×
19.01.2018
218.016.0b28

Результат интеллектуальной деятельности: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Сущность изобретения: двигатель состоит из секций, каждая из которых содержит: цилиндр 1, в стенках которого прорезаны окна для впуска топливовоздушной смеси или воздуха 2 и выпуска отработанных газов 3. Внутри цилиндра расположены оппозитные поршни 4 и 5, образующие единую камеру сгорания, совершающие движения, обеспечивающие впуск топливовоздушной смеси, ее сжатие, рабочий ход и выпуск продуктов горения, составляющих четырехтактный рабочий цикл. Движение поршней по заданной траектории обеспечивается планетарным механизмом внешнего зацепления. Техническим результатом является увеличение скорости вращения двигателя и, соответственно, повышение его мощности. 2 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.

Существующие четырехтактные поршневые двигатели с одним поршнем в каждом цилиндре, использующие кривошипный механизм (патент №2018009, F02B 75/32, опубл. 15.08.1994. Поршневой двигатель внутреннего сгорания), сложные механизмы перемещения поршня (патент №2027043, F02B 75/32, опубл. 20.01.1995. Двигатель внутреннего сгорания) или поршни сложной формы (авторское свидетельство №1763689, F02B 33/14, опубл. 23.09.1992. Двигатель внутреннего сгорания транспортного средства) имеют клапанный газораспределительный механизм, быстродействие которого ограничено, что в свою очередь ограничивает и скорость вращения двигателя, не позволяя наращивать его мощность за счет увеличения оборотов.

Использование двухтактных циклов в дизельных и карбюраторных двигателях также не позволяет наращивать мощность и обороты, так как полная продувка цилиндра и полное замещение отработанных газов без перерасхода топливовоздушной смеси невозможно.

Наиболее близким к изобретению является двухтактный двигатель внутреннего сгорания, имеющий цилиндр с расположенными в нем двумя поршнями (патент №2009347, F02B 75/32, опубл. 15.03.1994. Двигатель внутреннего сгорания). Этот двигатель состоит из секций, каждая из которых содержит цилиндр с двумя поршнями, приводимыми в движение зубчатыми механизмами. Работа данного двигателя построена таким образом, что впуск и выпуск рабочей среды в цилиндр происходит через прорезанные в стенках цилиндра окна.

По мере выполнения рабочего цикла назначения окон должны меняться, а следовательно, необходим дополнительный газораспределительный механизм, выполняющий эту функцию. Наличие такого механизма, так же как и в случае однопоршневых двигателей, приводит к ограничению скорости работы двигателя, а значит, и вырабатываемой им мощности. Использование в данном двигателе двухтактного цикла работы также снижает его эффективность по сравнению с четырехтактным циклом, несмотря на то, что применение эпициклоидного механизма и сложного движения поршней позволяет немного улучшить условия продувки цилиндра по сравнению с однопоршневым двухтактным двигателем.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в увеличении мощности за счет увеличения оборотов карбюраторного или дизельного двигателя, которое достигается благодаря отказу от газораспределительных механизмов.

Основной отличительной особенностью предложенного двигателя является использование механизма, обеспечивающего движение поршней по траекториям, позволяющим выполнять впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск через окна, прорезанные в стенках цилиндра, не изменяя при этом их назначения, т.е. выполнять четырехтактный рабочий цикл.

Технический результат достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, состоящем из секций, каждая из которых содержит цилиндр с впускным и выпускным окнами и размещенные в нем, образующие единую камеру сгорания поршни, новым является то, что каждая секция содержит планетарный механизм внешнего зацепления, зубчатые колеса которого связывают выходные валы с поршнями посредством кривошипов, водил и шатунов, а разные углы начальной установки кривошипов и водил, задающих движение поршней по траекториям, обеспечивающим четырехтактный рабочий цикл.

Траектории движения поршней описываются суммой синусоидальных функций, имеющих кратные частоты ω и 2ω:

где Х01, Х02 - смещение траекторий относительно нейтрального положения (для правого поршня - положительное, а для левого поршня - отрицательное), А1, А2 - амплитуды первой и второй гармоник, определяемые геометрическими параметрами механизма, ϕ11, ϕ21, ϕ12, ϕ22 - начальные фазы гармоник левого и правого поршней, определяемые начальными углами установки кривошипов.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где изображена кинематическая схема планетарного механизма внешнего зацепления перемещения поршней, и фиг. 2, где изображен цилиндр двигателя и траектории движения поршней с указанием фаз работы двигателя.

Двигатель состоит из секций, каждая из которых содержит цилиндр 1 (фиг. 1), в котором прорезаны окна для впуска топливовоздушной смеси 2 и выпуска отработанных газов 3, со свечой (для карбюраторных двигателей) или форсункой (для дизельных двигателей) 6, в котором движутся поршни 4 и 5, образующие единую камеру сгорания.

Поршни приводятся в движение планетарным механизмом, состоящим из зубчатых колес внешнего зацепления 7 и 8, по которым перекатываются зубчатые колеса 9 и 10, приводимые в движение кривошипами 11, 12. На каждом зубчатом колесе 9 и 10 размещены водила 13, 14, которые через шатуны 15, 16 связаны с поршнями 4 и 5. Соотношение радиусов зубчатых колес 7, 8, 9, 10 определяет соотношение угловых скоростей вращения кривошипов 11, 12 и водил 13, 14 (ω и 2ω в формуле 1). Длины кривошипов 11, 12, водил 13, 14 и шатунов 15, 16 определяют амплитуды и начальные смещения траекторий движения поршней (Х01, Х02, A1, А2 в формуле 1). Углы начальной установки кривошипов и водил (ϕ11, ϕ21, ϕ12, ϕ22 в формуле 1) обеспечивают движение поршней по траекториям а и б, указанным на фиг. 2, обеспечивая необходимые фазы газораспределения.

Цикл работы двигателя состоит из пяти основных этапов (фиг. 2). Двигаясь по цилиндру 1, поршни 4 и 5 на этапе впуска расходятся, увеличивая объем межцилиндрового пространства, при этом открывая через впускное окно 2 доступ для топливовоздушной смеси. Этап сжатия начинается с момента перекрытия поршнем 4 впускного окна 2, после чего межцилиндровое пространство оказывается изолированным, а сближение поршней приводит к повышению давления. Цикл рабочего хода начинается с воспламенения топливовоздушной смеси свечой 6 (в случае карбюраторного двигателя) или впрыска топлива через форсунку 6 (в случае дизельного двигателя). В процессе расхождения поршней повышенное давление в цилиндре позволяет совершить полезную работу, и рабочий ход продолжается до тех пор, пока поршень 5 не откроет доступ из межцилиндрового пространства в выпускное окно 3. Выпуск отработанных газов происходит за счет сближения поршней при открытом доступе к выпускному окну 3. Для повторения рабочего цикла необходимо выполнить переход поршней от выпускного окна к впускному.

Траектории движения а и б поршней 4 и 5 описываются суммой синусоидальных функций, имеющих кратные частоты ω и 2ω:

где X01, Х02 - смещение траекторий относительно нейтрального положения (для правого поршня - положительное, а для левого поршня - отрицательное), А1, А2 - амплитуды первой и второй гармоник, определяемые геометрическими параметрами механизма, ϕ11, ϕ21, ϕ12, ϕ22 - начальные фазы гармоник левого и правого поршней, определяемые начальными углами установки кривошипов.

Применение данных двигателей позволит существенно увеличить цилиндровую мощность за счет повышения оборотов, что достигается отказом от газораспределительного механизма и отсутствием необходимости изменения назначения впускных и выпускных окон.


ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-8 of 8 items.
13.01.2017
№217.015.6b32

Бортовая система измерения параметров вектора скорости ветра на стоянке, стартовых и взлетно-посадочных режимах вертолета

Изобретение относится к области авиационного метеорологического оборудования. Бортовая система измерения параметров вектора скорости ветра содержит неподвижное ветроприемное устройство, преобразователи информативных сигналов, канал аналого-цифрового преобразования, вычислительное устройство,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592705
Дата охранного документа: 27.07.2016
26.08.2017
№217.015.da63

Измеритель выходных характеристик спиральных пружин

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматизированного определения величины момента, создаваемого плоской спиральной пружиной или торсионом с неограниченным углом закрутки. Сущность изобретения заключается в том, что измеритель выходных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623816
Дата охранного документа: 29.06.2017
19.01.2018
№218.016.0af7

Двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Сущность изобретения: двигатель состоит из секций, каждая из которых содержит: цилиндр 1, в стенках которого прорезаны окна для впуска топливовоздушной смеси или воздуха 2 и выпуска отработанных газов 3. Внутри цилиндра расположены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632355
Дата охранного документа: 04.10.2017
19.01.2018
№218.016.0b3c

Двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Сущность изобретения: двигатель состоит из секций, каждая из которых содержит: цилиндр 1, в стенках которого прорезаны окна для впуска топливовоздушной смеси или воздуха 2 и выпуска отработанных газов 3. Внутри цилиндра расположены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632356
Дата охранного документа: 04.10.2017
06.03.2020
№220.018.09ac

Устройство для определения упруго-вязкой и вязкой среды

Изобретение относится к области контрольно-измерительного оборудования для определения упруго-вязкой среды и вязкой среды, в частности полимерных сред. Устройство для определения упруго-вязкой и вязкой среды полимерной смолы состоит из двух коаксиальных цилиндров, имеющих вращение, между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715895
Дата охранного документа: 04.03.2020
21.04.2023
№223.018.4fee

Способ для определения упруго-вязкой и вязкой среды

Изобретение относится к области контрольно-измерительного оборудования для определения вида среды, в частности вида полимерных сред. Устройство для определения упруго-вязкой и вязкой среды состоит из двух коаксиальных цилиндров, имеющих вращение, между которыми находится полимерная смола, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002747933
Дата охранного документа: 17.05.2021
22.05.2023
№223.018.6b33

Способ получения защитного покрытия в вакууме на формообразующей поверхности металлической пресс-формы для литья магниевых сплавов

Изобретение относится к способу получения защитного покрытия в вакууме на формообразующей поверхности металлической пресс-формы для литья магниевых сплавов. Проводят предварительный нагрев и очистку формообразующей поверхности металлической пресс-формы путем бомбардировки ионами, осуществляемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795775
Дата охранного документа: 11.05.2023
04.06.2023
№223.018.76b4

Устройство создания нагрузочного момента двигателя постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам определения параметров электрических машин, и может найти применение при создании установок для идентификации параметров, например, моментных двигателей постоянного тока. Технический результат заключается в упрощении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796640
Дата охранного документа: 29.05.2023
Showing 21-30 of 37 items.
27.03.2015
№216.013.3572

Магнитный редуктор

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве передаточного устройства в механических системах с большим ресурсом работы при ударных нагрузках. Технический результат - уменьшение массы и потерь в стали магнитного редуктора, вибрации. Магнитный редуктор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545166
Дата охранного документа: 27.03.2015
27.03.2015
№216.013.3573

Синхронный электродвигатель

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве исполнительного двигателя с большим вращающим моментом. Технический результат - создание синхронного электродвигателя с более технологичной конструкцией, допускающей большие скорости вращения и работу на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545167
Дата охранного документа: 27.03.2015
20.06.2015
№216.013.578a

Способ создания экспериментальной модели острого панкреатита у животного

Изобретение относится к медицине, в частности к гастроэнтерологии, патофизиологии, и касается моделирования острого панкреатита. Для этого способ включает лигирование основного ствола выводного протока поджелудочной железы, введение в систему протоков поджелудочной железы агрессивного раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553940
Дата охранного документа: 20.06.2015
27.06.2015
№216.013.58f0

Устройство генерации колебаний

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554309
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a6e

Устройство генерации колебаний

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554691
Дата охранного документа: 27.06.2015
20.11.2015
№216.013.91ec

Устройство для определения динамических характеристик термодатчика

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при испытании и калибровке средств измерения температуры (термодатчиков), преимущественно датчиков температур газовых и воздушных потоков. Устройство содержит последовательно соединенные блок (1) формирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568972
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.91ed

Способ определения параметров затухающего переходного процесса термодатчика

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для испытания или калибровки средств измерения температуры (термодатчиков), преимущественно датчиков температур газовых и воздушных потоков. Способ заключается в измерении начального и конечного значений сигналов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568973
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.06.2016
№217.015.03f6

Бортовая система измерения параметров вектора скорости ветра на стоянке, стартовых и взлетно-посадочных режимах вертолета

Бортовая система измерения параметров вектора скорости ветра содержит ветроприемное устройство в виде неподвижного панорамного меточного датчика аэродинамического угла и истинной воздушной скорости с системой приемных электродов, неподвижный осесимметричный полусферический аэрометрический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587389
Дата охранного документа: 20.06.2016
10.04.2016
№216.015.2f34

Меточный датчик аэродинамического угла и истинной воздушной скорости

Изобретение относится к устройствам для измерения величины (модуля) и угла направления (аэродинамического угла) вектора истинной воздушной скорости, а также других высотно-скоростных параметров летательного аппарата, определяющих движение относительно окружающей воздушной среды. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580208
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.05.2016
№216.015.42ab

Меточный датчик аэродинамического угла и истинной воздушной скорости

Изобретение относится к устройствам для измерения величины (модуля) и угла направления (аэродинамического угла) вектора истинной воздушной скорости, а также других высотно-скоростных параметров летательного аппарата (ЛА), определяющих движение ЛА относительно окружающей воздушной среды....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585126
Дата охранного документа: 27.05.2016
+ добавить свой РИД