Двигун внутрішнього згоряння

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при конструировании двигателей с ограниченными габаритами. Одним из элементов, влияющих на габариты двигателя и его КПД, является длина поршня, которая выбирается из условия исключения перекосов поршня и его бокового износа. Известны попытки уменьшения длины поршня посредством различных технических приемов. Известен двигатель внутреннего сгорания (см. а.с. СССР № 1682613. F 02 В 75/32. 1991), включающий два связанных зубча тым зацеплением коленчатых вала, каждый из которых посредством шатуна связан с одним из концов коромысла, установленного на пальце в поршне, размещенном в цилиндре. Такая конструкция не приводит к ограничению длины поршня, поскольку последний при работе может свободно поворачиваться относительно коромысла, что приводит к износу и в случае недостаточной длины к перекосу. Известен выбранный в качестве прототипа двигатель внутреннего сгорания (см. а.с. СССР №739922, кл. F 02 В 75/32. 1984), содержащий, как и заявляемый двигатель, по меньшей мере, один цилиндр с размещенным в нем поршнем с двумя поршневыми пальцами, два коленчатых вале, связанных между собой шестернями, и два шатуна, каждый из которых сочленен верхней головкой с одним из поршневых пальцев, а нижней головкой - с одним из коленчатых валов, В отличие от заявляемого двигателя, в известном головки шатунов расположены на пальцах поршня с возможностью независимого поворота одна относительно другой. При таком сочленении шатунове поршнем и валами получается 4-звенная шарнирная конструкция, позволяющая при фиксированном положении нижнего звена (в данном случае нижние головки шатунов зафиксированы от бокового смещения на осях кривошипов) смещаться боковым звеньям (шатунам) с угловым поворотом верхнего звена в плоскости конструкции. В известном двигателе верхним звеном является поршень, так как связывает верхние головки шатунов, и поскольку эти головки расположены в поршне с возможностью независимого углового поворота, постольку поршень не ограничен от углового поворота, что вызывает его повышений износ и при недостаточной длине может привести к перекосу и заклиниванию. В основу изобретения поставлена задача в двигателе внутреннего сгорания путем изменения схемы сочленения верхних головок шатунов исключить перекосы поршня в цилиндре, что позволит уменьшить его длину и, тем самым, уменьшить габариты и повысить КПД двигателя. Поставленная задача решается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем, по меньшей мере, один цилиндр с размещенным в нем поршнем с двумя поршневыми пальцами, два коленчатых вала, связанных между собой шестернями, и два шатуна, каждый из которых сочленен верхней головкой с одним из поршневых пальцев, а нижней головкой - с одним из коленчатых валов, согласно изобретению, верхние головки шатунов связаны между собой зубчатым зацеплением. Введение зубчатого зацепления между верхними головками шатунов исключает угловой поворот поршня и его перекос в цилиндре, что позволяет уменьшить длину поршня до величины, определяемой условиями прочности, и тем самым, уменьшить габариты двигателя. При этом уменьшается масса движущи хся частей, что положительно сказывается на КПД двигателя. Это объясняется тем, что введение зубчатой связи превращает 4-звенную конструкцию прототипа в 3-звенную шарнирную конструкцию, исключающую при фиксированном положении нижнего звена смещение боковых звеньев и в данном случае поворот поршня. Эта связь при работе двигателя приводит к синхронному повороту головок при неизменном (соосном цилиндру) положении поршня вне зависимости от направления его двигателя. В отдельных случаях целесообразно зубчатое зацепление верхних головок шатунов выполнять в виде зубчатых секторов, прикрепленных к головкам, что положительно скажется на весе двигателя. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен заявляемый двигатель внутреннего сгорания, поперечный разрез. Как показано на чертеже двигатель содержит, по меньшей мере, один цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2 с двумя поршневыми пальцами 3 и 4. Двигатель имеет также два коленчатых вала 5 и б, связанных между собой зубчатыми шестернями 7 и 8, и два шатуна 9 и 10, которые верхними головками 11 и 12 связаны соответственно с пальцами 3 и 4, а нижними головками 13 и 14 - с валами 5 и 6. Верхние головки 11 и 12 шатунов 9 и 10 связаны между собой зубчатым зацеплением, которое, как показано на чертеже, может быть выполнено 8 виде прикрепленных к головкам зубчатых секторов 15 и 16. Двигатель также снабжен системами питания, зажигания и смазки. Заявляемый двигатель работает следующим образом. При перемещении поршня 2 в нижнее положение, его движение передается через пальцы 3 и 4 на головки шатунов 11 и 12 и далее через шатуны 9 и 10 и головки 13 и 14 на коленчатые валы 5 и 6, которые синхронно вращаются в разных направлениях. При этом наличие зубчатого зацепления верхних головок шатунов исключает поворот и перекос поршня.