Вільнопоршневий двигун внутрішнього згоряння

Изобретение относится к двигателестроению. Использование: преобразование движения поршней, свободно установленных в цилиндрах, во вращение выходного вала. Сущность изобретения : двигатель содержит два параллельно расположенные цилиндра 1,2с размещенными в них встречно движущимися поршнями 13 - 16, образующими между собой камеры сгорания. Механизм преобразования движения поршней 13 - 16 во вращение выходного вала 49, выполненный в виде двух параллельно расположенных промежуточных валов 27, 28, соединенных между собой при помощи синхронизирующей зубчатой передачи 29 - 32, каждый из которых связан с одним из поршней 13-16 каждого цилиндра 1, 2. а также Изобретение относится к двигателестроению, в частности к свободнопоршневым дизелям. Известен двухтактный дизельД-100 (2 Д 100) с неразделенной камерой и прямоточной щелевой продувкой с встречно движущимися поршнями, который имеет дэа коленвалг - верхний и тжнш. Коленвалы связаны между собой - промежуточным муфт 46, 47 свободного хода с заклинивающими элементами и ведомой и ведущей полумуфтами, установленных между поршнями 13 - 16 и выходным валом 49. Предусмотрена система впрыска топлива и впрыска охлаждающей воды в цилиндры 1,2. Для этого в камерах сгорания установлены топливные 7, 8 и водяные 9, 10 форсунки, датчики 11, 12 давления газа, а в корпусе-датчики остановки мзховикэ 34, 35 и скорости его движения 36. 37 . Кроме этого, каждый цилиндр 1, 2 снабжен электронным блоком 38, 39 управления, входы которого связаны с задающим устройством (40,41) впрыска и датчиками 11,12 давления газа, датчиками остановки 34. 35 и скорости движения маховиков 36, 37, а выходы - с топливной (7, 8) и водяной (9, 10) форсунками. Такое устройство обеспечивает качественное опережение впрыска топлива, а также внутреннее охлаждение цилиндров 1, 2 за счет впрыска охлаждающей воды после момента максимального значения температуры горения с последующим низкотемпературным и низкотоксичным выхлопом. 4 з.,п. ф-лы. 4 ил, вертикальным валом и двумя парами конических шестерен. При этом коленвзлы вращаются в противоположные стороны. С верхним голенвалом шатунами связаны верхние поршни, управляющие открытием продувочных окон, с нижним коленвалом шатунами связаны нмжнме поршни, управляющие открытием выпускных оком. Охлаждение в этих дизелях водяное с отводом излишнего тепла в окружающую среду. С 1728515 Недостатком существующих тепловозных и судовых двухтактных лизелей на базе Д - 1 0 0 ( 2 Д 100) типа 10 Д 100 М, 11 Д 100. 13 Д 100, 14 Д 100 и 15 Д 100, выпускаемых промышленностью в настоящее время, яв- 5 ляется наличие в них коленчатых валов, на которых с участием шатунов усилие, создаваемое газами, разлагается на активную и пассивную составляющие, т еряя при этом мощность. І0 Известен т э к ^ е двухтактный дизельный двигатель с встречно движущимиг 15 двигаясь от крайнего t.dpy^horo г іочожсния "0 к крайнему внутреннему положению, перекрывают прод^вочноэ окно 4 и ць.гускнее окно 6 После чего в цчлипдрр ^ начинается процесс сжатия ьоздухеі При достижении в ци uiii^ne 1 давления 15 горения млі'сипального значения и из нале его спада датчик 11 давления ra^d дэ°т об LUИрСНИЯ уОСЛ^'ЧИВОЙ ЭТИМ СЗПЬ.М МОЩНОСТЬ дизеля Далее поршни 13 14 двигаясь к крайнему наружному положению открыва ют выпускное окно 5 и продувочное окно 3 в цилиндре 1 производятся выпуг/ отработанной іазопзровой смеси через выпускное окно 5 а также продувка его сжатым воздухом черрз лрпдуво шое окно 3 и выпускное окно 5 Дале > процесс в этом цилиндре 1 повторяется снов? В цилиндре 2 поршни І5 16 движутся при сжатии віодуха о^ крайнего наружного положения к крайнему внутреннему положению При подходе поршней 15, 1G к край непу внутреннему положению топливной форсункой 8 вприскивается топливо в ци линдр 2 Далее процесс в этом иипиндре 2 повторится снова При соверіиеиии рабочих лоцов в ц-іпиндрах 1 2 мауовики 2Ь 26 совершают к( лебзтельиые движения, которые передаются чепоз волы 27 28, две пары конических шестерен 29 30 и 31 32 на вертикальный вал 33 г которого движения передаются и рез две гыры конических шестерен 42 43 и 44 4Ь Hti клиновые муфты 46 47 свободно го хода і огорые эти колебательные движе имя поочередно 'выпрямляют и однонаправленное движение передают на выходную цилиндрическую шестерню 48 и выходной вал 49 а далее через конические зубчатые зацппления с шестерни 31 выполненной заодно с маховиком 26 на конические клиновые муфты 50, Ы свободного хода которые эти колебате/ъные движения поочередно "выпрямляют" и далее однонаправленное движение передают на выходной вал 5? С помощью і омических шестерен 30 32, входящих е з а ц е т е н и е с коническими шесіернями29 31, связанных с маховиками 25, 26 vi а^ршкагьного вала 33 производится синхроні/ззці/я движения поршней 1 3 - 1 6 Рэдиугы маховиков (или коромысел) до ценгра мотылевых пальцев RM ВЫПОЛНЯЮТСЯ такой величины что при нахождении поршней под максимальным давлением горения (при ЭТОМ З Л е К Т р И Ч е С К і М 1 Ш 1Л В "ЛЄК t p O H I I L I H номинальной степени сжатия) шатуны его блок 39 угрявления Сюді же пс чаются гиг находятся в вертикальном положении а налы с датчика 37 скорости двил ения махо- 50 ПЛРЧО создаваемое крутящий момент раввика и задающего устройства 11 ьіригка С но в зто время не менее чем 0 9 RM учетом всех эти/ сигналов электронный Количество ^прискизаемои воды для схблок 39 управления выдрет упрэрляющии лаждеьия цилиндопв должно быть таким сигнал на водяную форсуик/ 9 в момент ч т сбы температури выхлога газопаровои после достижения температуры ю р р н и я 55 pa а^рп^нке рас Г А 9 179 ос і с Применение свободнопоршневого деи гателя внутрениегосгорания предложенной конструкции позволит снизить максимальные нагрузки в механизме путем установки маховиков на каждом промежуточном валу, 5 связанном с поршнями Кроме того, будут снижены максимальные нагрузки в элементах привода выходного вала за счет применения клиновых и конических клиновых муфт свободного хода Применение в пред- 10 ложенном двигателе электронном системы управления обеспечивающей качественное опеоежение вприска топлива позволит в нем псГлучить большие мощности Водяные форсунки применяемые для внутреннего 15 охлаждения цилиндров, позволят в нем тэк>te увеличить мощность избавиться от наружной системы охлаждения а также уменьшить токсичность выхлопа Формула изобретения 20 1 Свободчопоршнезои двигатель внутреннего сгорания содержащий корпус по меььшеи мере два параллельно расположенных цилиндра с размещенными в них встречно движущимися поршнями образу- 25 ющими между собой камеры сгорания механизм преобразования движения поршней во вращение вы>одного вала выполненный в виде двух параллельно распопоженн-ых промежуточных валов, соединенных между 30 собой при помоши синхронизирующей зуб чзтои передачи каждый из которых связан с одним из поршней каждого цилиндра, а также муфт свободного хода с заклинивающими элементами и ведомом и ведущей по 35 лумуфтами установленных м^жду поршнями и выходным валом, и систему епрыска топлива выполненную в виде топливных форсунок установленных в каждой камере сгорания и связанных с блоком уп- 40 равления с возможностью поочередной 10 подэчм на форсунки управляющего ens нала, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с це/ыо снижения максимальных нагрузок в механизме, на каждом промежуточном валу установлен маховик связанный с поршнями, а синхронизирующая передача выполнена а виде вала распопожзнного перпендикулярно промежуточным валам т зацепленного с ними при помолі конических зубатых колес 2 Д вигатель поп 1 отл и ч а ю щ и й с я тем, что заклииивающие элемент вьпотчены з виде клиньев 3 Двигатель по пп 5 и 2 , о т п и » а ю щ и й с я тем что в камерах сгорания дополнительно установлены водяные форсуж и и датчики давления газа в корпусе устачовлены датчики остановки пайовика и скорости его движения, а каждый цилиндр стбжен блоком управления входы которого связаны с задающим устройством вирыс1 з и дат чиками давления газа остановки и скорости движения маховика а выходы - с топливной и водяной Форсунками А Двигатель по пп 1 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем что на выходном валу установлена цилиндрическая шестерня зацепленная с шестернями ведомых полумуфт г^уфт свободного хода а ведущие полумуфты зацеплены с синхронизирующим валом при помощи конических передач 5 Двигатель по пп 1 -3 о т л и ч а ю щ и й с я тем что ведомые полумуфты муфт свободного хода жестко установлены нч в, іход ном валу а конические шестерни промежуточных взлов зыполнотг заодно с маховиками одна из которых зацеплена с обеими ведущими полумуфтами П р и о р и т е т по п у н к т а м 03 05 90 пп. 1-4 28 05 90 поп 5 1728515 4$ Фиг 2 49 1728515 1728515 f р едэктор А Мотыль Составитель В Краля Техред М Моргентал Корректор Т Мапац Заказ 1392 Тираж Подписное ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35. Раушская наб„ 4/5 Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гзгарина, 101