Двигун внутрішнього згоряння

Изобретение относится к машиностроению, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания с двухвальным кривошипным механизмом. Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, цилиндр с поршнем и основным шатуном (толкателем), два параллельных коленчатых вала, связанных между собой при помощи кинематической связи через шейки кривошипов с возможностью вращения в противоположные стороны при помощи механизма передач, два дополнительных ша туна, каждый из которых одной из головок шарнирно соединен с соответствующим коленчатым валом, и основной шатун (толкатель), шарнирно соединенный верхней головкой с поршнем, а нижней - со вторыми головками дополнительных шатунов, причем геометрический размер кривошипа ведущего коленчатого вала определяется здесь расстоянием от оси вращения ведущего коленчатого вала до оси нижней головки основного шатуна [Авт. св. СССР № 1733654, кл. F 02 В 75/32, 1992]. Недостатками известного двигателя являются сложность и громоздкость кривошипно-шатунного механизма, недостаточный крутящий момент на коленчатом валу по сравнению с возможностями двухвальных двигателей, а также, большие габариты и масса двигателя снижают, в конечном итоге, литровую, мощность двигателя. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, цилиндр с поршнем и шатуном, шарнирно соединенным верхней головкой с поршнем, два параллельных коленчатых вала, кинематически связанных между собой с возможностью вращения при помощи коромысла с кривошипными головками, соединяющими его с шейками кривошипов и с шатунной головкой, соединяющей его с нижней головкой шатуна, причем длина коромысла равна расстоянию между осями вращения коленчатых валов, а цилиндр установлен на вертикали, проведенной через ось вращения второго коленчатого вала [Заявка реестр. № 93006858, кл. F 02 В 75/32, 1993]. Недостатком известного двигателя является шатун. Он болтается из стороны в сторону и прижимает поршень к стенкам цилиндра, отчего потери на преодоление сил трения достигают до 12%, что уменьшает коэффициент полезного действия двигателя. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования двигателя внутреннего сгорания, в котором путем установления двух шатунов, расположенных параллельно между собой, обеспечивается параллельное движение -поршня относительно продольной оси цилиндра и за счет этого устраняются боковые удары поршня о гильзу цилиндра, уменьшаются потери на преодоление сил трения и увеличивается КПД двигателя. Поставленная задача решается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем картер, цилиндр с поршнем и шатуном, шарнирно соединенным верхней головкой с поршнем посредством поршневого пальца, два параллельных коленчатых вала, связанных между собой при помощи кинематической связи с возможностью вращения через шейки кривошипов, причем кинематическая связь коленчатых валов выполнена в виде коромысла с кривошипными головками, соединяющими его с шейками кривошипов, и с шатунной головкой, соединяющей его с нижней головкой шатуна, длина коромысла равна расстоянию между осями вращения коленчатых валов, а цилиндр установлен на вертикали, проведенной через ось вращения второго коленчатого вала, согласно изобретению он снабжен вторым шатуном, установленным параллельно первому, в поршне выполнена вторая пара .отверстий для поршневого пальца, обеспечивающая поршню шарнирное соединение с верхней головкой второго шатуна, причем обе пары отверстий расположены симметрично относительно центральной продольной оси поршня, а на коромысле выполнена вторая шатунная головка, обеспечивающая шарнирное соединение коромысла с нижней головкой второго шатуна. Установление двух шатунов, расположенных параллельно между собой а также выполнение в поршне двух пар отверстий для поршневых пальцев, расположенных симметрично относительно центральной продольной оси поршня, а на коромысле двух шатунных головок позволяет по центрам пальцев и пальцев на коромысле образовать шарнирный параллелограмм, который обеспечивает поршню вертикальное положение относительно коромысла и параллельное движение относительно продольной оси цилиндра без отклонений из стороны в сторону. Э то обуславливает уменьшение потерь на механическую работу в цилиндре, что увеличивает КПД двигателя. На чертеже схематично изображен предлагаемый двигатель внутреннего сгорания, продольный разрез. Двигатель внутреннего сгорания содержит картер 1, цилиндр 2 с поршнем 3, ведущий коленчатый вал 4, второй коленчатый вал 5, расположенный параллельно ведущему коленчатому валу 4, Коленчатые валы 4 и 5 кинематически связанные между собой через шейки 6 и 7 кривошипов 8 и 9 при помощи кривошипных головок 10 и 11 коромысла 12. Цилиндр 2 установлен на вертикали А-А, проведенной к оси вращения О3, коленчатого вала 5 и смещен относительно вертикальной плоскости Б, проведенной по оси вращения О4 ведущего коленчатого вала 4. Длина коромысла 12, определяемая расстоянием между осями Ο1 и О2 кривошипных головок 10 и 11, равна расстоянию между осями вращения О3 и О4 коленчатых валов 5 и 4. Эти оси образуют шарнирный параллелограмм О1О4О3 О2. который выполняет функцию кривошипного механизма, в котором коленчатый вал 4 является ведущим, функцию силового рычага выполняет расстояние от оси вращения О1 этого вала до оси О2 кривошипной головки 11 коромысла 12, являющееся геометрическим размером rг кривошипа 8, а базовым является размер кривошипа 10, определяемый радиусом r, равным расстоянию между осью вращения Ο4 ведущего коленчатого вала ч и осью Ο1 шейки 6 кривошипа 8. Двигатель снабжен двумя шатунами 13, параллельно расположенными между собой и шарнирно соединенными своими верхними головками 14 с поршнем 3 посредством поршневых пальцев 15, а нижними головками 16 - с коромыслом 12 через его шатунные головки - 17 посредством пальцев 18, которые по осям О5 и Ο6 поршневых пальцев 15 и по осям Ο7, Ο8 пальцев 18 образуют шарнирный параллелограмм Ο5Ο6Ο 8Ο7 . Цилиндр 2 и поршень 3 могут быть изготовлены из керамического материала или иметь его покрытие. Двигатель работает следующим образом. В шарнирном параллелограмме О1О4О3О 2 с неподвижным звеном О3О4 при движении поршня 3 коромысло 12 движется по кругу в положении, параллельном неподвижному звену О3О 4, а в шарнирном параллелограмме Ο5Ο6Ο8 Ο7 звено O5 O6 движется параллельно О3О4, что обеспечивает поршню 3 параллельное движение относительно продольной оси цилиндра 2 и следовательно, стенкам цилиндра. Использование изобретения в двигателе внутреннего сгорания с двухканальным кривошипным механизмом, выполненным в виде шарнирного параллелограмма, в котором геометрический размер кривошипа ведущего коленчатого вала многократно увеличен, позволяет не только уменьшить потери на механическую работу в цилиндре и, соответственно, увеличить коэффициент полезного действия двигателя, что сделает двигатель более надежным и долговечным и повысит литровую мощность двигателя, но и увеличит часто ту вращения ведущего коленчатого вала. Все это сделает двигатель более надежным и долговечным.