Опозитний двигун внутрішнього згоряння

1 Опозитний двигун внутрішнього згоряння, який містить розташовані СПІВВІСНО і симетрично відносно осі трикривошипного колінчастого вала перший і другий циліндри з установленими в них першим і другим поршнями, ВІДПОВІДНІ їм перший шатун, що шарнірно зв'язаний з першим кривошипом, та другий і третій шатуни, маса кожного з яких є удвічі меншою, ніж маса першого шатуна, що шарнірно зв'язані з другим і третім кривошипами, ВІДПОВІДНО, які розташовані симетрично відносно осі циліндрів і під кутом 180° відносно першого кривошипа, який відрізняється тим, що містить розташовані СПІВВІСНО З циліндрами і симетрично відносно осі колінчастого вала першу та другу на Винахід належить до галузі машинобудування, зокрема, до двигунобудування, а саме до конструкцій зрівноважених без спеціальних механізмів двигунів внутрішнього згоряння з опозитно розташованими циліндро-поршневими групами Відомо, ЩО зрівноважування двигунів внутрішнього згоряння досягається кількома способами розташуванням певним чином циліндрів і добором такої кривошипної схеми колінчастого вала, щоб ЗМІННІ сили інерції і їх моменти взаємно зрівноважувалися, створенням за допомогою додаткових мас нових сил, в будь-який момент часу рівних за величиною, але протилежних за напрямком основним силам, які зрівноважуються, застосуванням першого і другого способів водночас (кн Автомобильные и тракторные двигатели, ч 2, Под ред Проф И М Ленина, М «Высшая школа», 1976, с 34) Так, наприклад, відомий опозитний двигун внутрішнього згоряння, який містить розташовані СПІВВІСНО і симетрично відносно осі три ршнями через штоки, а з кривошипами через шатуни, причому перший крейцкопф зв'язаний з першим кривошипом через перший шатун, що шарнірно з'єднаний з пальцем першого крейцкопфа, а другий крейцкопф зв'язаний з другим і третім кривошипами через другий і третій шатуни, ВІДПОВІДНО, ЯКІ шарнірно з'єднані з пальцем другого крейцкопфа 2 Опозитний двигун за п 1 , який відрізняється тим, що перший крейцкопф зв'язаний з першим кривошипом через перший шатун, що шарнірно з'єднаний з пальцем крейцкопфа у внутрішній порожнині першого крейцкопфа, а другий крейцкопф зв'язаний з другим і третім кривошипами через другий і третій шатуни, ВІДПОВІДНО, ЯКІ шарнірно з'єднані з кінцями пальця, що виступають у порожнини, утворені зовнішньою поверхнею другого крейцкопфа і внутрішньою поверхнею відповідної напрямної кривошипного колінчастого вала перший і другий циліндри з установленими в них першим і другим поршнями, що шарнірно з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ їм шатунами, причому перший поршень зв'язаний з першим кривошипом через перший шатун, а другий поршень зв'язаний з розташованими симетрично відносно осі циліндрів під кутом 180° відносно першого кривошипа другим і третім кривошипами через другий шатун, який виконано вильчастим і який охоплює перший кривошип (в з ФРН №3132144, опубл 03 03 83 р , МКВ F16F15/24) Опозитний двигун внутрішнього згоряння відомої конструкції є збалансованим не тільки відносно сил інерції мас двигуна, які обертаються і зворотно-поступально рухаються, але й відносно моментів інерції першого та вищих степенів, що виникають під час роботи двигуна внаслідок осьового зміщення шатунних шийок Недолік відомого пристрою-надмірні навантаження на кривошипно-шатунний механізм і опори двигуна-зумовлений тим, що віддаленість другої і о О 00 о> (О 61980 вплив на показники надійності і ресурс двигуна, пояснюється тим, що наслідком заходів, спрямованих на забезпечення зрівноважування моментів і сил інерції мас, що рухаються, ставало збільшення тих самих мас (маси шатунів або маси поршнів), та зростання сили від тиску газів на поршні В основу винаходу поставлено задачу удосконалення опозитного двигуна внутрішнього згоряння з трикривошипним колінчастим валом, у якому завдяки новому крейцкопфному механізму зменшувалася б сума сили інерції мас, що зворотнопоступально рухаються, і сили тиску газів на поршень при дотриманні умов зрівноваженості двигуна, завдяки чому зменшуються навантаження на кривошипно-шатунний механізм і опори двигуна і зростають його показники надійності і ресурсу Для вирішення поставленої задачі, у опозитному двигуні внутрішнього згоряння, який містить розташовані СПІВВІСНО І симетрично відносно осі триикривошипного колінчастого вала перший і другий циліндри з установленими в них першим і другим поршнями, котрі, згідно з винаходом, через штоки та крейцкопфи шарнірно з'єднані з ВІДПОВІДПрототипом пристою, що заявляється, є опоНИМИ їм шатунами за допомогою пальців, що устазитний двигун внутрішнього згоряння, який містить новлені в отворах стінок крейцкопфів, причому розташовані СПІВВІСНО і симетрично відносно осі перший крейцкопф зв'язаний з першим кривошитрикривошипного колінчастого вала перший і друпом через перший шатун, з'єднаний з пальцем у гий циліндри з установленими в них першим і друвнутрішній порожнині першого крейцкопфа, а другим поршнями, що шарнірно з'єднані з ВІДПОВІДНИгий крейцкопф зв'язаний з розташованими симетМИ їм шатунами за допомогою поршневих пальців, рично відносно осі циліндрів і під кутом 180° відноустановлених в отворах стінки тронка кожного посно першого кривошипа другим і третім ршня, причому перший поршень зв'язаний з перкривошипами через другий і третій шатуни ВІДПОшим кривошипом через перший шатун, з'єднаний з ВІДНО, маса кожного з яких є удвічі меншою, ніж поршневим пальцем у внутрішній порожнині пермаса першого шатуна, стінки кожного крейцкопфа шого поршня, а другий поршень зв'язаний з розвиконані зі зміщеними відносно внутрішньої поветашованими симетрично відносно осі циліндрів під рхні направляючих ділянками, які розташовані кутом 180° відносно першого кривошипа другим і симетрично відносно умовної площини, що перетретім кривошипами через другий і третій шатуни, тинає крейцкопф по осі направляючих перпендиВІДПОВІДНО, маса кожного з яких є удвічі меншою, кулярно до осі отворів під палець, КІНЦІ котрого ніж маса першого шатуна (заявка ЄПВ виведені у порожнини, утворені зовнішньою пове№0503842А1, F02F7/00) рхнею крейцкопфа і внутрішньою поверхнею наДругий і третій шатуни, згідно з прототипом, правляючої, причому другий і третій шатуни з'єдз'єднані з поршневим пальцем другого поршня у нані з кінцями пальця другого крейцкопфа внутрішній порожнині останнього, а поршневий палець закріплений кінцями у стінках тронка поСукупність суттєвих ознак винаходу, що заявршня ляється, порівняно з прототипом, забезпечує зменшення суми сили інерції мас, що зворотнопостуУ опозитному двигуні внутрішнього згоряння пально рухаються, і сили тиску газів на поршень даної конструкції, як і у вищезгаданому пристрої, при дотриманні умов зрівноваженості двигуна Це маси і моменти інерції елементів, що рухаються, досягається через створення умов для зменшення які належать до першого і другого циліндрів, однадіаметру циліндро-поршневих груп завдяки з'єдкові, завдяки чому забезпечується їх взаємне комнанню поршнів з шатунами через штоки та крейцпенсування при обертанні колінчастого вала копфи, що виключило зв'язок між розмірами, які Проте віддаленість другої і третьої шатунних необхідні для розміщення другого та третього шашийок від осі циліндрів і необхідність розміщення тунів, та діаметром ВІДПОВІДНОГО поршня Та тим, другого і третього шатунів у внутрішній порожнині що другий і третій шатуни зв'язані з пальцем друдругого поршня зумовлюють використання циліндгого крейцкопфа у порожнинах, утворених зовнішро-поршневих груп великого діаметра, що веде до ньою поверхнею крейцкопфа і внутрішньою поверзбільшення маси і площі поршнів, і, ВІДПОВІДНО, ДО хнею направляючою, що дозволило зменшити зростання як сил інерції мас що рухаються зворотрозміри і, ВІДПОВІДНО, масу крейцкопфів Таким нопоступально, так і сили тиску газів на поршень, чином зменшуються і сумарні сили від сил тиску внаслідок чого зростають сумарні сили, які діють газів на поршні і сил інерції мас, що зворотнона кривошипно-шатунний механізм і опори двигупоступально рухаються (кн Автомобильные и на тракторные двигатели 4 2, Под ред проф И М Отже, надмірне навантаження на кривошипноЛенина, М .«Высшая школа», 1976, С 17-19) Змешатунний механізм і опори відомих опозитних двиншення ж навантаження на кривошипно-шатунний гунів внутрішнього згоряння з трикривошипним механізм і опори (підшипники) двигуна справляє колінчастим валом, яке справляє негативний третьої шатунних шийок від осі циліндрів потребує великого за розмірами і масою другого, вильчастого, шатуна Крім того, у разі використання циліндро-поршневих груп з діаметром меншим ніж потрібно для розміщення вилки шатуна у внутрішній порожнині циліндра, необхідно використовувати шатуни більш ніж у два рази довші ніж звичайно Це приводить до ще більшого зростання їх маси Для забезпечення зрівноваженості двигуна перший, звичайний, шатун необхідно виконати з масою, що дорівнює масі вильчастого шатуна, тобто свідомо обважнити Проте, внаслідок зростання сили інерції мас, що рухаються, зростають і навантаження на кривошипно-шатунний механізм і опори двигуна Розміщення вилки шатуна у внутрішній порожнині циліндра приводить до зростання діаметра циліндро-поршневих груп, і, ВІДПОВІДНО, до зростання як площі поршня так і його маси А це приводить до зростання суми сил від тиску газів на поршень, і сил інерції мас, що рухаються зворотнопоступально, які діють на кривошипно-шатунний механізм і опори двигуна 61980 зв'язаний з другим кривошипом 17 за допомогою позитивний вплив на показники надійності і ресурс другого шатуна 20, а з третім кривошипом 18-за двигуна допомогою третього шатуна 21 Причому шатуни Крім того, уніфікація креицкопфно-поршневих 20 і 21 з'єднані з кінцями пальця 25 Другий і третій комплектів опозитного двигуна внутрішнього згокривошипи 17 і 18, ВІДПОВІДНО, розташовані симетряння, що заявляється, сприяє не лише його зріврично відносно осі 5 направляючих Маса кожного новаженості, але й технологічності при виготовз шатунів 20 і 21 є удвічі меншою, ніж маса шатуна ленні 19 На кресленні подано переріз опозитного двигуна внутрішнього згоряння по осі циліндрів Під час роботи опозитного двигуна внутрішнього згоряння поршні 10 і 11, які сприймають силу Опозитний двигун внутрішнього згоряння містиску газів в циліндрах, рухаються зворотнопостутить перший 1 і другий 2 циліндри, та ВІДПОВІДНІ їм пально вздовж осі 5 направляючих у напрямку до направляючі 3 і 4, розташовані, на одній осі 5 і осі 6 колінчастого вала 7, установленого в підшипсиметрично відносно осі 6 трикривошипного колінниках 8 в картері 9 двигуна Поступальний рух почастого вала 7 Колінчастий вал 7 установлений за ршнів перетворюється на обертальний рух коліндопомогою ПІДШИПНИКІВ 8 в картері двигуна 9 В частого вала за допомогою шатунів 19, 20 і 21, циліндрах 1 і 2 установлені поршні 10 і 11 ВІДПОВІз'єднаних як з поршнями 10 і 11 за допомогою ДНО Поршні зв'язані з ВІДПОВІДНИМИ крейцкопфами штоків 14 і 15 та крейцкопфів 12 і 13 через порш12 і 13 через штоки 14 і 15 ВІДПОВІДНО Кривошипневі пальці 25, що установлені в отворах 24 стінок но-шатунний механізм двигуна включає перший, крейцкопфів, так і з ВІДПОВІДНИМИ кривошипами другий і третій кривошипи 16, 17 і 18 ВІДПОВІДНО, колінчастого вала 16, 17 і 18 Вважаючи нате, що перший, другий і третій шатуни 19, 20 і 21 ВІДПОВІцентри ваги шатуна 19 та обох шатунів 20 і 21 знаДНО Крейцкопфно-поршневі комплекти двигуна ходяться у одній площині та розташовані симетривиконані ідентично Стінки крейцкопфів 12 і 13 чно відносно осі 6 колінчастого вала 7 і із зсувом мають зміщені відносно внутрішньої поверхні нана 180° повороту колінчастого вала, сили інерції правляючих 3 і 4 ділянки 22, які розташовані симемас шатунів, які здійснюють зворотнотрично відносно умовної площини, що перетинає поступальний і обертальний рух, взаємно компенкрейцкопфи по осі 5 направляючих перпендикулясуються при обертанні колінчастого вала рно до осі 23 отворів 24 під палець 25 КІНЦІ пальців 25 виведені у порожнини 26, які утворені зовМаси креицкопфно-поршневих комплектів однішньою поверхнею крейцкопфівІ2 і 13 і накові, а центри ваги розташовані на одній осі, що внутрішньою поверхнею направляючих 3 і 4 сприяє зрівноважуванню сил інерції мас, що зворотно-поступально рухаються Причому сума сили Шатуни 19, 20 і 21 шарнірно зв'язані з ВІДПОВІінерції мас креицкопфно-поршневих комплектів, та ДНИМИ їм крейцкопфами за допомогою пальців 25, сили тиску газів на поршні, внаслідок зменшення їх що установлені в отворах 24 стінок крейцкопфів маси і площі головок останніх, значно менша, ніж в Перший крейцкопф 12 зв'язаний з першим кривопрототипі, завдяки чому зменшуються наванташипом 16 за допомогою першого шатуна 19, що ження на кривошипно-шатунний механізм і опори з'єднаний з пальцем 25 у внутрішній порожнині 27 двигуна (підшипники 8, 28, 29,30,31) першого крейцкопфа 12 Другий крейцкопф 13 61980 Комп'ютерна верстка А Ярославцева Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119