Безшатунний двигун з кулісним механізмом (варіанти)

Реферат: Безшатунний двигун (варіанти) з кулісним механізмом перетворення руху поршнів в обертальний рух вала має незначні бічні сили, діючі на напрямні корпусу, які можуть бути виключені. Механізм не містить пасивних кінематичних зв'язків, тому до нього не пред'являються підвищені вимоги до виготовлення і збірки. Двигун урівноважений, рух поршнів відбувається за простим гармонічним законом (синусоїдальний). Поршні можуть виконуватися простої або двосторонньої дії. Можливі компонування двигуна (V-подібне, X, Т, Н, -Н-, Y-подібні, а також барабанне та інші) дозволяють розширити діапазон його застосування - не лише для автомобільних або легких вертолітних двигунів внутрішнього згорання, але і для двигунів Стірлінга, до механізмів яких пред'являються жорсткіші вимоги, у тому числі і по групуванню циліндрів з метою виконати компактну камеру згорання (підводу теплоти), переважно спільну для всіх циліндрів. Двигун може бути виконаний з внутрішнім або із зовнішнім сумішоутворенням, а також з розшаруванням заряду і кількісно-якісним регулюванням потужності, чотиритактним або двотактним (без клапанів), причому без традиційних недоліків двотактного двигуна при збереженні всіх переваг чотиритактного. UA 106090 C2 (12) UA 106090 C2 Винахід дозволяє підвищити надійність і довговічність двигуна, понизити його питому масу і підвищити потужність, а також розширити діапазон його застосування. UA 106090 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до машинобудування, зокрема до поршневих машин і може бути використаний в компресорах, насосах, двигунах внутрішнього згорання, двигунах Стірлінга. Відомий безшатунний двигун із спареними ексцентриками, які встановлені на кривошипі корінного вала і розміщені в повзунах, що у свою чергу знаходяться в напрямних корпусу (С.С. Баландин. Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания. М., Машиностроение, 1972, рис. 11в, с. 14). Механізм теоретично урівноважений, але має недоліки: радіус кривошипа корінного вала дорівнює одній чверті ходу поршня, що призводить до подвоєного (в порівнянні з класичним кривошипно-шатуновим механізмом) питомого навантаження на підшипник кривошипа і росту його діаметра, відповідно значно зростають діаметри ексцентриків, швидкості ковзання і втрати тертя в підшипниках великих діаметрів, а також габарити простору картера, що в цілому обмежує застосування вказаного безшатунного механізму двигунами малої потужності і з коротким ходом поршнів. Механізм має зайвий кінематичний зв'язок, тому чутливий до точності виготовлення і зборки. Відомий також безшатунний двигун внутрішнього згорання, із спареними ексцентриками, які встановлені на кривошипі корінного вала і розміщені в повзунах, що у свою чергу знаходяться в напрямних корпусу (патент РФ №2183755, від 1999.07.01), в якому повзуни, що рухаються поперечно, не мають поршнів і використовуються як противаги і додаткові напрямні. Недоліки: радіус кривошипа корінного вала дорівнює одній чверті ходу поршня, що призводить до подвоєного (у порівнянні з класичним кривошипно-шатуновим механізмом) питомого навантаження на підшипник кривошипа і росту його діаметра, відповідно значно зростають діаметри ексцентриків, швидкості ковзання і втрати тертя в підшипниках великих діаметрів, а також габарити простору картера, що в цілому обмежує застосування вказаного безшатунного механізму двигунами малої потужності і з коротким ходом поршнів. Механізм має зайвий кінематичний зв'язок, тому чутливий до точності виготовлення і збірки. Відомі безшатунні механізми перетворення зворотно-поступального руху в обертальний, наприклад, чотириланцюговий кулісний механізм з кулісою (Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. В 7 томах. Т.И: Кулисно-рычажные и кривошипно-ползунные механизмы.2-е изд., М., "Наука", 1979, рис. 887, с. 23), а також кулісно-ексцентриковий механізм (Кожевников С.Н., Есипенко Я.И., Раскин Я.М. Механизмы. Справочник. Изд.4-е, под ред. С.Н. Кожевникова. М., "Машиностроение", 1976, рис. 2.120, с. 93) - відомі як різновиди синусних механізмів, в яких прямолінійний зворотно-поступальний рух куліси зі штоком перетворюють в обертальний рух вала за допомогою ексцентрика (кривошипа), що обертається в повзуні, який переміщається в прямолінійних направляючих куліси перпендикулярно до осі вала і до осі штока, причому куліса зі штоком (на який може бути встановлено поршень) рухається в напрямних корпусу за простим гармонічним законом. Достоїнства - радіус кривошипа дорівнює половині ходу поршня, тому кривошип має навантаження, аналогічні класичному кривошипношатуновому перетворювачу руху, механізм не має зайвого кінематичного зв'язку, тому мало чутливий до точності виготовлення. Недоліком механізму у разі його безпосереднього застосування в поршневих двигунах є неврівноваженість поступально рухомих мас. Найближчим по технічній суті є безшатунний двигун внутрішнього згорання (патент України № 75282), в якому також використовується вищезгаданий кулісно-ексцентриковий механізм, але на кулісі, що має збільшений поперечний розмір, замість одного центрального штока (із зворотно-поступальним рухом) встановлено два паралельні штоки з поршнями, по обидві сторони корінного вала. Недоліками двигуна є неврівноваженість поступально рухомих мас, підвищене навантаження згину на кулісу, по черзі від кожного з поршнів, що знаходяться по Іншу сторону кривошипа, великий момент від бічних сил, які в результаті призводять до підвищеного тертя, обтяження конструкції, значного обмеження поршневої потужності і зниження надійності. Задача винаходу - зниження маси, підвищення питомої потужності і надійності двигуна. Вказана задача вирішується тим, що безшатунний двигун, що має систему подачі палива і спосіб його займання, системи газорозподілу, охолодження, змащення, містить корінний вал, щонайменше один кривошип і не менше двох циліндрів з поршнями, кожен поршень жорстко з'єднано з кулісою, розміщеною в прямолінійних напрямних корпусу, при цьому, згідно з винаходом, з кожним кривошипом корінного вала кінематично пов'язано щонайменше дві куліси і щонайменше один повзун, з можливістю переміщення останнього у внутрішніх напрямних вказаних куліс, причому кут між напрямом руху куліс в площині, перпендикулярній осі корінного вала, визначає різницю в фазі руху поршнів і має величину від 60° до 120°, переважно 90° по куту повороту корінного вала а осі циліндрів, переважно, перетинаються з віссю корінного вала. Переважним є також виконання повзунів, розміщених на одному кривошипі, як одно ціле для обох куліс, також переважним є варіант, в якому поршні розташовані співвісно по обидві 1 UA 106090 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сторони куліси (опозитно) і використовуються як напрямні куліси, а циліндри використовуються як напрямні корпусу, при цьому куліси не мають напрямних, які спираються на напрямні корпусу. Переважним є також виконання поршнів подвійної (двосторонньої) дії, з утворенням підпоршневих камер стиску. Крім того, переважним є варіант з розміщенням осей циліндрів в одній площині з метою усунути поперечний момент (діючий на двигун у разі зміщення осей циліндрів уздовж осі корінного вала), при цьому одна з куліс виконується, наприклад, вилчастою (що складається з двох половин, які розміщуються по обидві сторони іншої куліси), або обидві куліси виконуються у вигляді ламаного стержня з розміщенням обох куліс впритул відносно осі циліндра. Прикладами реалізації вказаних переваг є двигуни, приведені на рис. 1 і рис. 2. Другим варіантом вирішення задачі винаходу є безшатунний двигун, який має систему подачі палива і спосіб його займання, системи газорозподілу, охолодження, змащення, з механізмом перетворення руху у вигляді корінного вала, який має щонайменше один кривошип зі встановленим на ньому повзуном, розміщеним у внутрішніх напрямних куліси, остання розміщена в прямолінійних напрямних корпусу і з'єднана хоч би з одним поршнем, розміщеним в циліндрі з утворенням камери стиску. При цьому, згідно з винаходом, двигун має щонайменше два ідентичних механізми перетворення руху, причому корінні вали вказаних механізмів синхронізовані за допомогою зубчастих шестерень з можливістю обертання вказаних валів з однаковою швидкістю в протилежні сторони, причому, окрім синхронного зустрічного обертання валів двигуна і, відповідно, синхронного руху суміжних поршнів, переважним також є двигун зі зміщенням по фазі руху суміжних валів з відповідним зміщенням по фазі руху суміжних поршнів, переважно з утворенням для суміжних циліндрів спільних камер стиску задля можливості здійснення циклу з розшарування заряду. При цьому вказані корінні вали можуть бути розташовані, переважно, паралельно або зіркоподібно, при цьому синхронізовані між собою, відповідно, циліндричними або конічними зубчастими шестернями, а паралельні циліндри при цьому можуть бути розміщені, відповідно, паралельними рядами або з барабанним компонуванням, тобто по колу, при цьому суміжні куліси, переважно, взаємно спираються суміжними сторонами (які слугують одночасно і напрямними) одна на одну, з можливістю переміщення вказаних куліс в напрямних корпусу або без них і можливістю зміщення однієї куліси відносно іншої поздовж осі циліндрів. Також переважним є розміщення на суміжних кривошипах повзунів з додатковими кулісами, розміщених в напрямних корпусу, вказані куліси також сполучені з поршнями, розміщеними в циліндрах, з можливістю руху куліс з поршнями у напрямі неврівноважених сил інерції кожного з вказаних механізмів перетворення руху, з метою збільшення числа робочих циліндрів або використовуючи їх як продувальний насос. Крім того, переважним є виконання поршнів двосторонньої дії, з підпоршневими камерами стиску. Також, переважно, кожна куліса сполучена з двома співвісно розташованими поршнями, які розміщені в оппозитних циліндрах. Прикладами реалізації вказаних переваг є двигуни, зображені на рис. 3, 4, 5, 6. Двигун, зображений на Фіг. 1, має X- подібне компонування і складається з корпусу 1, в якому на кривошипі 2 корінного вала (вал умовно не показано) розміщено повзун 3, що знаходиться у внутрішніх напрямних куліси 4, з'єднаною з робочими поршнями 5. Поршні 5 розміщені в циліндрах 6, які слугують напрямними для поршнів 5 і з'єднаних з ними куліс 4. Осі циліндрів 6 розташовані в одній площині, тому одна з куліс 4 виконана вилчастою, з двох половин, що охоплюють іншу кулісу симетрично, з двох сторін. У протифазі з кривошипом 2 розміщена центральна противага 7, що забезпечує теоретично повну урівноваженість обертальних і поступально рухомих мас двигуна. Двигун працює таким чином: поршні 5 передають тиск газів кулісам 4, які через повзуни 3 діють на кривошип 2, створюючи крутний момент на валу двигуна. Двигун може бути двох або чотиритактним, також може мати поршні двосторонньої дії, у разі використання їх як двигунів із зовнішнім підведенням теплоти (двигунів Стірлінга), з метою найкоротшого сполучення робочих камер суміжних циліндрів. Двигун на Фіг. 2 має Т-подібне компонування і має корпус 1, в якому на кривошипі 2 корінного вала розміщено повзун 3, що знаходиться у внутрішніх напрямних куліси 4, з'єднаної з робочими поршнями 5. Поршні 5 розміщені в циліндрах 6, які слугують для поршнів 5 і з'єднаних з ними куліс 4 напрямними корпусу, а куліса 8 з'єднана з продувальним поршнем 9 тільки з одного боку, при цьому куліса 8 має напрямні 10, які розміщені в прямолінійних напрямних 11 корпусу 1. Продувальний поршень 9 розміщений в циліндрі 12, який має додаткову перегородку 13 з отвором для проходу штока 14, що з'єднує поршень 9 з кулісою 10. Таким чином продувальний поршень 9 виконано двосторонньої дії. Осі циліндрів б розташовані в одній площині, тому одна з куліс 4 виконана вилчатою, з двох половин, що охоплюють іншу кулісу 2 UA 106090 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 симетрично з двох сторін. Для урівноваження поступально рухомих мас, в протифазі з кривошипом 2, встановлена центральна противага 7. Двигун працює переважно по двотактному циклу, при цьому робочими є поршні 5, а для продувки служить поршень двосторонньої дії 9 (система газорозподілу умовно не показана). Поршні 5 передають тиск газів кулісам 4, які через повзуни 3 діють на кривошип корінного валу 2, створюючи крупний момент двигуна. Поршні 9 слугують для продувки робочих циліндрів 6, а також для урівноваження сил інерції в поперечному напрямі. Центральна противага 7 теоретично повністю урівноважує двигун. Другий варіант безшатунного кулісного двигуна зображено на Фіг. 3, в якому двигун має Нподібне компонування і складається з двох ідентичних кулісних механізмів перетворення рухи, вали яких синхронізовані зубчастими шестернями. Двигун може бути виконаний як двотактним (переважно), так і чотиритактним. У корпусі 1 двигуна розміщені куліси 4 в прямолінійних напрямних 11 корпусу 1, з кулісами 4 сполучені робочі поршні 5, розміщені в циліндрах 6. Усередині куліс 4, у внутрішніх напрямних 15, розміщено повзуни 3, встановлені на кривошипах 2 корінних валів (вали умовно не показані). Корінні вали синхронізовані за допомогою зубчастих шестерень 16, з можливістю обертання валів в протилежні сторони з однаковою швидкістю. Камери стиску 17 виконані спільними, для кожної з пар суміжних циліндрів, зі зміщенням у бік одного з суміжних циліндрів. Осі циліндрів 6 паралельні. Напрямні на суміжних кулісах 4 можуть бути розміщені тільки Із зовнішніх сторін куліс 4, у вигляді напрямних корпусу 11, а внутрішні напрямні 18 суміжних куліс 4 можуть спиратися не на напрямні корпусу, а одна на одну, з метою зниження габаритів і зменшення втрат тертя. При цьому поперечні неурівноважені сили інерції завжди спрямовані протилежно одна одній і взаємно урівноважуються (переважний варіант). Напрямні 11 можуть бути відсутніми зовсім, при цьому як напрямні використовуються поршні 5, розміщені в циліндрах 6. Двигун повністю урівноважений за допомогою центральних противаг 7, які розміщені в протифазі до відповідних кривошипів 2. Двигун працює по чотиритактному або по двотактному циклу (переважно). Продування циліндрів 6 здійснюється від додаткового джерела стисного повітря (умовно не показане), при цьому суміжні циліндри 6 сполучені за допомогою спільної камери стиску 17, і можуть продуватися послідовно (переважно при двотактному циклі роботи). Суміжні робочі поршні 5 в двигуні рухаються синхронно і передають сили тиску газів, що розширюються, кулісам 4, які діють на повзуни 3. Повзуни 3, зміщуючись у внутрішніх напрямних куліс 15, передають вказані сили кривошипам 2 корінних валів (вали умовно не показані), і таким чином створюється крутний момент на валах двигуна, які кінематично з'єднані зубчастими шестернями 16. Відбір потужності здійснюється від будь-якого з валів. Двигун на Фіг. 4 має -Н- подібне компонування та має пристрій аналогічно двигуну рис. 3, але додатково кожен вал забезпечений кулісою 8 з продувальним поршнем 9 двосторонньої дії шляхом розміщення перегородки 13 з отвором для проходу штока 14 продувального поршня 9, за допомогою чого утворено по обидві сторони поршня 9 під поршневі простори 19. Куліси 8 мають можливість руху в напрямних корпусу 11, у напрямі неврівноважених сил інерції (для кожного корінного вала, вали умовно не показані). Корінні вали кінематично з'єднані зубчастими шестернями 16, з можливістю обертання валів в протилежні сторони з однаковою швидкістю і зі зміщенням по куту повороту корінних валів. При цьому суміжні робочі поршні 5 мають між собою зміщення по фазі руху, яке відповідає кутовому зміщенню вказаних валів. Куліси 4, аналогічно двигуну на рис. 3, також можуть з внутрішніх сторін не мати напрямних корпусу, а спиратися одна на одну, з можливістю взаємного переміщення (ковзання одна по одній), а із зовнішніх сторін спиратися на напрямні корпусу 11 (переважний варіант). Куліси 4 можуть зовсім не мати напрямних, при цьому поршні 5 розташовані по обидві сторони куліси 4, розміщені в циліндрах 6 і використовуються як напрямні. Куліси 8 забезпечені напрямними 10, які розміщені в напрямних корпусу 11. Двигун забезпечено центральними противагами 7, розміщеними в протифазі відносно до кривошипів 2. Двигун працює переважно по двотактному циклу, з продуванням робочих циліндрів 6 від продувальних поршнів 9 двосторонньої дії, які при цьому виконують також роль противаг для неврівноважених сил інерції в поперечному напрямі, окремо для кожного з синхронізованих механізмів двигуна. Поршні 5 передають тиск газів кулісам 4, які через повзуни 3 діють на кривошипи корінних валів 2, створюючи крутний момент двигуна. Відбір потужності здійснюється від одного з корінних валів, сполучених між собою зубчастими шестернями. Зміщення по фазі руху корінних валів і відповідних суміжних поршнів дозволяє повноцінно здійснювати цикл з розшаруванням заряду. Двигун на Фіг. 5 має чотири паралельні циліндри 6, розташованих по колу (барабанне компонування). Поршні (умовно не показані) вказаних циліндрів кінематично пов'язані з чотирма 3 UA 106090 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 корінними валами 20, що мають кривошипи 2, які охоплюють повзуни 3, останні у свою чергу знаходяться у внутрішніх напрямних 15 куліс 22, 23, 24, 25. Корінні вали 20 синхронізовані між собою зубчастими шестернями 26, зі зміщенням по фазі руху валів і відповідних поршнів на 90° (по куту повороту валів). Осі 27 корінних валів 20 розташовані хрестоподібно, під кутом 90°, в одній площині, а паралельно розташовані циліндри 6 з поршнями (поршні умовно не показані) розміщені по периметру кола, тобто мають барабанне компонування. Зубчасті шестерні 26 виконані конічними, розташованими по замкнутому периметру (квадрату). Кожна з вказаних шестерень 26 є фактично однією з щок 28 корінних валів 20. Корінні вали 20 спираються на підшипники з двох сторін. Із зовнішнього боку - на підшипник 29 корпусу 1, а з внутрішньої сторони - на шип 30 нерухомої хрестовини 31, з'єднаної з корпусом 1 двигуна. Куліси 22, 23, 24, 25 спираються одна на одну суміжними напрямними 32 (з можливістю зміщення суміжних куліс одна відносно одної, у вигляді ковзання). Куліси 22, 23, 24, 25 можуть мати поршні з циліндрами по обидві сторони кривошипа, тоді вказані куліси можуть не мати напрямних 32, в цьому випадку напрямними слугують циліндри 6 (по обидві сторони кожної куліси) з розміщеними в них поршнями. Відповідно число циліндрів з поршнями подвоїться, двигун буде восьмициліндровим. Двигун має переважне призначення як двигун Стірлінга (із зовнішнім підведенням теплоти), тому виконаний з поршнями двосторонньої дії, з під поршневим простором кожного з поршнів (умовно не показані), в цілях компактності виконання двигуна і найкоротшого сполучення робочих камер суміжних циліндрів. Відбір потужності здійснюється від будь-якого з корінних валів 20. Двигун працює таким чином: поршні передають тиск газів, що розширюються, кулісам 22, 23, 24, 25, які за допомогою повзунів 3 передають сили тиску кривошипам 2 корінних валів 20, сполучених між собою шестернями 26, тому результуючий крутний момент (відбір потужності) може передаватися через будь-який з корінних валів. Двигун на Фіг. 6 містить п'ять корінних валів 20 з щоками 28, осі яких розташовані в одній, наприклад, горизонтальній, площині, вказані вали сполучені між собою зубчастими шестернями 26, що є фактично внутрішніми щоками 28 валів 20. Кут між сусідніми осями кожного з вказаних валів складає 72°. П'ять паралельних циліндрів 6 розміщені по колу (з барабанним компонуванням, як і на рис. 5). відрізняється від двигуна на рис.5 тим, що зубчасті шестерні 26 із-за непарного їх числа не замкнуті безпосередньо зачепленням шестерень по периметру, тому синхронізація руху одного з валів здійснюється зміщеними по осі шестернями 33 (що сидять на одному валу з шестернями 26 синхронізованих корінних валів 20) і центральною проміжною шестірнею 34. Усі вказані зубчасті шестерні виконані конічними. На кривошипах 2 корінних валів 20 розміщені повзуни 3, з можливістю переміщення повзунів 3 у внутрішніх напрямних 15 куліс 37, 38, 39, 40, 41. Вказані куліси сполучені з поршнями (умовно не показані), розміщеними в циліндрах 6. Корінні вали послідовно зміщені по фазі руху на 72° (по куту повороту валів), відповідно фази руху поршнів також мають зміщення на 72. Кожен корінний вал має опору із зовнішнього боку на підшипник 29 в корпусі 1 і з внутрішньої сторони - на шип 42 п'ятипроменевої нерухомої опори 43, з'єднаної з корпусом 1. Двигун (як і приведений на рис. 5) має переважне призначення для двигунів Стірлінга (із зовнішнім підведенням теплоти), тому виконаний з поршнями двосторонньої дії, з під поршневим простором кожного з поршнів (умовно не показані), в цілях компактності виконання двигуна і найкоротшого сполучення робочих камер суміжних циліндрів. Поршні можуть бути встановлені з обох боків кожної з куліс 37, 38, 39, 40, 41, при цьому двигун буде десятициліндровим, по п'ять циліндрів по обидві сторони від площини розташування корінних валів, а напрямні 32 куліс 37, 38, 39, 40, 41 можуть бути відсутніми, оскільки їх призначення виконують поршні, розташовані по обидві сторони кожної з вказаних куліс і циліндри, в яких розміщені вказані поршні. Відбір потужності може здійснюватися від одного з корінних валів 20, кінематично з'єднаних між собою зубчастими шестернями. Відбір потужності може здійснюватися також від центрального вала 35 або від двох (співвісних) центральних валів 35 і 36, що обертаються в протилежні сторони (в останньому випадку центральні проміжні шестерні 34 розташовані з двох сторін від шестерень 26, обертаються в протилежні сторони і з'єднані з відповідними центральними співвісними валами). Двигун працює таким чином: зусилля від поршнів передаються по черзі через куліси 37, 38, 39, 40, 41 і повзуни 3 кривошипам 2 корінних валів 20, з'єднаних між собою зубчатими шестернями 26, 33, 34, тому результуючий крутний момент (відбір потужності) може передаватися через один з корінних валів 20 або через центральні вали 35, 36 відбору потужності. Двигуни рис 3, 4, 5, 6 можуть мати як синхронний, в протилежних напрямах, рух валів і відповідно синхронний рух суміжних поршнів, так і з деяким кутовим зміщенням по фазі їх руху. 4 UA 106090 C2 5 10 15 20 25 Останнє дозволяє виконувати цикл з розшаруванням заряду в якнайповнішому вигляді. Суміжні куліси вказаних двигунів можуть служити один для одного напрямними, взаємно спираючись одна на одну, при цьому частково або повністю напрямні корпусу для куліс можуть бути відсутніми, що спрощує конструкцію двигуна і знижує його масу. Описані удосконалення дозволяють повністю урівноважити двигун, оскільки як противаги використовується маса поршня з кулісою, які рухаються у напрямі неврівноважених сил інерції, що дозволяє понизити загальну масу двигуна. Двигун буде теоретично урівноважений у разі барабанного, X або -Н- подібного компонування. Проте урівноваженість Н-подібного компонування при зміщенні фаз руху поршнів порушується незначно в порівнянні з -Н- подібним і не перевищує залишкової неурівноваженості рядного 4-циліндрового кривошипно-шатунового двигуна. V- подібне, X, Т, Н, -Н-, Y - подібне або барабанне компонування двигуна розширюють можливості його використання, наприклад, не лише для автомобілів, але й легких авіаційних двигунів внутрішнього згорання. При цьому для V, Т, Y - компоновок двигуна обов'язкова наявність напрямних корпусу для куліс, які з'єднані з поршнями тільки з одного боку. Для Xподібного двигуна, що реалізує можливості винаходу першого варіанта, момент від бічних сил розподіляється між двома поршнями і двома циліндрами, що виконують роль напрямних, тому в напрямних куліси в корпусі практично немає необхідності. Це зменшує величину поступально рухомих мас, противаг і підвищує швидкохідність двигуна. Для другого варіанта винаходу двигуна найбільш раціональні Н- подібне і барабанне компонування двигуна, при цьому, залежно від положення шестерень, суміжні поршні можуть рухатися синхронно або зі зміщенням по фазі руху, тобто такий двигун може мати дизельний цикл, цикл з примусовим запаленням суміші або з розшаруванням заряду, двох - чи чотиритактним. Механізми з Xподібним і барабанним компонуваннями циліндрів (з поршнями подвійної дії), V- подібні, крім того, можуть використовуватися і в двигунах із зовнішнім підведенням теплоти, наприклад, двигунах Стірлінга. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 60 1. Безшатунний двигун, що має корпус з прямолінійними напрямними, в якому розміщено колінчатий вал з щонайменше одним кривошипом, не менше двох циліндрів з поршнями, з утворенням камер стиску, а поршні жорстко з'єднані з кулісами, які мають подовжні напрямні, при цьому куліси розміщено в напрямних корпусу з можливістю переміщення вздовж вказаних напрямних корпусу, при цьому в кожній кулісі розміщено повзун з можливістю його переміщення у внутрішніх напрямних куліси, який відрізняється тим, що кривошип колінчатого вала обхоплюють щонайменше один повзун і щонайменше дві куліси, а кут між напрямами руху вказаних куліс в площині, перпендикулярній до осі колінчатого вала, забезпечує взаємне врівноваження поступально-рухомих мас, що рухаються вздовж осей циліндрів, та визначає зміщення по фазі руху з'єднаних з цими кулісами поршнів, при цьому має величину в межах від 60° до 120°. 2. Безшатунний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що осі циліндрів з поршнями і кулісами, які пов'язані із спільним для них кривошипом, розміщено в одній площині, при цьому, для вказаного кривошипа, одна з куліс виконується, наприклад, вилчастою, такою, що складається з двох половин, які розміщуються по обидві сторони іншої куліси, або частини обох куліс виконуються у вигляді непрямого стержня з розміщенням обох куліс впритул до вказаної площини. 3. Безшатунний двигун за будь яким з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що з кулісою з'єднано два поршні, по обидві сторони куліси, співвісно, які розміщено в опозитно розташованих циліндрах, при цьому поршні можуть служити напрямними куліси, а циліндри - напрямними корпусу. 4. Безшатунний двигун за будь яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що поршні виконані двосторонньої дії, з підпоршневими камерами стиску, шляхом розміщення під поршнем перегородки, що відділяє простір картера від підпоршневого, з отвором для проходу стержня або штока, що з'єднує кулісу з поршнем. 5. Безшатунний двигун, що має корпус з прямолінійними напрямними, при цьому в механізмі перетворення руху кожний колінчатий вал має щонайменше один кривошип, щонайменше один циліндр з поршнем, з утворенням камери стиску, а поршні жорстко з'єднані з кулісами, які мають подовжні напрямні, при цьому куліси розміщено в напрямних корпусу з можливістю переміщення вздовж вказаних напрямних корпусу, а в кожній кулісі розміщено повзун з можливістю його переміщення у внутрішніх напрямних куліси, який відрізняється тим, що двигун має не менше двох ідентичних колінчатих валів, причому колінчаті вали кінематично 5 UA 106090 C2 5 10 15 20 з'єднані за допомогою зубчастих шестерень, з можливістю обертання вказаних валів з однаковою кутовою швидкістю. 6. Безшатунний двигун за п. 5, який відрізняється тим, що осі колінчатих валів розташовані паралельно, а зубчасті шестерні виконані циліндричними, при цьому подовжні напрямні куліс можуть взаємно спиратись суміжними сторонами вказаних напрямних одна на одну, з можливістю зміщення однієї куліси відносно іншої уздовж осей циліндрів. 7. Безшатунний двигун за п. 5, який відрізняється тим, що осі колінчатих валів розташовані зіркоподібно, переважно в одній площині, а зубчасті шестерні виконані конічними, при цьому подовжні напрямні куліс можуть взаємно спиратись суміжними сторонами напрямних одна на одну, з можливістю зміщення однієї куліси відносно іншої уздовж осей циліндрів. 8. Безшатунний двигун за будь яким з пп. 5-7, який відрізняється тим, що суміжні циліндри мають спільну камеру стиску. 9. Безшатунний двигун за будь яким з пп. 5-8, який відрізняється тим, що з кулісою з'єднано два поршні, по обидві сторони куліси, співвісно, які розміщено в опозитно розташованих циліндрах, при цьому поршні можуть слугувати напрямними куліси, а циліндри - напрямними корпусу. 10. Безшатунний двигун за будь яким з пп. 5-9, який відрізняється тим, що поршні виконано двосторонньої дії, з підпоршневими камерами стиску, шляхом розміщення під такими поршнями перегородок, що відділяють простір картера від підпоршневого, з отвором для проходу стержня або штока, що з'єднує кулісу з поршнем. 11. Безшатунний двигун за будь яким з пп. 5-10, який відрізняється тим, що на суміжних кривошипах колінчатих валів із зустрічним обертанням розміщено додаткові куліси, з можливістю переміщення вказаних куліс в напрямних корпусу, у напрямку неврівноважених сил інерції поступально-рухомих мас відповідного кулісного механізму. 6 UA 106090 C2 7 UA 106090 C2 8 UA 106090 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9