Номер патенту: 13128

Опубліковано: 28.02.1997

Автор: Вернер Майєр

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

(57)1 Поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, одну пару рабочих цилиндров с поршнями, головку цилиндров и систему подачи топлива, включающую расположенную со стороны головки цилиндров для каждого рабочего цилиндра топливный компресор с компрессионным цилиндром и установленным в последнем с возможностью осевого перемещения ступенчатым поршнем, большая поверхность которого установлена с возможностью нагружения давлением камеры сгорания соответствующего рабочего цилиндра, а кольцевая поверхность выполнена с возможностью сжатия топлива и, по меньшей мере один перепускной канал, связывающий камеру сжатия компрессионного цилиндра и камеру сгорания рабочего цилиндра, выполненный в направляющей ступенчатого поршня с возможностью закрывания и, соответственно, открывания управляющей кромкой ступенчатого поршня, отличающийся тем, что поршни каждой пары рабочих цилиндров противоходно принудительно взаимосвязаны, а ступенчатые поршни топливных компрессоров данных пар рабочих цилиндров также противоходно принудительно взаимосвязаны.

2. Двигатель по п. 1,отличающий-с я тем, что ступенчатые поршни взаимосвязаны механически посредством коромысла с опорными отверстиями.

3. Двигатель по 2, о т л и ч о ю щ и й с я тем, что коромысло установлено с возможностью качания на опорной оси, проходящей под прямым углом к осям компрессионных цилиндров, его концы шapнирно через опорные шейки соединены с продолжениями ступенчатых поршней, выполненными на противоположной камере сгорания соответствующего рабочего цилиндра стороне, а вблизи каждого шарнирного соединения между продолжениями и концом коромысла размещено средство для выравнивания напряжений при движении коромысла.

4. Двигатель по п. 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что средство для выравнивания напряжении при движении коромысла выполнено в виде самоустанавливающихся эксцентриковых опор, соединяющих концы коромысла с продолжениями ступенчатых поршней, причем каждая из участвующих в шарнирном соединении опорных шеек, проходящих через эксцентриковые опоры, установлена с возможностью свободноговращения в опорном отверстии соответствующего конца коромысла или продолжения ступенчатого поршня.

5. Двигатель по п. 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что средство для выровнипания напряжений при движении коромысла выполнено в виде кулис, шарнирно соединяющих концы коромысла с продолжениями ступенчатых поршней и установленных на образующих оси шарниров опорных шейках с возможностью поперечного направляющим ступенчатых поршней движения.

6. Двигатель по п. 5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кулисы установлены в продольных отверстиях, выполненных в концах коромисла а опорные шейки жестко закреплены в продолжениях ступенчатых поршней.

7. Двигатель по п, 8 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что шарнирные соединен ия концовкоромысла с продолжениями ступенчатых поршней выполнены в виде расположенных преимущественно по направлению продольной оси ступенчатых поршней водил, каждое из которых с одной стороны шарнирно соединено с концом коромысла, а сдругой - шарнирно соединено с продолжением соответствующего поршня.

8. Двигатель по п. 7, отличающийся тем, что водило одним концом соединено посредством шарового шарнира, а другим - посредством опорной шейки.

9. Двигатель по п. 8, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что концы водила, связанные с продолжениями ступенчатых поршней, снабжены шаровой опорой расположенной в подпятнике в продолжении соответствующего ступенчатого поршня.

10.   Двигатель по п. 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что концы коромысла выполнены впиде зубчатых сегментов, а продолжения ступенчатых поршней-с зубчатыми рейками с возможностью контакта последних с соответствующими зубчатыми сегментами путей их зацепления.

11.   Двигатель по одному из пп.2-10, отличающийся тем, что он снабжен кулачковым валом двигателя и внешним приводом для противоходно принудительно связанных посредством коромысла ступенчатых поршней.

12. Двигатель по п 11, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что внешний привод содержит дополнительное коромысло, приводимое от кулачкового вала через ползуны и тяги и нескручиваемо установленное на опорной оси коромысла.

13. Двигатель по п. 12, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что каждый компрессионный цилиндр снабжен вспомогательным коромыслом, связанным с внешним приводом и действующим на продолжение соответствующего ступенчатого поршня.

14.   Двигатель по п. 13, отличающийся тем, что кулачковый вал расположен над ступенчатыми поршнями, а кулачки выполнены в виде роликов.

15.   Двигатель по п 14, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обращенные в сторону от ступенчатых поршней концы вспомогательных коромысел установлены на регулируемых, шарнирах.

16.   Двигатель по п. 15, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обращенные в сторону от ступенчатых поршней копии вспомагательныx коромысел шарнирно соединены с регулируемыми ползунами.

17. Двигатель по п. 11, о т л и ч а ю щ и-й с я тем, что внешний привод снабжен гидронасосами, приводимыми от кулачкового вала, и гидроцилиндрами связанными с гидронасосами через гидропроводы, с возможностью воздействия на продолжение ступенчатых поршнем.

18. Двигатель по п. 17, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что каждый гидропровод снабжен регулируемым демпфером.

19. Двигатель по одному из пп. 11-10, отличающийся тем, что кулачковый вал выполнен с возможностью регулирования угла вращения относительно коленчатого вала.

Текст

1 Поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, одну пару рабочих цилиндров с поршнями, головку цилиндров и систему подачи топли ва, включающую расположенную со сторо ны голооки цилиндров для каждого рабочего цилиндра топливный компрессоре компрес сионным цилиндром и установленным в по следнем с возможностью осевого перемещения ступенчатым поршнем, боль шая поверхность которого установлена с возможностью нагружения давлением каме ры сгорания соответствующего рабочего ци линдра, а кольцевая поверхность выполнена с возможностью сжатия топлива и, по мень шей мере один перепускной канал, связы вающий камеру сжатия компрессионного цилиндра и камеру сгорания рабочего ци линдра, выполненный в направляющей сгупенчатого поршня с возможностью закрывания и, соответственно, открывания управляющей кромкой ступенчатого порш ня, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что поршни каждой пары рабочих цилиндров противоходно принудительно взаимосвязаны, а сту пенчатые поршни топливных компрессоров данных пар рабочих цилиндров также противоходно принудительно взаимосвязаны. 2. Двигатель по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ступенчатые поршни взаимосвя заны механически посредством коромысла с опорными отверстиями. 3. Двигатель по 2, о т л и ч о ю щ и й с. я тем, что коромысло установлено с возмож ностью качания на опорной оси, проходя щей под прямым уг ло м к осям компрессионных цилиндров, егокомци uiapнирно через опорные шейки соединены с продолжениями ступенчатых поршней, вы полненными на противоположной камере сгорания соотпетстпующего рабочего ци линдра стороне, а вблизи каждого шарнир ного соединения между продолжениями и концом коромысла размещено средство для выравнивания напряжений при движении коромысла. 4. Двигатель по и. 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что средство дпя рыраанипанич на пряжении при движении коромысла выпол нено в виде самоустанавливающихся эксцентриковых опор, соединяющих концы коромысла с продолжениями ступенчатых поршней, причем каждая яз участвующих о шарнирном соединении опорных шеек, про ходящих через эксцентриковые опоры, уста новлена с возможностью свободного вращения в опорном отверстии соответству ющею конца коромысла или Продолжения ступенчатого поршня. 5. Двигатель по п. 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что средство для выровнипания на пряжений при движении коромысла выполнено s виде кулис, шарнирно соединяющих концы коромысла с продолжениями ступен чатых поршней и установленных на образу ющих оси шарниров опорных шейках с возможностью поперечного направляющим ступенчатых поршней движения. 6. Двигатель по п. 5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кулисы установлены в продоль ных отверстиях, выполненных а концал ко 1 П28 к m л опорный ш ейки жес те о закреплены в пппд ол* et -max с ту пенчатых поршней. 7 Д РИІЛТРЛЬ по п 8 о т л и ч а г а щ и и г ч т'м, что я. лриирные соединения концов к'ромчс па с прод олжениями с тупенчатых поршней выполнены в вид е расположенных преимущ ес твенно по направлению прод опъной ос и с ту пенчатых поршней вод ил, клгцое из которых с од ной с тороны ш арнирно с оед инено с концом коромыс ла, а с д ру гой - шзрнирно с оед инено с прод олже нием с оответс тву ющего поршня 8 Двигатель по п 7 о т л и ч а ю щ и й с я тем что РОДИЛО одним концом с оед инено пос редс твом ш арового ш арнира, а д ругим посредс твом опорной шейки. 9 Двигатель по п. 8, о т л и ч а ю щ и й с я тем чго концы вод ила, связанные с про должениями с тупенчатых поршней, снабже ны ш аровой опорой рас положенной в под пятник е в продолжении с оответс твую щего с тупенчатого порш ня 10. Двигатель по п. 2, о т л и ч а га щ и йс я гем что концы коромыс ла выполнены в пид е зу бчатых с егментов, а продолжения сту пенчатых порш ней-с зу бчатыми рейками с возможнос тью контакта пос лед них с соот ветс твующими зубчатыми сегментами пу тей их зацепления. 11. Двигатель по од ному из пп. 2-10, от л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен ку лачковым валом д вигателя и внешним приводом для противох одно принуд ительно связанных пос редс твом коромыс ла с тупен чатых порш ней. 1? Двигатель по п 11, о т л и ч э ю щ и« с я тем, чго внешний привод с од ержит дополнительное коромыс ло, приводимое от кулачкового вала через ползу ны и тяг и и нпс кручиваемо ус тановленное на опорной оси коромыс ла. 13 Двигатель по п. 12, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что к аж д ый к омпресс ионный цилинд р снабжен вспомогательным коромыс лом, с вязанным с внеш ним привод ом и дейс твующим на прод олжение соответс тву ющего с тупенчзтого порш ня. 14. Двигатель по п. 13, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что ку лачковый вал рас положен над с ту пенчатыми порш нями, а кулачки вы полнены в виде роликов 15. Двигатель по п 14, о т л и ч а ю щ li ft с я тем, что обращ енные о с торону от сту пенчатых порш ней концы вс помогатель ных коромысел ус тановлены на регу лиру е мых, шарнирах. 16. Двигатель по п 15, о т л и ч а га щ ий с я тем. что обращ енные в с торону от сту пенчатых порш ней копии вспомоїатель HLIX коромысел шзрмирно соед инены с регу лируемыми ползу нами. 17 Двигатель по п. 11, о т л и ч а го щ ий с я тем, ч то внеш ний привод снабж ен гид ронас осами, привод имыми от ку лачкового вала, и гидроцилинд рами связанными с гидронас осами через f ид ропровод ы, с возмож нос тью во зд ейс тв ия н а п р од о лж е н и л сту пенчатых порш ней 13. Двигатель по п. 17, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что каждый гидроп^ооод снабжен регулиру емым демп фером. 19. Двигатель по одному из пп. 11-10, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кулачковый вал выполнен с возможнос тью реіу лироеания угла вращения относительно коленчатого вала. Изобретение о тнос итс я к д вигателям вну треннего с горания, в час тнос ти к порш невому д вигателю вну треннего с горания. І іє ль изобретения - расширение эксплу атационных возможнос тей. Ej/величенном масш табе; фиг. 4 - разрез по ІІ-ІІ фиг. 2 «-ерез цилиндровую головку и один цилинд р ДВ С; фиг 5 - разрез по Ill-Ill фиг. 2 через цилинд рову ю головку ДВ С; фиг. 6 узел ш арнирного с оед инения с ту пенчатого поршня с коромыс лом пос редс твом ку лис ы, установленной с возможнос тью смещения о выполненном в конце коромыс ла прод оль ном отверс тии, фиг 7 - аналогичное фиг. 6 шарнирное с оед инение конца коромыс ла со с тупенчатым поршнем пос редс твом вклю ченного между ними вод ила: фиг. 8 - аналогичное фиг. 7 шарнирное соед инение конца коромыс ла со с ту пенчатым поршнем, также посредс твом еключенного между ними водила, од нако, с предусмотренным с о с торо 5 Далее варианты выполнения изобретения опис ызэются с поясняющими чертежами, на которых изображено: фиг. 1 - вид сверху двух цилинд рового ДВ С, без к рышк и цилинд ровой головки: фиг. 2 - прод ольный Ю разрез по 1-і фиг. 1 через оба рабочих цилиндра, цилинд ровую головку ДВ С, расположенные с о с тороны цилинд ровой головки компресс оры д ля каждого рабочего цилинд ра и принудительно связывающее с тупенча- 15 тые поршни коромыс ло; фиг. 3 - час ть фиг. 2 ны продолжения шаровым шарниром; фиг. 9 принуд ительное соед инение коромыс ла с од ним с ту пенчатым порш нем через относящуюся к пос леднему зу бчатую рейку и взаимод ейс твующий с ней зу бчатый с егмент на 5 конце коромыс ла; фиг. 10 - внеш ний привод двух прину дительно взаимос вязанных с ту пенчатых порш ней, от ку лачкового вала; фиг. 11 - альтернативный предс тавленному на фиг. 10 привод с тупенчатых поршней от 10 кулачкового вала; фиг. 12 - другое альтернативное выполнение внешнего привод я с ту пенчатых порш ней от рас положенного над сту пенчатыми порш нями ку лачкового вала; фиг. 13-альтернативное фиг. 10 выполнение 15 гид равлического внешнего привод а двух принуд ительно взаимосвязанных с тупенчатых порш ней от ку лачкового вала ДВ С. Предлагаемый д вигатель вну треннего сгорания согласно фиг. 1-5 предс тавляет с о- 20 бой д ву х цилинд ровый д ву х так тный д вигатель 1 с воздуш ным ох лажд ением. Он с од ержи т пара л ле льно рас по лож енн ые од ин ряд ом с д ругим рабочие цилинд ры 2 с противох од но работающими порш нями З В 25 рабочие цилиндры 2 вых од ят выполненные в сгенк ах цилинд ров 2 впускные отверс тия 4 д ля возд ух а горения или с мес и топлива с воздухом и выпускные отверс тия 5 для отработанных газов, которые у правляются изве- 30 с тным обр азом верх ней кромкой рабочих поршней 3. Над рабочими цилиндрами рас положе на закрывающая их сверху цилинд ровая го* ловка 6. Она включает извес тным образом 35 соед иненную с рабочими цилинд рами ? че рез прокладку у плотнений 7 плиту 8, в кото ро й к оак с и а ль но с о о тв е тс тву ю щ ему рабочему цилинд ру размещены компрессо ры 9 д ля сжатия топлива и его под ачи в 40 камеры сгорания рабочих цилинд ров 2. При э том может ис пользоватьс я, напр., газооб разное топливо, с месь топлива с воздух ом или также смес ь топлива с вых лопными га зами, природным газом или вод ород ом. 45 Кажд ый компресс ор 9 сод ержит цилиндрическу ю гильзу 10 и аксиально расположенный о ней с тупенчатый порш ень 11. Эти цилиндрическ ие гильзы 10 ввинчены в выемки 12, которые прос тираютс я коакс иально 50 обоим рабочим цилинд рам 2 черрз плиту 8. Цилинд рические гильзы 10 имеют с ту пенчатые цилинд рические отверс тия 13. 14, выполненные таким образом, что обращенные о противоположную от с оответс твующих ра- 55 бочих цилиндров 2 с торону отверс тия 13 имеют меньш ий д иаметр, чем отверс тия 14, обращенные к рабочим цилинд рам 2. Соответс твенно с тупенчатому выполнению цилинд рич ес к их отверс тий 13, 14 Р С К И * ІИ ПІ-1П" IP с туп ен ча ты е по р шни 1 1 ГН Р П ^ ЄІ П .» o f'p- яц он н ы м к с оо тве тс тв ую ще м у р р гю чр м у ц и / тц ц ~ P V 2 уча с тк о м 15 п ло тн о ра зм гщр н ны м в бОЛее ШИрОХОМ ОТВерСТИИ 14, И ИМЕЮЩИМ м ень ши й д иам е тр с те рж н ем 1С , п ло тн о ра лм е щр н н ым в м е нь ше м о тве р с ти и 1 3 , о б р а щ е н н ом в п р о ти в о п о л о ж ну ю от соответс твующего рабочего цилинд ра 2 с торону. На чертеже (левый компрг-ссор на фиг. 2 или 3) схематически обозначены лишь два уплотнительных кольца 17. Таким образом, кажд ый компрессор с одержит с тупенчатый порш ень 11 и камеру сжатия 18. рас положенную в облас ти более широкого отверс тия 1*1 каждой цилиндрической гильзы 10 и закрытую от с оответс твую щего рабочего цилинд ра 2 у час тком 15. Сту пенчатые поршни 11 компресс оров 9, рас положенных у рабочих цилиндров 2 со стороны головки 6 ЦИЛИНДРОВ, противох од но принудительно взаимосвязаны посредс твом рычажного соед инения. Это рычажное соед инение предс тавляет собой коромысло 19, расположенное на опорной консоли 20 с, возможнос тью качания вокруг ос и 21 с имметрично осям рабочих цилиндров 2 и цилинд рических гильз 10. Опорная консоль 20. в свою очередь, ус тановлена на плите 8 посредс твом анкерных болтов 22 с позможнос тью ре гу л и ро в ан и я п о в ыс о те и подд ерживает ось 21 коромыс ла 19, рас положенную под прямым углом к осям рабочих цилинд ров 2. С обращенными в противоположную от оси 21 с торону концами 23 керомыс лэ 19 ш арнирно связаны с тупенчатые поршни 11 компресс оров 9 С э той целью от с тержней 16 в с торону, противоположную рабочим цилинд рам 2, прос тираютс я пиль * чатые прод олжения 24, между которыми помещ ен ы ко н ц ы 2 3 к о р ом ыс л а 1 9. Ша рн и р но е с о ед ин е ни е о бес пе чи ва ю т опорные ш ейки 25. которые проход ятсквозь указанные продолжения 24 и концы 23 коромысла 19 В отверс тиях 26 на концах 23 коромыс ла 19 размещены экс центриковые опоры 27, через которые прох одят опорные шейки 25. закрепленные в вильчатых прод олжениях 24 стержней 16. Экс центриковые опоры 27 при возвратно-пос ту пательном движении г. ту пенчатых порш ней 11 осуществляю т огранич е н н ы й п о в о ро т в с о о тв е тс тву ющ и х отверс тиях 26. Это позволяет избежать напряжений, которые иначе возникли би в шарнирных с оед инениях концов 23 коромыс ла 19 с о с тупенчатыми порш нями 11 вследс твие того, что концы 23 коромыс ла 19 перемещаются по дуге окружнос ти. 13128 Ввиду вышеописанного принудительного соединения ступенчатых поршней 11 последние могут выполнять только протипоходные движения. Но противоположной рабочим цилинд- 5 рам 2 стороне плита 8 привинченная к раfifvv.M цилиндрам 2, снабжена наружными сгенками 28, образующими пространство 29, включающее в себя вышеописанное ры-чажмоо соединение и закрытое сверху при- 10 винченной к стенкам 28 крышкой 30. Симметрично по отношению к компрессором 9 в сгенках 28 выполнены каналы 31, 32 для подачи воздуха. В рабочие цилиндры 2 см«сто воздуха может подаазться смесь топ- 15 л ива с воздухом однако зга не изменяет работы двигателя Канал 31 связан с линией 33 для подачи воздуха, а канал 32 открывается в колено 34, которое дугообразно простирается а низ в область рабочих 20 цилиндров 2 и присоединено к разветвлению 35, связанному с впускными отверстиями 4. Благодаря такому выполнению воздух горения, подаваемый а рабочие цилиндры 2 р чэеисимости от движений поршней 3, про- 25 ходит через пространство 29. Далее, в связанном с трубопроводом подачи воздуха 33 канале 31 установлена форсунка 36 для впрыска смазочного масла в воздух горения. Смешанные с воздухом горения частички 30 мосла могут также осуществлять сазку деталей я картере двигателя. Как, в частности, показано ва фиг. 2-4, плита 8 и/или цилиндрические жльзы 10 компрессоров 9 имеют радиальные кольце- 35 вые канавки 37, выполненные в цилиндрических отверстиях 13, примерно о середине длины стержней 1G, а в области каждой ка-Нс*вки 37 имеется простирающееся через плиту 8 поперечное отверстие 38, с которым 40 сообщен трубопровод 39 для подачи газообразного ИЛЕ: же парообразного топлива или газа, используемого в качестве добавки, а также трубопровод 40 для подачи жидкого топлива. Разумеется, газообразные и/или 45 жидкие виды топлива могут объединяться и другим образом перед подачей в отверстие 38. От кольцевых канавок 37 простирается несколько радиальных отверстий 41, распределенных по окружности стержней 16 и S0 сходящих а цилиндрические отверстия 13. Б стержня 16 выполнено соответствующее количество распределенных по окружности кольцевых канавок 42 и продольных канавок 43, которие заканчиваются на противопо- 55 ложной соответствующему рабочему цилиндру 2 стороне перед к ольцом 17, установленным на каждом стержне 16, и простираются Б направлении расширенного участка 15 ступенчатого поршня 11 так,,что камеры сжатия 18 связаны с выполненными в цилиндрических гильзах 10 кольцевыми канавками 37, когда ступенчатые поршни 11 находятся в нижнем положении (фиг, 2 и 3 слева). На чертеже также показаны и обозначены позициями другие элементы конструкции, а именно; большие нагружаемые поверхности 44 ступенчатых поршней 11, обращенные к камерам сжатия 18 кольцеоые поверхности 45 этих поршней и перепускные отверстия 46 (фиг, 3), а на фиг. 1, 4, 5 показаны трубы 47 для отвода отработанных газов, связанные с выпускными отверстиями 5 рабочих цилиндров 2. На фиг. б представлено шарнирное соединение конца 23 коромысла 19 с продолжением 24 ступенчатого поршня 11 через кулису 48, которая размещена с возможностью перемещения в продольном отверстии Ад в конце коромысла 19. Сквозь кулису 48 проходит опорная шейка 25, которая жестко закреплена на продолжении 24 ступенчатого поршня 11 и, следовательно, связывает точку воздействия ступенчатого поршня 11 с коромыслом 19. Посредством своего перемещения в продольном отверстии 49 на конце 23 коромысла 19 кулиса 48 устраняет напряжения при качатсльном движении коромысла 19 аналогичным образом, как и эксцентриковая опора 27 в вышеописанном варианте выполнения. Форма выполнения согласно фиг. 7 отличается от формы выполнения по фиг. 6 тем. что между концом 23 коромысла 19 и стержнем 16 ступенчатого поршня 11 установлено водило 50, аналогичным образом шарнирно связанное с концом 23 коромысла 19 и продолжением 24 ступенчатого поршня 11 посредством опорных шеек 25, 51. Это водило 50 расположено в основном в направлении оси цилиндрической гильзы 10 и, следовательно, в направлении движения ступенчатого поршня 11. Поскольку расположенная на конце 23 коромысла 19 опорная шейка 25 при качании коромысла 19 совершает перемещения по дуге окружности, то водило 50 совершает незначительные колебания вокруг шарнирной оси на продолжении 24 ступенчатого поршня 11, устраняя npvi этом напряжения на концах 23 коромысла 19. При выполнении по фиг. 8 конец 23 коромысла 19 также связан с продолжением 24 ступенчатого цилиндра 11 посредством шарнирно установленного на опорной шейке 25 водила 50, а также посредством шаровой опоры 52, размещенной в шаровом подпятнике 53 на продолжении 24 ступенчатого поршня 11. Шаровая опора 52 удержи 9 ІЗ 12В вэется в подпятнике 53 посредством каппы 54, навинченной на продолжение 24 ступенчатого поршня 11, которая выполнена в виде накидной гайки. Сквозь каппу 54 проходит стержень 55, соединяющ ий шаровую опору 5 52 с водилом 50 и соединенный с обращенным о сторону от опорной шейки 25 концом этого водила 50 резьбовым соединением, снабженным контргайкой 56. Благодаря выполнению точки (воздействия на продолже - 10 нии 24 ступенчатого поршня 11 в виде шарового шарнира ступенчатый поршень 11 может поворачиваться вокруг своей продольной оси. Ступенчатый поршень 11 на стороне, обращенной к камере сгорания со - 15 ответствующего рабочего цилиндра 2, может иметь скошенную управляющую кромку 57, посредством которой при поворачивании ступенчатого поршня 11 вокруг его продольной оси обеспечивается регулирование 20 момента открывания перепускных каналов от камеры сжатия 18 компрессора 9 в камеру сгорания соответствующего рабочего цилиндра 2 и при этом управлять подачей топ-липа в камеру сгорания рабочего цилиндра 25 2 наряду с регулированием степени сжатия и нагревания топлива. Наконец, при выполнении согласно фиг . 9 продолжение ступенчатого поршня 11 свя зано с концом 23 коромысла 19 посредством 30 зубчатой передачи. Для этого продолжение ступенчатого поршня 11 снабжено зубчатой рейкой 58, а конец коромысла 19, соответст венно, зубчатым сегментом 59, взаимодей ству ющ им с зубча то й ре йк ой 5 8. 3 5 Геометрический центр этого сегмента лежит на опорной оси коромысла 19, так что при таком выполнении не требуются дополни тельные мероприятия по устранению напря жений при движении коромысла. 40 Рассматриваемые до сих пор варианты выполнения касались принудительно взаи мосвязанных ступенч аты х поршней, которые приводятся в действие посредством пагружения их поверхностей, обращ енных к 45 камерам сгорания соответствующих рабочих цилиндров. Напротив, на фиг. 10 показ а н ва р и а н т в ыпо лн е н и я Д В С по изобретению с внешним приводом принудительно взаимосвязанных ступенчатых порш - 50 ней двух компрессоров от кулачкового вала 60 двигателя. Этот внешний привод служит для усиления степени сжатия топлива, стабилизирует работу компрессоров и обеспе чивает точно е управлен ие протеканием 55 процесса сгорания. При таком выполнении коромысло 19, обеспечивающее принудительную взаимосвязь двух ступенчатых поршней 11, пескручиваемым образом установлено на оси 21, 10 на которой на некотором осевом раесгоч нии от коромысла 19, аналогично нескручиваемым обр азо м уста но в лен о дополнительное коромыспо 61. Дополнительное коромысло 61 приводится иэпест ным образом пос редством снабженного эксцентриковыми кулачками 62 вала 60, через тяги 63 и ползуны 64 с роликами 65 в качестве кулачковых дисков. Дпя устранения люфта в этой системе привода предус мотрены регулировочные болты 66. Таким образом, привод дополнительного коромысла 61 от кулачкового вала 60 находится в нескручиваемом сцеплен ии с принудительным соединением ступенчатых поршней 11 и через коромысло 19 поддерживает работу последних На фиг. 11 показан другой вариант выполнения внешнего привода ступенчатых поршней 11, которые принудительно взаимосвязаны посредством коромысла 19, от кулачкового вала 60 двигателя. Здесь для каждого ступенчатого поршня 11 имеется свое дополнительное коромысло 61, установленное на оси 67, которое поздействует одним концом на соответствующ ий ступен чатый поршень 11, передавая на него усилие от кулачковою вала 60 с кулачками 62 через соответствующую тягу 63 и ползун 64 с роликом 65. Поскольку внешние приводы для каждого ступенчатого поршня 11 выполнены одинаково, на фиг. 11 изображен только один такой привод. Другой привод, понятно, расположен за ним с дальнейшим дополнительным коромыслом 61, установленным на той же оси 67, и передает усилие от пос ледующего кулачка 62. На фиг. 12 показан ещ е один внешний привод, аналогичный изображенному на фиг. 11 и отличающийся от него тем что , кулачковый вал 60 расположен над ступен чатыми поршнями 11. Здесь дополнитель ные коромысла 61 расположены каждое на своей оси 67, на каждой из которых одним своим концом установлен регулируемый ползун 64. а ролики 65 для взаимодействия с кулачками 62 вала 60 размещены каждый на оси 67, которой снабжено каждое дополнительное коромысло 61 примерно на середине его продольного протяжения. Здесь, как и на фиг. 11, изображен только внешний привод одного ступенчатого поршня 11, поскольку внешний привод второго ступенчатого поршня 11 выполнен точно так же и лежит за изображенным приводом. В отличие от представленных на фиг . 10-12 внешних приводов с механической передачей от кулачкового вала 60е на ст/пенчатые поршни 11. фиг. 13 показывае т вариант выполнения внешнего привода по 11 13128 средством гидравлической системы передзІИ Согласно фиг. 13. взаимодействующие с кулачками 62 сала 60 посредством роликоо 6S ползуны 64 выполнены в виде гидравли ческих насосов vi связаны каждый через со- 5 ответствуют и и гидропровод 68 с птфоцмлиндрами 69 для создания усилия, которое передается непосредственно на продолжения 24 ступенчатых поршней 11, принудительно взаимосвязанных коромыс- 10 лом 19, установленным на оси 21. и приво димых, таким образом, в зависимости от давления е гидросистеме. Шарнирное сое динение концов коромысла 19 с продолже ниями ступенчатых поршней 11 здесь 15 выполнено аналогично выполнению, описанному в связи с фиг. 6. Гидросистема каж дого ступ енчат ого пор шня 1 1 дополнительно содержит регулируемый де мпфер 70, и оОе эти гидросистемы подклю- 20 чены к общей магистрали 71 подачи гидравлической жидкости через обратные кпапаны 72, которые не позволяют поступа ющей в систему жидкости возвращаться обратно. 25 Предлагаемый двигатель внутреннего СІ орамия работает следующим образом. Когда закончен рабочий такт левого ра бочего цилиндра 2, то ступенчатый поршень 11 и поршень 3 рабочего цилиндра 2 иахо- 30 дятгя в своем нижнем положении. При этом происходят выпуск отработанных газов из камеры сгорания через отверстие 5 в соот ветствующий канал 47 для отвода отрабо танных газов и впуск в камеру сгорания 35 через отверстия 4 свежего воздуха, обога щенного смазочным маслом, поступающего из линии 33 о камеру сгорания рабочего ци линдра 2 через отверстия 4. При этом в ка мере сжатия 18 компрессора 9 при нижнем 40 попожении ступенчатого поршня 11 открыт перепускной канал, образованный продоль ной канавкой 43 в стенке цилиндрического стержня 16, который обеспечивает поступ ление топлива в камеру сжатия 18 из отвер- 45 ст^я 38, связанного с каналами для подачи газообразного и/или жидкого топлива с од ной стороны, и с другой стороны, - с кольце вой канапк ам 37, подающей топливо непосредственно в камеру сжатия 18. 50 Рабочие поршни 3 в СВОЕМ самом нижнем положении показаны на фиг. 4 и (слева) на фиг. 2,3. Расположение впускных 4 и выпускных 5 отверстий обеспечивает при опу- 55 екании рабочего поршня 3 вначале открывание выпускного отверстия 5, и лишь затем открывание впускных отверстий 4, 12 через которые в камеру сгорания поступает свежий воздух из линии 33, обогащенный смазочным маслом из соответствующей форсунки 36. Соответственно этому из камеры сгорания сначала выходят отработанные газы, которые отводятся по каналам 47, и только затем в камеру сгорания впускается свежий воздух, вытесняющий из камеры сгорания остатки отработанных гэзоп. После окончания этого хода, во времл которого происходит заполнение камеры сгорзния рабочего цилиндра 2 свежим воздухом и заполнение камеры сжатия 18 новой порцией топлива, начинается ход сжатия. Во время хода сжатия поршень 3 рабочего цилиндра 2 поднимается из своего нижнею положения, при -этом р, камере сгорания повышается давление воздуха. Это воздействие на большую поверхность 44 ступенчатого поршня принуждает его подниматься в верхнее положение, при этом ступенчатый поршень 11 своей кольцевой поверхностью 45 сжимает топливо о камере сжатия 18 и при этом нагревает его. Когда ступенчатый поршень 11 достигает своего верхнего положения, происходит следующий рабочий ход. Во времл отого хода сжатое и соответственно нагретое топливо из камеры сжатия 18 компрессора 9 через перепускное отверстие 46 поступает в камеру сгорания рабочего цилиндра 2, где имеется сжатый и соответственно нагретый поднимавшимся в верхнее положение поршнем 3 воздух. Вследствие контакта сжатого и нагретого топлива с воздухом происходит его самовоспламенение, о камере сгорания рабочего цилиндра 2 резко повышается давление, и рабочий поршень 3 иод воздействием этого давления опускается в свое нижнее положение. Затем рабочий ход поршня 3 и ступенчатого поршня 11, показанных на чертеже спеза. повторяется. Аналогично работают рабочий поршень 3 и ступенчатый поршень 1Т, показанные на чертеже справа, но о противоположном направлении, то есть такту сжатия левого цилиндра соответствует рабочий такт праеого цилиндра, и наоборот. Наличие жесткой взаимосвязи между ступенчатыми поршнями 11 двух компрессоров 9 для сжатия и соответственно нагревания топлива, выполненной в пиде коромысла 19, повышает точность работающих а противоположных направлениях поршней, что позволяет обеспечить надежною работу предлагаемого поршневого двигателя внутреннего сгорания даже прл очень высоких оборотах. 13128 13128 13128 -в CO» 1 •t L I SI 13128 Г±1 29 ЗО Фиг. 4 13128 13128 13128 Фиг. 12 13128 Фиг. 13 Упорядник Замовлення 4100 Техред М.Моргентал Коректор Н.Король Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гзгаріпа, 101

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Piston combustion engine

Назва патенту російською

Поршневой двигатель внутреннего сгорания

МПК / Мітки

МПК: F02B 13/00

Мітки: внутрішнього, згоряння, поршневий, двигун

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/14-13128-porshnevijj-dvigun-vnutrishnogo-zgoryannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Поршневий двигун внутрішнього згоряння</a>

Подібні патенти