Кільцевий вільнопоршневий двотактний двигун внутрішнього згоряння “квант-2″

Кільцевий вільнопоршневии двотактний двигун внутрішнього згоряння, що включає корпус, циліндри прямокутного перерізу, поршні двосторонньої дії та перетворювач, який містить шарнірний багатоланковик з траверсами, що вільно встановлені на прямому валу, та циліндричні шестерні, які встановлені на осях в вершинах багатоланковика і зачеплені із зубчастим колесом, з'єднаним з прямим валом, що встановлений в стінках корпусу поперечно циліндрам з можливістю двостороннього обертання, який відрізняється тим, що циліндричний корпус об'єднує не менше двох кільцевих циліндрів, порожнина кожного циліндра розділена на шість робочих об'ємів поршнями з витискувачами на поверхні їх головок, причому траверси виконані триплечими, по троє з'єднують поршні через їх пальці і шарнірно зв'язані з ланками шестикутного багатоланковика, а зубчасте колесо виконане трикутнико-подібним, вільний зустрічний рух поршнів синхронізований за допомогою повзунів і осей шестерень, що рухомо розміщені в радіальних напрямних, які виконані на бокових стінках циліндрів через рівні кутові проміжки, на циліндричній поверхні виконані вікна випуску і встановлені привідні форсунки прямоточної продувки, паливні і охолодної рідини та свічки запалювання О Винахід відноситься до двигунобудування Кільцевий вільнопоршневии двотактний двигун внутрішнього згоряння містить циліндричний корпус з двома кільцевими циліндрами прямокутного перерізу і прямоточною продувкою Порожнина кожного циліндру розділена на шість робочих об'ємів поршнями двосторонньої дії з визискувачами на поверхні їх головок Розміщений між циліндрами перетворювач оснащений шарнірним шестикутним багатоланковиком з трьохплечими траверсами і циліндричними шестернями Траверси вільно і рухомо встановлені на прямому валу двигуна і по троє з'єднують поршні через їх пальці та шарнірно зв'язані з ланками багатоланковика, в вершинах якого встановлені на осях шестерні, які знаходяться у зв'язку з трикутноподібним зубчатим колесом, з'єднаним з прямим валом двигуна, що встановлений в бокових стінках циліндрів з можливістю двостороннього обертання і двостороннього зняття потужності Вільний зустрічний рух поршнів синхронізований за допомогою повзунів і осей шестернів, що рухомо розміщені в радіаль них напрямних, які виконані назовні бокових стінок циліндрів Застосування можливо в галузях, в яких використовуються поршневі ДВЗ Відомий вільнопоршневии двотактний двигун внутрішнього згоряння, який містить корпус, чотири взаємно паралельних циліндри прямокутного перерізу з газорозподілом двосторонньої автоматичної дії Порожнина кожного циліндру розділена на два робочих об'єми поршнем двосторонньої дії і вільним поступно-зворотним рухом Перетворювач, розміщений між циліндрами і оснащений шарнірним чотирикутним багатоланковиком з двоплечими траверсами і циліндричними шестернями Траверси вільно і рухомо встановлені на прямому валу двигуна і попарно об'єднують поршні через їх пальці з повзунами, що рухомо розміщені в напрямних на плечах траверс, які шарнірне зв'язані з першою групою ланок багатоланковика, друга група ланок якого шарнірне зв'язана з боковими стінками корпусу з можливістю повороту В вершинах багатоланковика встановлені на осях циліндричні шестерні, які знаходяться у зв'яз СО сч (О Ю ку з вісімкоподібним зубчатим колесом, з'єднаним з прямим валом двигуна, що встановлений в бокових стінках корпусу поперечно циліндрам з можливістю двостороннього обертання Укр П 27496, МПК 6 F 02В 75/32, 71/00, 1995р Аналіз прототипу а/ розміщений в порожнині кожного поршня двосторонньої дії механізм газорозподілу двосторонньої автоматично і дії з поперечно-петлевою продувкою частково обмежує робочі об'єми, б/ збільшена частота руху поршнів підвищує температуру фіксованих об'ємів згоряння, що обмежує збільшення ступеня стиску, в/ вісімкоподібне зубчате колесо перетворювача частково обмежує частоту обертального руху валу двигуна В основу винаходу поставлено задачу удосконалення вільнопоршневого двотактного двигуна внутрішнього згоряння шляхом зміни конструкції циліндро-поршневих груп, газорозподілу, перетворювача, взаємного розташування вузлів та їх зв'язків, що дозволить поліпшити техн результат Кільцевий вільнопоршневий двотактний двигун внутрішнього згоряння містить циліндричний корпус, який об'єднує не менше двох кільцевих циліндрів прямокутного перерізу з прямоточною продувкою Порожнина кожного циліндру розділена на шість робочих об'ємів поршнями двосторонньої дії з витискувачами на поверхні їх головок і можливістю вільного зустрічного руху Перетворювач розміщений між кільцевими циліндрами та оснащений шарнірним шестикутним багатоланковиком з трьохплечими траверсами і циліндричними шестернями Траверси вільно і рухомо встановлені на прямому валу двигуна, по троє з'єднують поршні через їх пальці, що виведені назовні бокових стінок циліндрів і шарніри о зв'язані з ланками багатоланковика в їх середніх частинах В вершинах баттоланковика встановлені на осях циліндричні шестерні, які знаходяться у зв'язку з трикутноподібним зубчатим колесом, розташованим в центрі багатоланковика і з'єднаним з прямим валом двигуна, що встановлений в бокових стінках циліндрів з можливістю двостороннього обертання і двостороннього зняття потужності Вільний зустрічний рух поршнів синхронізований за допомогою повзунів І осей шестернів, що рухомо розміщені в радіальних напрямних, які виконані назовні бокових стінок циліндрів через рівні кутові проміжки В зонах завершення тактів розширення на циліндричній поверхні виконані вікна випуску, а в зонах завершення тактів стиску встановлені з електроприводом форсунки прямоточної продувки, паливні І охолоджувальної рідини та свічки запалювання На фігурах 1, 2 зображено схеми двигуна в поперечному перерізі, ВІДПОВІДНО в середніх і крайніх положеннях поршнів На фігурі 3 зображено схему двигуна в перерізі А-А фігури 1 Кільцевий вільнопоршневий двотактний двигун внутрішнього згоряння містить циліндричний корпус 1 з двома кільцевими циліндрами 2, на циліндричній поверхні яких виконані вікна 3 випуску та встановлені з електроприводом форсунки 4 прямоточної продувки, форсунки 5 паливні, форсунки б охолоджувальної рідини та свічки 7 запалювання Порожнина коленого циліндру 2 розділена на 57623 шість робочих об'ємів 8 поршнями 9 з витискувачами 10 на поверхні їх головок Перетворювач оснащений шарнірним шестикутним багатоланковиком з трьохплечими траверсами 11, які вільно та рухомо встановлені на прямому валу 12 Плечи траверс 11 шарнірно зв'язані з ланками 13 віх середніх частинах та по троє з'єднують поршні 9 через їх пальці 14,15, що виведені назовні бокових стінок 16 кільцевих циліндрів 2 В вершинах багатоланковика встановлені на осях 17 циліндричні шестерні 18, які знаходяться у зв'язку з трикутноподібним зубчатим колесом 19, з'єднаним з прямим валом 12 Вільний зустрічний рух поршнів 9 синхронізований за допомогою повзунів 20 та осей 17 шестернів 18, що рухомо розміщені в радіальних напрямних 21, які виконані назовні бокових стінок 16 кільцевих циліндрів 2 Робота двигуна Від зовнішнього приводу вал 12, трикутноподібне колесо 19 та циліндричні шестерні 18 отримують обертальний рух, що приводить до зміни форми шарнірного шестикутного багатоланковика приблизно на трикутноподібну При цьому середні точки ланок 13 рухаються по дузі кола і приводять плечі траверс 11 та поршні 9 через їх пальці 14, 15 в вільний зустрічний рух з циклічною зміною робочих об'ємів 8 кільцевих циліндрів 2 Рух поршнів 9 синхронізований за допомогою повзунів 20 та осей 17 шестернів 18, що рухомо розміщені в радіальних напрямних 21 на бокових стінках 16 кільцевих циліндрів 2 При завершенні тактів розширення здійснюється повітряна прямоточна продувка робочих об'ємів 8 форсунками 4 через відкриті вікна 3 випуску На початку такту стиску /після завершення газообміну/ в робочі об'єми 8 паливними форсунками 5 подається паливо /в суміші з мастилом до 1%/ в КІЛЬКОСТІ, яка забезпечує паливній суміші теоретичний склад При завершенні тактів стиску за допомогою витискувачів /виконаних на поверхні головок поршнів/ якісно утворена паливна суміш наближується до свічок 7, запалюється і швидко та повно згоряє Розширюючись, гази через поршні 9 діють на плечи траверс 11 під кутом 90°, що значно збільшує ефективність тактів розширення При збільшенні робочих об'ємів 8 тиск газів зменшується, але температура їх достатня для пароутворення в робочих об'ємах 8 та продовження тактів розширення до їх повного завершення В середній фазі тактів розширення в робочі об'єми 8 подається форсунками 6 охолоджувальна рідина, перехід якої в газопаровий стан продовжує такти розширення до їх повного завершення Процес пароутворення в робочих об'ємах 8 збільшує використання теплової енергії палива і супроводжується зменшенням температури відпрацьованих газів, їх токсичності, шуму і опору на виході, з можливістю використання залишків теплової енергії для підігріву охолоджувальної рідини в теплообміннику Технічні властивості а/ в кільцевих циліндрах одночасно здійснюється по шість робочих тактів розширення з повторенням циклів через кожні 60° повороту валу двигуна, тобто за один його оберт здійснюється 36 робочих тактів, що дозволяє регулювати потужність двигуна зменшенням їх КІЛЬКОСТІ за кожний цикл, б/ в кільцевих циліндрах із зустрічним рухом поршнів двосторонньої дії пере творювач значно зменшує їх робочий хід, що дозволяє збільшити частоту їх руху, в/ перетворювач утричі зменшує частоту обертального руху валу двигуна, г/ витискувачі, що утворені на поверхні головок поршнів зменшують поверхню об'ємів згоряння, що сумісно із збільшеною частотою руху поршнів дозволяє збільшити ступінь стиску в нефіксованих об'ємах згоряння, д/ збільшена КІЛЬКІСТЬ робочих об'ємів до дванадцяти, є/ запровадження електронного пристрою, який керує форсунками з електроприводом та свічками запалювання дозволяє в робочих об'ємах підтримувати теоретичний склад паливної суміші, що забезпечує повне згоряння палива, зменшує токсичність відпрацьованих газів, поліпшує екологію навколишнього середовища 57623 /т|е/ корисна дія двигуна /r\e=r\tr\or\mr\J, б/ збільшена потужність, крутящий момент та паливна економічність, в/ зменшені габаритні розміри і вага двигуна, г/ модулі двигунів з двостороннім обертанням валу і двостороннім зняттям потужності можливо групувати в агрегати значної потужності, що розширить межу і галузь їх застосування, д/ універсальні властивості перетворювача можливо використати за Іншим призначенням в Інших галузях, В циліцдро-поршневих групах і в перетворювачі можливо застосування сучасного термокерамічного матеріалу, що дозволить збільшити термічний /lit/ коефіцієнт двигуна і наблизити його до межі, теоретично обг-рунтованої С Карно /T|t=1I хол/ І гор/ Технічний результат а/ збільшена ефективна 15 II 21 22 ФІГ. 2 Комп'ютерна верстка О Кураєв Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна