RU29963U1 - Импульсивный двигатель внутреннего сгорания - Google Patents

Abstract

1. Импульсивный двигатель внутреннего сгорания, содержащий размещенные в корпусе оппозитно два цилиндра с поршнями, которые соединены между собой, имеющей средство кинематической связи с валом отбора мощности, установленным в подшипниковых опорах, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной парой оппозитно расположенных цилиндров с поршнями, имеющей средство кинематической связи с валом отбора мощности, пары поршней жестко соединены между собой, кинематические связи между штангами и валом отбора мощности выполнены в виде шарнирно соединенных одним концом с соответствующими штангами, шатунов и двусторонней обгонной муфты, средняя, ведомая часть которой жестко соединена с валом отбора мощности, боковые ведущие части шарнирно соединены со вторыми концами соответствующих шатунов, причем вал для отбора мощности выполнен прямолинейным, в средней части каждой из штанг выполнена продольная прорезь или изгиб для размещения вала отбора мощности с возможностью продольного перемещения штанг относительно него.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вал для отбора мощности выполнен длиной не более расстояния между толкателями оппозитных пар поршней, а его подшипниковые опоры размещены между толкателями.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено электронными системами впрыска топлива, зажигания и работы клапанов и связанным с ними шестеренчатым приводом от вала отбора мощности.

Description

МКИ F01B7/18 ,F02B 33/14, F02B 53/00

Импульсивный двигатель виутреинего сгорания.

Разработка относится к двигателестроению и может быть использована как в

транспортных средствах ,так и в стационарных энергетических установках

имеющих привод от двигателя внутреннего сгорания.

Заявленная разработка: Импульсивный двигатель внутреннего

сгорания,предполагает увеличить к.п.д. двигателя и значительно снизить

расход топлива.

В процессе работы общеизвестных д.в.с.в кривошипно-шатунном механизме

при высоких оборотах вала возникают значительные инерционные силы дак же

он испытьшает огромное сопротивление в моменты прохождения секторов в

диапазоне по 30-40 градусов в районе верхней и нижней мертвых точек в обе

стороны от них ,потому что плечо приложения сил относительно оси вращения

минимально это резко снижает величину и,следовательно-эффективность

крутящего момента.

Предпринимались попытки замены кривошипно-щатунного механизма.

Наиболее существенные изменения внесены ,например, в механизме

Ванкеля,см.БЭС

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ,гл.ред. А.Ю.И111линский,изд. Большая Российская

энциклопедия ,М.2000.стр.72,Ванкеля двигатель,создавщего роторный д.в.с.

Однако этот двигатель по многим параметрам уступает порщневомудак как

увеличивается расход топлива и смазочных материалов,хотя снижается масса

двигателя на единицу мощности и двигатель быстрее набирает обороты.При

констр)лфовании двигате.яя,например для отечественного автомобиля Ока

проблема экономичности при сохранении надежной поршневой системы &ьша

решена применением дв)04,работающих в паре цилиндров:когда в одном нз

них происходит рабочий ход,в другом идет процесс всасывания горючей

смеси.

Используется инерционная сила вращения,применяется противовес для

выравнивания угловых скоростей,за счет свободного хода порщней (когда

топливо не расходуется),значительно снижается расход топлива.

Однако,в связи с тем,что при работе в одном из цилиндров происходит сжатие горючей смеси ,а в другом- выхлоп отработавпшх газов ,за счет этих сил сопротивления инерционные силы (накопленная энергия инерции) расходуются и при повышении нагрузки двигатель может резко снизить обороты.

Известно также техническое рещение по патенту РФ №2011866,МКИ F02B 53/00 от 14.09.90 г.(публ.30.04.94)- роторньш д.в.с.

Крутящий момент на валу ротора создается за счет разности сил давления газов на более выдвинутую лопасть на валу ротора создается за счет разности сил давления газов на более вьщвинутую лопасть.К недостаткам конструкции следует отнести сложность устройства ротора,что снижает надежность,экономичность,удоро-жает производство ,а система уш1ОтЦ| р| предполагает более значительные утечки,чем в обычных nopnmdl ix двигателях.

2092696 кл. F01B 7/18,04.05.95, -д.в.с.,содержащий размеще1шые в корпусе два оппозитных цилиндра с поршнями,жестко соединенными между собой штоком,имеющим средство кинематической связи с валом отбора мощности.Однако в данном решении низка эффективность передачи крутящего момента на различных режимах нагрузки.

Предлагаемая разработка позволяет решить задачу повышения эффективности крутящего момента на различных режимах нагрузки.

Совокупность существенных признаков.

Устройство содержит установленные в корпусе цилиндры и соответствующие поршни, расположенные соосно и попарно-оппозитно, симметрично относительно оси вала отбора мощности, щтанги,жестко связьшающие между собой оппозитные поршни и жестко связанные между собой кронщтейнами,газораспределительный и топливоподающий механизмы,блок зажигания, передаточный механизм,включающий установленные на штангах поворотно кривошипы и звенья связи кривошипов с валом отбора мопщости,вьшолненные в виде обгонной двусторонней муфты ,ведомый,средний диск которой жестко связан с валом отбора мощности,а крайние,ведушде диски размещены на валу отбора мощности с возможностью вращения ,и посредством пальцев и подшипников связаны с соответствующими кривошаиами, средние часта штанг вьшолнены с прорезью для размещения вала отбора мощности на продольную величину,не менее хода поршня.

На фиг.1 изображен разрез двигателя,общий вид.На фиг.2 -вид сбоку на фиг.1.

Предлагаемая конструкция содержит порщни 1,2,3,4,размещенные в соответствующих цш1индрах,кулису 5,состоящую из щтанг 6,7,жестко соединенных между, собой кронштейнами 8,9 ,с которыми шарнирно на подшипниках соединены шатуны 10,11,передаюище вращательное (качательное) движение через пальцы 12,13 на ведупдае диски 14,15 обгонной двусторонней муфты.

Ведущее диски 14,15 взаимодействуют с ведомым диском-маховиком 16,жестко закрепленном на валу отбора мощности 17 от которого далее осуществляется привод систем впрыска топлива,зажигания,управления работой клапанов (не показаны) через шестерни 18,19 и вал 20.

Для обеспечения работы устройства штанги 6,7 в средней части имеют прорези 21 для размешения в них вала отбора мошности 17.Возможна так же установка вала отбора мощдости 17 на опорах в подшипниках ,размешенных в промежутке между штангами 6,7. Прорези 21 в средней части штанг 6,7 имеют длину не менее хода поршня.

В большинстве известных д.в.с. эффективность преобразования усилий возвратно-поступательных перемещений поршня во вращательное движение вала значительно возрастает лишь при удалении от мертвых точек (верхнее и нижнее положение поршня) на ,ориентировочно, 30-40 и более (до 120-130) градусов. Поэтому следует использовать лишь этот эффективный сектор для колебательных перемещений шатуна -не 180 градусов,а сектор, ориентировочно равный 90 градусам,то есть не доходяший на 45 градусов в обе стороны,соответственно,до верхней и нижней мертвых точек.

сектора его перемещений до 90 градусов (и в удалении на 45 градусов от

мертвых точек в обе стороны).

Второе:использование инерции вращения маховика в пределах оптимальных

значений числа оборотов двигателя.

Заявленное рещение представляет из себя четырехцилиндровый

четырехтактный двигатель внутренного сгорания.Цилиндры располагаются

оппозитно по два,а щтанги 6,7,соединяюпще поршни объединены

кронштейнами 8,9 в единую жесткую конструкцию,представляющую рамочную

кулису прямолинейного хода.

Принцип работы двигателя.

Двигатель-четырехцилиндровый,четырехтакгаый,но расположение цилиндров

иное,чем в обычном. Они расположены оппозитно по два,а взаимодействие

поршней при работе осуществляется при помощи рамочной ку.1шсы

прямолинейного хода.

Когда в одном из цилиндров ,1 происходит рабочий ход,а в другом цилиндре

2-всасьюание,то ,соответственно,в противоположных цилиндрах-вы и1оп,(в

цилиндре 3) и сжатие горючей смеси (в цилиндре 4).

Кулиса 5 состоит из двух щтанг 6 и 7,жестко соединенных крошптейнами 8 и

9 ,с которыми шарнирно (на подшипниках) соединены щатуны 10 и

11,передающее качательное (по дуге в пределах 90 градусов) движение через

пальцы 12 и 13 на ведущие диски 14 и 15 обгонной муфты.

Когда в цилиндре 1 закончится рабочий ход ,а в цилиндре 2-всасывание,то в цилиндре 3 закончится выхлоп,а в цилиндре 4 произойдет сжатие.

Штанги-толкатели 6 и 7 в средней части вьшолнены плоскими с прорезями 21 длиной не менее величины хода поршня для размещения вала отбора мощности 17.

Ведущие диски 14 и15 поочередно передают вращение на ведомый дискмаховик 16 жестко закрепленный на валу отбора мощности 17 (приводной вал).

Когда в одном из цилиндров закончится рабочий ход ,то маховик 16 продолжает вращаться по инерции ,так как обгонная муфта не сдерживает его вращения,а подготовленный к работе порщень до тех пор остается в состоянии покоя,пока электронная система зажигания и впрыска топлива (не показана) не получит команду на выполнение своей функции (например,от компьютера).

Таким образом в предлагаемой конструкции маховик не связан жестко с работающим двигателем и свободен от противодействующих его вращению сил:сопротивление выхлопных и всасьшаемых газов,противодействие сжимаемой горючей смеси.

Поэтому двигатель с обгонными муфтами должен работать импульсивно,а вал отбора мошлости (приводной вал) 17 будет поддерживать оптимальные обороты.

Работу впускных и выпускных клапанов кулачковый механизм для заявленной конструкции не обеспечитдак как интервалы подачи топлива и импульсы зажигания не связаны жестко с угловым положением вала отбора мощности и будут различны в зависимости от нагрузки.

Для предложенной разработки до.11жны использоваться инжекторные системы,электронная система зажигания,а интервалами импульсов должен управлять компьютер.

Компьютер может выбирать интервал подачи топлива и зажигания через 180360 и болер градусов. Подготовденный |С работе доршень со сжатой горючей смесью удерживаете в

исходном положении до тех пор,пока в одном из противоположных цилиндров после выполнения рабочего хода не откроется клапан,осуществляющий выхлоп а в данном цилиндре появится искра.

Запускать такой двигатель целесообразно сжатым воздухом,что с успехом применяется на дизелях.

Для этого необходим баллон со сжатым воздухом и подкачивающий компрессор.При этом возможно осуществить плавное торможение двигателем на крутых спусках и на скользкой дороге,если соединять компрессор с приводным валом.Системы впрыска,зажигания и работы клапанов могут управляться приводом через шестерни 18 и 19 и вал 20.

Claims (3)

1. Импульсивный двигатель внутреннего сгорания, содержащий размещенные в корпусе оппозитно два цилиндра с поршнями, которые соединены между собой, имеющей средство кинематической связи с валом отбора мощности, установленным в подшипниковых опорах, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной парой оппозитно расположенных цилиндров с поршнями, имеющей средство кинематической связи с валом отбора мощности, пары поршней жестко соединены между собой, кинематические связи между штангами и валом отбора мощности выполнены в виде шарнирно соединенных одним концом с соответствующими штангами, шатунов и двусторонней обгонной муфты, средняя, ведомая часть которой жестко соединена с валом отбора мощности, боковые ведущие части шарнирно соединены со вторыми концами соответствующих шатунов, причем вал для отбора мощности выполнен прямолинейным, в средней части каждой из штанг выполнена продольная прорезь или изгиб для размещения вала отбора мощности с возможностью продольного перемещения штанг относительно него.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вал для отбора мощности выполнен длиной не более расстояния между толкателями оппозитных пар поршней, а его подшипниковые опоры размещены между толкателями.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено электронными системами впрыска топлива, зажигания и работы клапанов и связанным с ними шестеренчатым приводом от вала отбора мощности.