Двигун внутрішнього згоряння

1 Двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус із радіально розташованими циліндрами з поршнями, які з'єднані з шатунним механізмом, що закріплений на колінному валу, пристрої запалювання, впускні та випускні вікна, який відрізняється тим, що впускні та випускні вікна і пристрої запалювання виконані у корпусі й розташовані з можливістю почергової взаємодії з циліндрами, які з'єднані між собою кільцевим елементом, який має газове ущільнення та встановлений СПІВВІСНО колінному валу, містить планетарну передачу, яка знаходиться у кінематичному зв'язку з корпусом та кільцевим елементом 2 Двигун внутрішнього згоряння за п 1, який відрізняється тим, що газове ущільнення розташовано у кільцевому елементі з можливістю охоплення верхньої частини кожного з циліндрів 3 Двигун внутрішнього згоряння за п 1, який відрізняється тим, що він містить вал відбору потужності, який зв'язаний із кільцевим елементом Корисна модель належить до двигунів внутрішнього згоряння, а саме до багатоциліндрових двигунів, які використовують у літальних апаратах, легкових автомобілях усіх класів, маломірних судах тощо Відомий двигун, що містить корпус із пристроями запалювання, внутрішня поверхня якого утворена двома епітрохоїдальними кривими, які мають впускні вікна для руху газів, трикутовий ротор із криволінійними бічними поверхнями; який здійснює планетарне обертання усередині корпуса за рахунок планетарної передачі, що зв'язує кінематично ексцентриковий вал відбору потужності із ротором і дає можливість проведення робочого процесу за відомим чотирьохтактовим циклом Порожнини між внутрішньою поверхнею корпуса та бічними поверхнями ротору виконують роль циліндрів (див книгу Двигатели внутреннего сгорания /В П Алексеев, Н А Иващенко, И В Ивнин та інш -М Машиностроение, 1980 -С 261-265) У відомому двигуні виконання корпуса і ротора технологічно ускладнено та потребує значних витрат Навіть незначне зношування епітрохоїдальноі поверхні приводить до появи переміщень пластин, що ущільнюють, у пазах ротору, що викликає швидке їх зношування, втрату ущільнення і вихід з ладу двигуна Відомий також зіркоподібний двигун 14ЧН 15,5/15,5 (АШ - 82В), що прийнятий за прототип, який містить корпус, основний вузол, що складається з безлічі радіально розбіжних циліндрів, які закінчуються верхніми розкривами з поршнями, що з'єднані з шатунним механізмом, який закріплений на колінному валу Верхні розкриви кожного циліндру закриті окремими голівками, що містять пристрої запалювання, впускні та випускні клапани для можливості проведення робочого процесу за чотирьохтактним циклом Один кінець колінного валу крізь муфту та редуктор обертає гвинт, що несе, із уповільненою швидкістю, а другий, за допомогою мультиплікатора, обертає турбокомпресор (див там же, С 281 - 285) У двигуні такої конструкції необхідне застосування окремих, розбіжних від центра, приводних механізмів для кожного клапану, які володіють значною інерцюнністю, що обмежує наповнення циліндрів при зростанні швидкості обертання колінного валу, і, ВІДПОВІДНО, зменшує літрову потужність двигуна, при цьому також потребується застосування окремих механізмів для одержання потрібних для роботи гвинта що несе, та турбокомпресору швидкостей обертання В основу корисної моделі поставлено задачу розробити двигун внутрішнього згоряння, в якому нове взаємне розташування конструктивних елементів, введення додаткових елементів дозволить Ої 1400 збільшити літрову потужність за рахунок покращення наповнення й спорожнення циліндрів, збільшити швидкість обертання колінного вала до необхідного рівня та редукування її в уповільнену швидкість обертання, що підвищить надійність та ККД двигуна й знизить його собівартість Для рішення поставленої задачі у двигуні внутрішнього згоряння, що містить корпус і радіально розташовані циліндри з поршнями, які з'єднані з шатунним механізмом, який закріплений на колінному валу, пристрій запалювання, впускні та випускні вікна, у ВІДПОВІДНОСТІ з корисною моделлю, впускні та випускні вікна й пристрій запалювання виконані у корпусі та розташовані з можливістю почергової взаємодії з циліндрами, що з'єднані між собою кільцевим елементом із газовим ущільненням, та встановленим співвюно колінному валу, який містить планетарну передачу, що знаходиться у кінематичному зв'язку із корпусом та кільцевим елементом При цьому двигун внутрішнього згоряння містить вал відбору потужності, який з'єднаний із кільцевим елементом Крім того, газове ущільнення розташовано у кільцевому елементі з можливістю охоплення верхньої частини кожного з циліндрів У порівнянні з прототипом, в якому використовується клапанний механізм газорозподшення для забезпечення робочого процесу за відомим чотирьохтактовим циклом, у пристрої, що пропонується, безпосередня взаємодія впускних та випускних вікон із циліндрами, які перекривають їх у потрібній фазі, виключає наявність проміжних тіл (клапанний механізм) на шляху руху газів та зменшує опір їх руху, що дозволяє покращити масове наповнення циліндрів при збільшенні швидкості обертання валу до рівня достатнього для роботи турбокомпресору і забезпечити повне очищення об'єму стиснутого газу від продуктів згоряння Наявність планетарної передачі, яка пов'язує обертання колінного валу, корпусу та кільцевого елементу з циліндрами, дозволяє простим шляхом здійснити редукування високої швидкості обертання колінного валу в уповільнену швидкість обертання кільцевого елементу з циліндрами, що забезпечує виконання робочого процесу за чотирьохтактовим циклом без витоку газів, тому що кожний з циліндрів містить газове ущільнення Наявність у двигуні, що пропонується, деталей, більшість з яких мають форму тіл обертання та виготовляються із загальноприйнятих у двигунобудуванні матеріалів, їх висока технологічність, забезпечує низьку собівартість у виробництві При рівності робочих об'ємів, собівартість запропонованого двухшвидкісного двигуна порівнянна з собівартістю двохтактових двигунів, а при рівності потужностей - вона буде нижче будь-якого з відомих двигунів внутрішнього згоряння Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де Фіг 1 - загальний вигляд двигуна внутрішнього згоряння, Фіг 2 - вигляд збоку в розрізі, який виконано вздовж головної ВІСІ двигуна Двигун внутрішнього згоряння містить корпус 1, в якому розташовані радіально розбіжні циліндри 2 з поршнями 3, які з'єднані з шатунним механізмом 4, а між собою - кільцевим елементом 5, що встановлений СПІВВІСНО колінному валу 6 шатунного механізму та містить газове ущільнення 7, яке охоплює верхню частину кожного з циліндрів Колінний вал 6 взаємодіє з планетарною передачею 8, яка знаходиться також у кінематичному зв'язку з корпусом 1 та кільцевим елементом 5, з'єднаним з валом відбору потужності 9, який використовується для безпосереднього обертання робочого тіла, наприклад гвинта, що несе (на фіг не показаний) На корпусі 1 виконані ВХІДНІ 10 та ВИХІДНІ 11 вікна, а також пристрій запалювання 12 Планетарна передача 8 дозволяє обертатись корпусу 1 та кільцевому елементу 5 відносно друг друга, що забезпечує пряму і послідовну взаємодію циліндрів 2 з пристроєм запалювання 12 з вхідним 10 та вихідним 11 вікнами ЗОВНІШНІ поверхні корпуса 1 та циліндрів 2, а також внутрішня поверхня кільцевого елементу 5 можуть бути використані для відведення тепла Двигун внутрішнього згоряння працює наступним чином Після спалаху, що ініційований пристроями запалювання 12, розшир газів, наприклад, у циліндрі А (фіг 1) викликає рух поршня 3 до центру Цей рух поршня 3 передається шатунним механізмом 4 колінному валу 6, обертаючи його з високою швидкістю, який, в свою чергу, за допомогою планетарної передачі 8 обертає кільцевий елемент 5 із уповільненою швидкістю в тому ж напрямку, при забезпеченні нерухомості корпуса 1 Одночасно, в циліндрі Б, продовжується стиснення, а в циліндрі С, де випуск тільки закінчився, заготовлено початися наповнення Поршні 3, робочий хід яких визначається повертанням колінного валу 6, здійснюючи зворотнопоступальний рух у циліндрах 2, при кінематично зв'язаному обертанні з уповільненою швидкістю з кільцевим елементом 5, що підводить циліндри за колом, забезпечуючи послідовну взаємодію з пристроями запалювання 12, впускними 10 та випускними 11 вікнами, наближаючись та віддаляючись відносно внутрішньої поверхні корпуса 1, ІНІЦІЮЮТЬ виконання робочого процесу за чотирьохтактовим циклом Колінний вал 6 за допомогою планетарної передачі 8 може обертати корпус 1 у протилежному напрямку з уповільненою швидкістю, якщо забезпечено нерухомість кільцевого елементу У двигуні, що запропонований, відбір потужності може проводитись як від колінного валу, так і від додаткового валу відбору потужності 9, який з'єднаний з кільцевим елементом Переваги двигуна, що запропонований, відсутність економічних обмежень за мінімізацією робочих об'ємів, дозволяє розширити область їх можливого застосування, починаючи з двигунів самих малих робочих об'ємів та до максимально необхідних 1400 б а Фіг 2Фіг.1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сімі Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71