверхность перепускного распределителя смазывается горючей смесью, находящейся в полостях криволинейных цилиндров.The support bearing of the output shaft is a support cone seat in the left half of the open curved cylinder body, which houses a bypass cone distributor resting on it, made together with the output shaft to tightly close the open ends of the curved cylinders from gas breakthroughs, clamping force and friction force of a rotating bypass cone the distributor in its conical socket is reduced by the reverse gas force from the cavities of the curved cylinders acting on its open closing I have a tapered surface. In the axial piston engine, an axial turbocharger is used to clean the cavities of the curved cylinders from the residual gases after passage of the working strokes, freely mounted on the extended hollow part of the output shaft, mounted on it with a nut with a left-hand thread, rotating from the exhaust gases against rotation of the output shaft, the counter rotation of which increases the pressure of the injected air and increases its speed, to reduce the sliding speed and the friction force between them a floating sleeve is used. A turbocharger supercharger is located in the inner cavity of the rotating bypass cone distributor, from which a clean air flow is pumped by it alternately in the cavity of the curved cylinders through the purge window on the conical surface of the bypass distributor and air exits through the exhaust window, displacing exhaust gases through the inclined gas channels of the housing cover onto the turbine, placed in a gas casing with a branch pipe communicating with the atmosphere. The purge window on the conical surface of the bypass distributor is made with an angle of 22 °, the vertical axis of which does not reach the bottom dead center of the inclined disk by 20 ° of its rotation angle, which communicates the internal cavity of the bypass cone distributor with the cavities of the curved cylinders of the housing, while the axial thrust force of the air blower complements the squeezing gas force to reduce the clamping force and the friction force of the bypass cone distributor in the cone socket of the curved cylinders of the housing. The air centrifugal fan is made together with a flywheel fixed on the splines of the output shaft by a screw screwed into its end face, adjacent to the underwater air cooling channels of the curved cylinders of the engine casing, through which air is drawn in from the atmosphere. On the outer surface of the bypass cone distributor, a 60 ° arcuate bypass groove is made for the next bypasses of the compressible working mixture in compression strokes from one supra-piston cavity to another supra-piston cavity of curved cylinders counterclockwise to the strokes of the strokes, and to lubricate the outer conical surface of the rotary bypass cone distributor in the conical socket of the housing of the curved cylinders on it in its lower base is made of an annular discharge oil groove with blades communicating with oil pockets of the crankcase and with six radial oil grooves, located in the conical socket between the curved cylinders, bifurcated upon reaching the outer hemispherical surface of the left half of the body, which through oil grooves on the side surfaces of the curved cylinders of the right half of the body they communicate with the oil case . In this case, when spraying in the crankcase, the oil settles in its pockets and flows by gravity into the annular oil supply groove, from which the oil is pumped by the blades of the rotating bypass cone distributor along the oil grooves into the housing crankcase, and to exclude the injection oil from radial grooves in the cavity of the curved cylinders onto them at the intersection with the bypass arcuate groove of the rotating bypass conical distributor made bypass jumpers. Additionally, the outer conical surface of the bypass distributor is lubricated with a combustible mixture in the cavities of the curved cylinders.

Воздухоочиститель с отводным газовым патрубком соединен с полусферической крышкой корпуса винтами, примыкающей к продленной части выходного вала, внутренняя полость которого сообщается с внутренней полостью перепускного конусного распределителя через его отверстия. Выпускные окна на полусферической крышке корпуса открываются криволинейными поршнями за 30° до нижней мертвой точки, а закрываются за 30° после нижней мертвой точки угла поворота выходного вала, продувочное окно перепускного конусного распределителя открывается за 25° до нижней мертвой точки, а закрывается за 50° после нижней мертвой точки угла поворота выходного вала, в аксиально-поршневом двигателе за один оборот выходного вала происходят шесть двухтактных рабочих циклов, в которых каждый рабочий ход перекрывается двумя другими рабочими ходами на 90° и на 30° угла поворота выходного вала, что придает ему высокую уравновешенность при работе.An air purifier with a gas outlet is connected to the hemispherical housing cover by screws adjacent to the extended part of the output shaft, the internal cavity of which communicates with the internal cavity of the bypass cone distributor through its openings. Outlet windows on the hemispherical housing cover open with curved pistons 30 ° to the bottom dead center, and close 30 ° after the bottom dead center of the angle of rotation of the output shaft, the purge window of the bypass cone distributor opens 25 ° to the bottom dead center, and closes at 50 ° after the bottom dead center of the angle of rotation of the output shaft, in the axial piston engine for one revolution of the output shaft there are six push-pull duty cycles in which each stroke is blocked by two other strokes and 90 ° and 30 ° strokes of the angle of rotation of the output shaft, which gives it a high balance during operation.

Такое исполнение устройства двигателя позволяет повысить коэффициент полезного действия и литровую его мощность, получить малые весогабаритные показатели, упростить устройство, повысить надежность его работы, а качественная прямоточная продувка полостей криволинейных цилиндров от отработавших газов уменьшает период их очистки, увеличивает продолжительность рабочих ходов и повышает наполнение криволинейных цилиндров чистым воздухом с возможностью наддува.This embodiment of the engine device allows to increase the efficiency and its liter capacity, to obtain small weight and size indicators, to simplify the device, to increase the reliability of its operation, and high-quality straight-through purge of the cavities of the curved cylinders from the exhaust gases reduces the cleaning period, increases the duration of the strokes and increases the filling of the curved clean air cylinders with the possibility of boost.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

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

на фиг. 2 показана правая половина корпуса двигателя в поперечном разрезе.in FIG. 2 shows the right half of the engine housing in cross section.

В аксиально-поршневом двухтактном двигателе внутреннего сгорания его корпус 1 сборный и разъемный по его вертикальной оси А-А состоит из двух половин 2, 3 с шестью криволинейными цилиндрами 4, выполненными через 60° друг от друга вдоль продольной оси выходного вала 5 с профилем поперечного сечения с углом 42° под криволинейные поршни 6. В правой половине 2 корпуса 1 криволинейные цилиндры 4 выполнены открытыми в картерную полость корпуса 1, а в левой половине 3 корпуса 1 криволинейные цилиндры 4 выполнены открытыми с наружной полусферической поверхности, которая плотно закрывается от прорыва газов полусферической крышкой 7 корпуса 1, соединены с правой половиной 2 корпуса 1 с их фиксацией от проворачивания шестью стяжными болтами 8 (фиг. 2). На полусферической крышке 7 корпуса 1 выполнены выпускные окна 9, сообщающиеся с внутренними полостями криволинейных цилиндров 4. Между криволинейными цилиндрами 4 выполнены воздушные каналы 10 (фиг. 2) для их охлаждения. В картерной полости корпуса 1 криволинейных цилиндров 4 размещен в подшипниках скольжения выходной вал 5 с разъемным наклонным диском 11, выполненным под углом 17-18° к вертикальной оси корпуса 1, закрепленным на шлицах выходного вала 5 стяжной гайкой 12. В прямоугольном пазе 13 наклонного диска 11 размещена пространственно-качающаяся шайба 14 с шестью цилиндрическими пальцами 15, соединенными с криволинейными поршнями 6 через их цилиндрические отверстия 16 на внутренних поверхностях.In an axial-piston two-stroke internal combustion engine, its housing 1 is assembled and detachable along its vertical axis AA consists of two halves 2, 3 with six curved cylinders 4, made 60 ° apart from each other along the longitudinal axis of the output shaft 5 with a transverse profile sections with an angle of 42 ° for curved pistons 6. In the right half 2 of the housing 1, the curved cylinders 4 are made open into the crankcase cavity of the housing 1, and in the left half of the 3 housing 1 curved cylinders 4 are made open with the outer hemispherical ited which is tightly closed by blow-hemispherical cover 7 of the casing 1 are connected to the right half 2 of the housing 1 with their six-rotation by tightening bolts 8 (Fig. 2). On the hemispherical lid 7 of the housing 1, exhaust ports 9 are made, communicating with the internal cavities of the curved cylinders 4. Between the curved cylinders 4 there are air channels 10 (Fig. 2) for cooling them. In the crankcase of the housing 1 of the curved cylinders 4 is placed in the bearings of the output shaft 5 with a split inclined disk 11, made at an angle of 17-18 ° to the vertical axis of the housing 1, mounted on the splines of the output shaft 5 with a coupling nut 12. In a rectangular groove 13 of the inclined disk 11 there is a spatially swinging washer 14 with six cylindrical fingers 15 connected to the curved pistons 6 through their cylindrical holes 16 on the inner surfaces.

Отличительной особенностью от прототипа в аксиально-поршневом двухтактном двигателе внутреннего сгорания является то, что в нем нет традиционных объемов камер сгорания над криволинейными поршнями 6, находящимися в верхней мертвой точке и нет опорного осевого подшипника для выходного вала 5.A distinctive feature of the prototype in an axial piston two-stroke internal combustion engine is that it does not have traditional volumes of combustion chambers above curved pistons 6 located at top dead center and there is no support axial bearing for the output shaft 5.

Опорным подшипником выходного вала является опорное конусное гнездо 17, находящееся в левой половине корпуса открытых криволинейных цилиндров 4, в котором размещен упирающийся в него перепускной конусный распределитель 18, выполненный вместе с выходным валом 5 для плотного закрывания открытых торцов криволинейных цилиндров 4 от прорыва газов, прижимная сила и сила трения вращающегося перепускного конусного распределителя 18 в его конусном гнезде 17 уменьшается обратной газовой силой из полостей криволинейных цилиндров 4, действующей на его открытые закрывающиеся конусные поверхности.The support bearing of the output shaft is a support cone seat 17 located in the left half of the open curved cylinder body 4, in which a bypass conical distributor 18 resting against it is placed, made together with the output shaft 5 for tightly closing the open ends of the curved cylinders 4 from gas breakthroughs, the force and friction force of the rotating bypass cone distributor 18 in its conical socket 17 is reduced by the reverse gas force from the cavities of the curved cylinders 4 acting on it o open closing conical surfaces.

В аксиально-поршневом двигателе для очистки полостей криволинейных цилиндров 4 от остаточных газов после прохождения рабочих ходов применен осевой турбонагнетатель 19, свободно насаженный на его продленную полую часть выходного вала 5, закрепленного на нем гайкой 20 с левой резьбой, вращающийся от выхлопных газов против вращения выходного вала 5, встречное вращение которых повышает давление нагнетаемого воздуха и увеличивает его скорость движения. Для уменьшения скорости скольжения и силы трения между ними применена плавающая втулка 21. Нагнетатель 22 турбонагнетателя 19 размещен во внутренней полости 23 вращающегося перепускного конусного распределителя 18, из которой чистый поток воздуха нагнетается им поочередно в полости криволинейных цилиндров 4 через продувочное окно 24 на конусной поверхности перепускного распределителя 18 и выходит воздух через выпускное окно 9, вытесняя отработанные газы по наклонным газовым каналам 25 крышки корпуса 1 на турбину 26, размещенную в газовом кожухе с отводным патрубком 27, сообщающимся с атмосферой. Продувочное окно 24 на конусной поверхности перепускного распределителя выполнено с углом 22°, вертикальная ось которого не доходит до нижней мертвой точки наклонного диска на 20° угла его поворота, при этом осевая тяговая сила нагнетателя дополняет отжимную газовую силу на уменьшение прижимной силы и силы трения перепускного конусного распределителя в конусном гнезде криволинейных цилиндров корпуса.In an axial piston engine, an axial turbocharger 19 is used to clean the cavities of the curved cylinders 4 from passing gases after passing the working strokes, freely mounted on its extended hollow part of the output shaft 5, mounted on it with a left-hand nut 20, rotating from the exhaust gases against the rotation of the output shaft 5, the counter rotation of which increases the pressure of the injected air and increases its speed. To reduce the sliding speed and the friction force between them, a floating sleeve 21. A supercharger 22 of the turbocharger 19 is placed in the inner cavity 23 of the rotating bypass cone distributor 18, from which the clean air flow is pumped by it alternately in the cavity of the curved cylinders 4 through the purge window 24 on the conical surface of the bypass distributor 18 and the air exits through the exhaust window 9, displacing the exhaust gases through the inclined gas channels 25 of the lid of the housing 1 to the turbine 26 located in the gas casing with a vent pipe 27, communicating with the atmosphere. The purge window 24 on the conical surface of the bypass distributor is made with an angle of 22 °, the vertical axis of which does not reach the bottom dead center of the inclined disk by 20 ° of the angle of rotation, while the axial traction force of the supercharger complements the squeezing gas force to reduce the downforce and the friction force of the bypass cone distributor in the cone socket of the curved cylinders of the housing.

Воздушный вентилятор 28 центробежный выполнен вместе с маховиком 29, закрепленный на шлицах выходного вала винтом 30, ввернутым в его торец, примыкает к воздушным подводным каналам 10 охлаждения криволинейных цилиндров 4 корпуса 1 двигателя, через которые происходит засасывание воздуха из атмосферы. Еще на наружной поверхности перепускного конусного распределителя 18 выполнена 60° дугообразная перепускная канавка 31 для очередных перепусков сжимаемой рабочей смеси в тактах сжатия из одной надпоршневой полости в другую надпоршневую полость криволинейных цилиндров 4 против часовой стрелки в такты рабочих ходов, а для смазки конусной поверхности вращающегося перепускного конусного распределителя 18 в конусном гнезде корпуса криволинейных цилиндров на ней в ее нижнем основании выполнена кольцевая нагнетательная масленая канавка 32 с лопастями, сообщающаяся с маслеными карманами картера и с шестью радиальными маслеными канавками, размещенными в конусном гнезде 17 между криволинейными цилиндрами 4, раздвоенными при выходе на наружную полусферическую поверхность левой половины 3 корпуса 1, которые через масленые канавки на боковых поверхностях криволинейных цилиндров 4 правой половины 2 корпуса 1 сообщаются с масленым картером. При этом масло при разбрызгивании в картере оседает в его карманах и самотеком стекает в кольцевую нагнетательную масленую канавку 32, из которой масло нагнетается лопастями вращающегося перепускного конусного распределителя 18 по масленым канавкам в картер корпуса 1, а для исключения попадания нагнетаемого масла из радиальных канавок в полости криволинейных цилиндров 4 на них в местах пересечения с перепускной дугообразной канавкой 31 вращающегося перепускного конусного распределителя 18 выполнены перепускные перемычки.The centrifugal air fan 28 is made together with a flywheel 29, mounted on the slots of the output shaft with a screw 30 screwed into its end face, adjacent to the air underwater channels 10 for cooling the curved cylinders 4 of the engine housing 1, through which air is drawn in from the atmosphere. Still on the outer surface of the bypass cone distributor 18, a 60 ° arcuate bypass groove 31 is made for the next bypasses of the compressible working mixture in compression strokes from one supra-piston cavity to another supra-piston cavity of curved cylinders 4 counterclockwise to the strokes of the strokes, and to lubricate the conical surface of the rotating bypass a conical distributor 18 in a conical socket of the housing of curved cylinders on it in its lower base is made of an annular discharge oil groove 32 with l opasti, communicating with the oil pockets of the crankcase and with six radial oil grooves located in the conical seat 17 between the curved cylinders 4, bifurcated upon reaching the outer hemispherical surface of the left half 3 of the housing 1, which through the oil grooves on the side surfaces of the curved cylinders 4 of the right half 2 buildings 1 communicate with the oil sump. In this case, when spraying in the crankcase, the oil settles in its pockets and flows by gravity into the annular oil supply groove 32, from which the oil is pumped by the blades of the rotary bypass cone distributor 18 through the oil grooves into the housing 1, and to prevent the pumped oil from getting from the radial grooves into the cavity curved cylinders 4 on them at the intersection with the bypass arcuate groove 31 of the rotating bypass cone distributor 18 made bypass jumpers.

Дополнительно наружная конусная поверхность перепускного распределителя 18 смазывается горючей смесью, находящейся в полостях криволинейных цилиндров 4. Воздухоочиститель 33 с отводным газовым патрубком 27 соединен с полусферической крышкой 7 корпуса 1 винтами, примыкающей к продленной части выходного вала 5, внутренняя полость 34 которого сообщается с внутренней полостью 23 перепускного конусного распределителя 18 через его отверстия 35.Additionally, the outer conical surface of the bypass distributor 18 is lubricated with a combustible mixture located in the cavities of the curved cylinders 4. The air purifier 33 with the gas outlet pipe 27 is connected to the hemispherical cover 7 of the housing 1 by screws adjacent to the extended part of the output shaft 5, the inner cavity 34 of which communicates with the inner cavity 23 bypass cone distributor 18 through its holes 35.

Выпускные окна 9 на полусферической крышке 7 корпуса 1 открываются криволинейными поршнями 6 за 30° до нижней мертвой точки, а закрываются за 30° после нижней мертвой точки угла поворота выходного вала 5, продувочное окно 24 перепускного конусного распределителя 18 открывается за 25° до нижней мертвой точки, а закрывается за 50° после нижней мертвой точки угла поворота выходного вала 5, в аксиально-поршневом двигателе за один оборот выходного вала 5 происходят шесть двухтактных рабочих циклов, в которых каждый рабочий ход перекрывается двумя другими рабочими ходами на 90° и на 30° угла поворота выходного вала 5, что придает ему высокую уравновешенность при работе, при которой центробежный вентилятор 28 засасывает атмосферный воздух из воздушных полостей подводных каналов 10 охлаждения криволинейных цилиндров 6, примыкающих к нему, а нагнетаемый им нагреваемый воздух выводится в атмосферу через окна 36, находящиеся в правой половине корпуса 1.The exhaust windows 9 on the hemispherical cover 7 of the housing 1 are opened by curved pistons 6 30 ° to the bottom dead center, and closed 30 ° after the bottom dead center of the angle of rotation of the output shaft 5, the purge window 24 of the bypass cone distributor 18 opens 25 ° to the bottom dead points, and closes 50 ° after the bottom dead center of the angle of rotation of the output shaft 5, in the axial piston engine for one revolution of the output shaft 5 there are six push-pull duty cycles in which each stroke is blocked by two each by 90 ° and 30 ° working strokes of the angle of rotation of the output shaft 5, which gives it high balance during operation, in which the centrifugal fan 28 draws in atmospheric air from the air cavities of the underwater cooling channels 10 of the curved cylinders 6 adjacent to it, and pumped by it heated air is discharged into the atmosphere through windows 36 located in the right half of the housing 1.

Такое исполнение устройства двигателя позволяет повысить коэффициент полезного действия и литровую его мощность, получить малые весогабаритные показатели, упростить устройство, повысить надежность его работы, а качественная прямоточная продувка полостей криволинейных цилиндров 4 от отработавших газов уменьшает период их очистки, увеличивает продолжительность рабочих ходов и повышает наполнение криволинейных цилиндров чистым воздухом с возможностью наддува.This embodiment of the engine device allows to increase the efficiency and liter power, to obtain small weight and size indicators, to simplify the device, to increase the reliability of its operation, and high-quality straight-through purge of the cavities of the curved cylinders 4 from the exhaust gases reduces the period of their cleaning, increases the duration of the strokes and increases the filling curved cylinders with clean air with the possibility of boost.

Аксиально-поршневой двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При вращении выходного вала 5 его прямоугольный наклонный паз 13 наклонного диска 11 придает колебательные движения пространственно-качающейся шайбе 14, которая через свои цилиндрические пальцы 15, соединенные с криволинейными поршнями 6, приводит их к возвратно-поступательному движению, при этом в меняющихся объемах криволинейных цилиндров 4 совершаются термодинамические циклы работы двигателя внутреннего сгорания. Механизм связи поршней 6 с выходным валом 5 обладает свойством обратимости и поэтому сила давления газов преобразуется в крутящий момент на выходном валу 5. В нем после прохождения очередной прямоточной продувки каждой полости сквозных криволинейных цилиндров 4 от остаточных газов инерционным потоком чистого воздуха от осевого воздушного турбонагнетателя 19 через продувочное окно 24 перепускного конусного распределителя 18 и выпускные окна 9 и их очередного перекрытия сначала движущимися криволинейными поршнями 6, а затем вращающимся перепускным конусным распределителем 18 происходит сжатие чистого воздуха в каждой полости криволинейных цилиндров 4 с одновременной подачей топлива через форсунку низкого давления, которая прекращается при подходе криволинейного поршня 6 к верхней мертвой точке за 60° угла поворота выходного вала 5. С этого момента начинается перепуск сжимаемой рабочей смеси по перепускной дугообразной канавке 31 перепускного конусного распределителя 18 из одной надпоршневой полости криволинейного цилиндра 4 в другую надпоршневую полость криволинейного цилиндра 4 в такт рабочего хода.Axial piston internal combustion engine operates as follows. When the output shaft 5 rotates, its rectangular inclined groove 13 of the inclined disk 11 imparts oscillatory movements to the spatially swinging washer 14, which through its cylindrical fingers 15 connected to the curved pistons 6, leads them to reciprocating motion, while in varying volumes of the curved cylinders 4, thermodynamic cycles of the internal combustion engine are performed. The communication mechanism of the pistons 6 with the output shaft 5 has the property of reversibility and therefore the gas pressure force is converted to torque on the output shaft 5. In it, after passing the next straight-through purge of each cavity of the through curved cylinders 4 from the residual gases, by an inertial flow of clean air from the axial air turbocharger 19 through the purge window 24 of the bypass cone distributor 18 and the outlet windows 9 and their next overlap by first moving curved pistons 6, and then rotating the starting cone distributor 18 compresses clean air in each cavity of the curved cylinders 4 with the simultaneous supply of fuel through the low-pressure nozzle, which stops when the curved piston 6 approaches the top dead center for 60 ° of the angle of rotation of the output shaft 5. From this moment, the bypass of the compressible working mixture along the bypass arcuate groove 31 of the bypass cone distributor 18 from one supra-piston cavity of a curved cylinder 4 to another supra-piston cavity of a curved qi Lindra 4 to the stroke of the stroke.

При этом такт сжатия рабочей смеси заканчивается тогда, когда криволинейный поршень 6 в одном криволинейном цилиндре не доходит до верхней мертвой точки 30°, а в другом криволинейном цилиндре 4 он отходит от верхней мертвой точки также на 30° угла поворота выходного вала 5 в такт рабочего хода с воспламенением рабочей смеси от электрической искры свечи, при этом затраты энергии на перепуск сжимаемой рабочей смеси сводятся до минимума. В этот момент надпоршневые полости в сквозных криволинейных цилиндрах 4 становятся одинаковыми по своему объему со степенью сжатия 9-10. После воспламенения рабочей смеси в аксиально-поршневом двигателе внутреннего сгорания процесс сгорания протекает с некоторым отличием в сравнении с прототипом. С момента начала процесса сгорания рабочей смеси происходит перетекание сжимаемой рабочей смеси из передней уменьшающейся надпоршневой полости одного криволинейного цилиндра 4 в заднюю увеличивающуюся надпоршневую полость другого криволинейного цилиндра 4 в такт рабочего хода против часовой стрелки с одновременным ее сгоранием при максимальном давлении газов на криволинейный поршень 6 и в меньшем объеме в сравнении с прототипом в 1,5 раза при таком же угле поворота выходного вала 5. Перетекание рабочей смеси и ее сгорание заканчивается тогда, когда криволинейный поршень 6 в одном криволинейном цилиндре 4 подошел к своей верхней мертвой точке, а в другом криволинейном цилиндре 4 он отошел от верхней мертвой точки на 60° угла поворота выходного вала 5 в такт рабочего хода. При этом весь процесс расширения газов в полости криволинейного цилиндра 4 происходит в основном на большом плече поворота сходной поверхности прямоугольного паза наклонного диска выходного вала 5 и при повышенном давлении. Эти процессы, происходящие в полостях криволинейных цилиндров 4, повторяются поочередно по часовой стрелке через каждые 60° поворота выходного вала 5 с перекрытием каждого рабочего хода двумя другими рабочими ходами на 90° и на 30° угла поворота выходного вала 5 до конца рабочего хода, что увеличивает крутящий момент на выходном валу 5 аксиально-поршневого двигателя, повышает его мощность и придает двигателю высокую уравновешенность в его работе.In this case, the compression stroke of the working mixture ends when the curved piston 6 in one curved cylinder does not reach the top dead center of 30 °, and in the other curved cylinder 4 it also moves away from the top dead center by 30 ° of the angle of rotation of the output shaft 5 to the cycle of the working the course of ignition of the working mixture from an electric spark of a candle, while the energy consumption for bypassing the compressible working mixture is minimized. At this moment, the over-piston cavities in the through curved cylinders 4 become identical in volume with a compression ratio of 9-10. After ignition of the working mixture in an axial piston internal combustion engine, the combustion process proceeds with some difference in comparison with the prototype. Since the start of the combustion process of the working mixture, the compressible working mixture flows from the front decreasing supra-piston cavity of one curved cylinder 4 to the increasing rear supra-piston cavity of another curved cylinder 4 to the clockwise stroke with its simultaneous combustion at maximum gas pressure onto the curved piston 6 and in a smaller volume in comparison with the prototype by 1.5 times with the same angle of rotation of the output shaft 5. The flow of the working mixture and its combustion ends then, when the curved piston 6 in one curved cylinder 4 approached its top dead center, and in the other curved cylinder 4 it moved away from the top dead center by 60 ° of the angle of rotation of the output shaft 5 in tact of the stroke. In this case, the entire process of expansion of gases in the cavity of the curved cylinder 4 occurs mainly on the large shoulder turning a similar surface of the rectangular groove of the inclined disk of the output shaft 5 and at high pressure. These processes occurring in the cavities of the curved cylinders 4 are repeated alternately clockwise every 60 ° of the rotation of the output shaft 5 with the overlapping of each working stroke by two other working strokes by 90 ° and by 30 ° of the angle of rotation of the output shaft 5 to the end of the working stroke, which increases the torque on the output shaft 5 of the axial piston engine, increases its power and gives the engine a high balance in its work.

Источники информацииInformation sources

1. Аксиально-поршневой двигатель внутреннего сгорания DukeАМБС-1; Yandex, сайт Machinepedia.1. Axial-piston internal combustion engine DukeAMBS-1; Yandex, Machinepedia website.

2. Патент RU 2386047 С2 «Аксиально-поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания», опубл. 10.04.2010 г. (прототип).2. Patent RU 2386047 C2 “Axial piston two-stroke internal combustion engine”, publ. 04/10/2010, (prototype).

Claims

Axial-piston two-stroke internal combustion engine with parallel arrangement of cylinders with pistons along the longitudinal axis of the output shaft, in the crankcase of the housing the output shaft is fixed with an inclined disk rotating the output shaft when moving the pistons, characterized in that in the axial-piston two-stroke internal combustion engine prefabricated and detachable, consisting of two halves with six curved cylinders, made through 60 ° from each other along the longitudinal axis of the output shaft with a transverse profile At an angle of 42 ° under the curved pistons, in the right half of the housing, the curved cylinders are made open into the crankcase of the housing, and in the left half of the housing, curved cylinders are made open from the outer hemispherical surface, which is tightly closed from the breakthrough of gases by the hemispherical housing cover, connected to the right half cases with their fixation from turning by six clamping bolts, exhaust windows are made on the hemispherical cover of the case, communicating with the internal cavities of curvilinear Indres, air channels are made between the curved cylinders for cooling them; in the crankcase of the housing of the curved cylinders, an output shaft with a detachable inclined disk made at an angle of 17-18 ° to the vertical axis of the housing, mounted on the splines of the output shaft with a coupling nut, is placed in sliding bearings a spatially swinging washer with six cylindrical fingers connected to curved pistons through their cylindrical openings on the inner surfaces is placed in a rectangular groove of the inclined disk At the same time, the supporting bearing of the output shaft is a supporting conical socket in the housing of open curved cylinders, in which an overflow conical distributor resting on it, made together with the output shaft, is placed to clean the cavities of the curved cylinders from residual gases; an axial turbocharger freely mounted on the extended hollow part is used an output shaft fixed on it with a nut with a left-hand thread, a floating sleeve is used to reduce the sliding speed and the friction force between them, its discharge l is located in the inner cavity of the rotating bypass cone distributor, the purge window is made on the conical surface of the bypass distributor with an angle of 22 °, the vertical axis of which does not reach the bottom dead center of the inclined disk by 20 ° of its rotation angle, which communicates the internal cavity of the bypass cone distributor with curvilinear cavities cylinders of the casing, the turbine is placed in a gas casing with a branch pipe communicating with the atmosphere, an air centrifugal fan, made together with max A 60 ° arcuate bypass groove for the next bypasses of the compressible working mixture in compression strokes from one over-piston cavity to another over-piston cavity of curvilinear cylinders is made on the output shaft splines with a screw screwed into its end face, even on the outer surface of the overflow cone distributor, and for lubrication the outer conical surface of the rotating bypass cone distributor in the conical socket of the housing of the curved cylinders on it in its lower base is made annular an inconsequential oil groove with blades communicating with the oil pockets of the crankcase and with six radial oil grooves located in the conical nest between the curved cylinders bifurcated upon reaching the outer hemispherical surface of the left half of the housing, which communicate through the oil grooves on the lateral surfaces of the curved cylinders of the right half of the housing with an oil sump, and to exclude hit of injected oil from radial grooves in the cavity of curved cylinders on them in places bypasses with a bypass arcuate groove of a rotating bypass cone distributor are made bypass jumpers, an air purifier with a gas outlet is connected to the hemispherical housing cover by screws adjacent to the extended part of the output shaft, the inner cavity of which communicates with the bypass cavity through the open cavity of the outlet window, through its openings, pistons 30 ° to bottom dead center, and close 30 ° after bottom dead center oroth of the output shaft, the purge window of the bypass cone distributor opens 25 ° to the bottom dead center, and closes 50 ° after the bottom dead center of the angle of rotation of the output shaft.