SU1733656A1 - Поршневой двигатель - Google Patents

Abstract

Использование: двигателестроение Сущность изобретени - поршневой двигатель содержит корпус с двум  параллельными стенками 1 и двум  крышками 30 расположенными между параллельными стенками, поршень, выполненный в виде шарнирного четырехзвенника 19, одна вершина которого шарнирно соединена с поворотным эксцентриком 9, а противоположна  вершина - с коленчатым валом 2 через шатун 3 Перва  рабоча  камера 33 переменного объема образована параллельными стенками 1 и внутренними поверхност ми четырехзвенника 19. Втора  камера 34 переменного объема образована параллельными стенками 1, наружными поверхност ми ч етырехзвенника 19 и крышками 30 Поворотный эксцентрик 9 позвол ет регулировать объем рабочей камеры 33 переменного объема. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

А: А

Ё

Изобретение относитс  к поршневым двигател м (машинам) и может быть использовано во всех област х народного хоз йства .

Известны поршневые двигатели (машины ), в которых основные функции по преобразованию энергии рабочего тела выполн ет поршень. При его движении вместе с изменением объема, который он образует с цилиндром, измен ютс  параметры (давление, температура и др.) рабочего тела. Впуск и выпуск рабочего тела в цилиндры поршневого двигател  регулируютс  распределительным устройством с помощью клапанов, золотников или самого поршн . В большинстве случаев поршень св зан с коленчатым валом кривошипным механизмом , с помощью которого возвратно- поступательное движение поршн  преобразуетс  во вращательное движение вала.

Существенным недостатком поршневых двигателей  вл етс  то, что в процессе преобразовани  возвратно-поступательного движени  во вращательное возникает со- ставл юща  сила, действующа  через поршень перпендикул рно боковой поверхности цилиндра и вызывающа  VISHOC цилиндра и поршн . Несбалансировэность массы поршн  и части шатуна приводит к возникновению инерционных сил, действующих на двигатель, и требует специальных устройств дл  его уравновешивани . Изготовление и ремонт поршневых двигателей св зано с применением лить  и сложной технологической оснастки.

Известен поршневой двигатель с измен ющимс  четырехзвенником, который состоит из корпуса, образованного щеками, кривошипа, вала, подшипников, маховика, оси кривошипа, цапфы шатуна, впускного и выпускного отверстий в щеках, свечи, пластин поршн , осей пластин, рычагов и кулисы . Изменение рабочих процессов происходит путем изменени  внутреннего объема четырехзвенника, заключенного между щек. Одна из вершин четырехзвенника закреплена на оси, перпендикул рной щекам. Противоположна  вершина четырехзвенника закреплена на оси шатуна, соединенного с кривошипом вала, при вращении которого происходит изменение форм четырехзвенника. Двигатель работает по 2- тактному циклу, т.е. за один оборот вала происходит всасывание, сжатие, рабочий ход, выхлоп.

Недостатками двигател   вл ютс  наличие подвижной кулисы, движущейс  по шатуну, и дополнительных рычагов, удерживающих четырехзвенник при такте сжати  и

рабочего хода от возможного разворота, так как это ведет к возникновению дополнительных изгибающих моментов, к усложнению конструкции и увеличению массы

подвижных частей. Кроме того, отсутствует герметизаци  между боковой поверхностью четырехгранника и щек, герметизаци  шарниров . Недостатком двигател   вл етс  также несовершенство системы газорасп0 ределител . При такте всасывани  рабоча  смесь проходит через входное отверстие в полость, образованную четырехзвенником при его расширении. Однако наличие остаточных газов, давление которых не ниже

5 атмосферного, преп тствует рабочей смеси заполнить весь внутренний объем четырехзвенника при его расширении без предварительного поджати , что достигаетс  наличием дополнительных каналов и герме0 тизацией картера, а также наличием заслонок , перекрывающих впускное и выпускное отверсти  при такте всасывани . Наличие не перекрываемых отверстий ведет к выбрасыванию части рабочей смеси в выхлопное

5 отверстие из-за инерционности потока.

Цель изобретени  - регулирование рабочей камеры.

Поршневой двигатель содержит корпус с двум  или несколькими параллельными

0 стенками, между которыми располагаетс  один или несколько шарнирно сочлененных четырехзвенных поршней, вершины которых закрепл ютс  на ос х, выполненных в виде поворотных эксцентриков, перпенди5 кул рных параллельным стенкам. Противоположные концы вершин закрепл ютс  на одном или нескольких шатунах, св занных с коленчатым валом, при вращении которого четырехзвенные поршни способны изме0 н ть свой обьем и фазы газораспределени  в соответствии с тактами работы двигател . Поворотные эксцентрики позвол ют регулировать объем. Така  схема конструкции исключает также действие боковых сил,

5 действующих на поршень, улучшает уравновешенность двигател , позвол ет использовать давление газов на всей внутренней поверхности четырехзвенного поршн , увеличивает долговечность двигател , улучша0 ет технологичность его конструкции и ремонтопригодность.

Кроме того, в отличие от известного предлагаемый двигатель имеет герметичный картер, образованный наружными

5 поверхност ми четырехзвенника, параллельными стенками и крышками корпуса и снабженный перепускными каналами, которые сообщают обе камеры переменного объема и перекрываютс  четырехзвенником при работе в соответствии с тактами

работы двигател , обеспечива  при этом такт всасывани  рабочей смеси в картер и предварительное поджатие ее. Дл  герметизации боковой поверхности четырехзвен- ника и стенок, а также герметизации шарниров на четырехзвеннике выполнены канавки дл  размещени  в них уплотнитель- ных элементов. Наличие поворотного эксцентрика позвол ет регулировать внутренний объем чегырехзвенника, т.е. из- мен ть степень сжати . Воспламенение рабочей смеси и начало рабочего хода в предлагаемом двигателе начинаетс  с нижней мертвйй точки, что  вл етс  отличительной чертой от всех поршневых двигателей внутреннего сгорани . Така  схема работы разгружает коренные подшипники коленчатого вала, повышает эффективность системы смазки. Это позвол ет отказатьс  от дополнительных рычагов и кулис, движу- щихс  по шатуну, что упрощает конструкцию и уменьшает действие инерционных сил. Кроме того, в предлагаемом двигателе предусмотрена возможность регулировани  зазоров между боковыми сторонами че- тырехзвенника и параллельными стенками по мере износа двигател . Это делает его технологичным при изготовлении и ремонте и значительно увеличивает его долговечность .

На фиг.1 изображен предлагаемый поршневой двигатель, поперечный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Поршневой двигатель состоит из корпу- са, образованного двум  параллельными стенками 1 с ребрами дл  отвода тепла, которые соединены между собой шпильками 7, коленчатого вала 2, шатуна 3, пальца 4, соедин ющего четырехзвенник 19 с шар- ниром шатуна 3, элементов 5 герметизации шарниров, пружин 6, перепускного канала 8, поворотного эксцентрика 9, пластины 10 герметизации шарнира, пружин 11, выпускного канала 12, свечи 13, маховика 14, саль- ника 15, подшипника 16, генератора 17 с прерывателем, лючка 18, поршн , выполненного в виде шарнирного четырехзвенни- ка 19, уплотнительного элемента 20,окна 21 выпуска (отвода) рабочей среды, окна 22 впуска рабочей среды, окна 23 впуска (подвода ) поджатой рабочей среды, перепускного окна 24, заслонок 25, пружин элементов уплотнени  26, элементов 27 уплэтненм  шарниров, пружины 28, крышки 29 шатуна, крышки 30, распорных втулок 31, набора регулировочных шайб 32. Перва  рабоча  камера 33 переменного объема образована внутренними поверхност ми четырехзвен- ника 19 и параллельными стенками 1. Втора  рабоча  камера 34 переменного объема образована наружными поверхност ми че- тырехзвенника 19, параллельными стенк - ми 1 и крышками 30.

Поршневой двигатель содержит две параллельные стенки 1, соединенные между собой шпильками 7 через распорные втулки 31 и регулировочные шайбы 32. Между параллельными стенками на подшипниках 16 устанавливаетс  коленчатый вал 2 и четырехзвенник 19, одна из вершин которого закрепл етс  на поворотном эксцентрике, расположенном перпендикул рно стенкам. Противоположна  вершина четырехзвенни- ка соединена с помощью пальца 4 с шатуном 3,который закрепл етс  на коленчатом валу крышкой 29. На коленчатом валу закрепл ют маховик 14 и ротор генератора 17. На параллельных стенках выполнены окна 21-24 и перепускной канал 8, посредством которых осуществл ютс  фазы газораспределени  при движении четырехзвенного поршн . На параллельной стенке предусмотрено также резьбовое отверстие дл  установки свечи 13 зажигани . Герметизаци  между четырехзвенным поршнем и стенками осуществл етс  уплотнительными элементами 20. Герметизаци  шарниров выполн етс  с помощью герметизирующих пластин 5,10 и 27, прижимаемых пружинами 6,11 и 28. Внутреннее пространство между стенками герметизируетс  кожухом картера 30.

Поршневой двигатель, например в качестве двигател  внутреннего сгорани , может работать по двухтактному циклу. При такте всасывани  (четырехзвенник 19 сжат) через окно 22 во вторую рабочую камеру 34 от карбюратора поступает рабоча  смесь и заполн ет объем, заключенный между стенками 1, наружными поверхност ми четырех- звенника 19 и кожухом картера 30. При вращении коленчатого вала из нижней мертвой точки (рабочий ход) соединенный с ним посредством шатуна 3 четырехзвенник 19 увеличиваетс  в объеме, поскольку противоположна  вершина четырехзвенника закреплена на поворотном зксцентрике9. При увеличении объема четырехзвенника 19 золотник 25,  вл ющийс  частью четырехзвенного поршн  19, перекрывает окно 22 впуска. Начинаетс  предварительное поджатие рабочей смеси. При прохождении верхней мертвой точки открываетс  окно 23 впуска в первую рабочую камеру 33 поджатой рабочей смеси, котора  через окно 24 и перепускной канал 8 из второй рабочей камеры 34 попадает в первую рабочую камеру 33 (объем обозначен на

фиг.2 пунктиром). При дальнейшем вращении коленчатого вала четырехэвенник 19 начинает уменьшатьс  в обьеме и сжимает рабочую смесь, наход щуюс  в первой рабочей камере 33. При достижении нижней мертвой точки в конце такта сжати  происходит воспламенение рабочей смеси от свечи 13. Газы, расшир  сь, дав т на всю внутреннюю поверхность четырехзвенника 19. Расшир  сь, четырехзвенник 19, одна вершина которого закреплена на поворотном эксцентрике 9, а друга  - на шатуне 3, приводит в движение коленчатый вал 2 и маховик 14. При дальнейшем движении поршень с золотником 25 перекрывает окно 22 впуска и открывает окно21 выпуска, а затем окно 23 впуска поджатой рабочей среды, через которое поступает поджата  рабоча  смесь, вытесн   оставшиес  продукты сгорани . При дальнейшем вращении коленчатого вала окна 21 и 23 перекрываютс  золотниками, и открываетс  окно 22 впуска рабочей смеси во вторую рабочую камеру 34. Наход ща с  во внутреннем обьеме четырехзвенного поршн  рабоча  смесь начинает сжиматьс  под действием кинетической энергии маховика

Регулировка степени сжати  вращением поворотного эксцентрика 9 позвол ет работать двигателю на бензине с разным октановым числом.

Ремонт и изготовление разъемных стенок возможен на плоскошлифовальном станке. Компенсаци  износа четырехзвенного поршн  достигаетс  подбором регулировочных шайб.

Claims (4)

1.Поршневой двигатель, содержащий корпус с двум  параллельными стенками, каналами подвода и отвода рабочей среды,

расположенными в стенках, ось, установленную перпендикул рно параллельным стенкам, поршень, выполненный в виде шарнирного четырехзвенника с уплотни- тельными элементами, установленного

между параллельными стенками, коленчатый вал, шатун, соедин ющий коленчатый вал с одной из вершин четырехзвенника. причем вершина четрырехзвенника, противоположна  вершине, соединенной с шатуном , установлена на оси, рабоча  камера переменного объема образована параллельными стенками и внутренними поверхност ми четырехзвенника, размещенного с возможностью перемещени  звеньев относительно параллельных стенок, отличающийс  тем, что, с целью регулировки объема рабочей камеры, ось выполнена в виде поворотного эксцентрика.

2.Двигатель поп.1,отличающий- с   тем, что он снабжен крышками, размещенными между параллельными стенками и второй камерой переменного объема, образованной наружными поверхност ми четырехзвенника , параллельными стенками и

крышками корпуса

3.Двигатель по п.2, отличающий- с   тем, что он снабжен перепускными каналами , сообщающими камеры переменного объема.

4. Двигатель по пп. 1-3, о т л ича ющи й- с   тем, что на четырехзвеннике выполнены канавки дл  размещени  в них уплотнитель- ных элементов.

М.Петрова

Чг

фиг./ А

Составитель Е Дегт рев

Техред М.Морген гал

Коррек

Корректор М.Кучер ва