×
20.05.2013
216.012.415b

БЕСШАТУННЫЙ ОППОЗИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002482301
Дата охранного документа
20.05.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Бесшатунный оппозитный двигатель внутреннего сгорания содержит оппозитные цилиндры с поршнями и преобразующий механизм зубчатого типа, в котором первый поршень жестко связан с левой зубчатой втулкой преобразующего механизма, второй поршень расположен симметрично оси цилиндров под углом 180° относительно первого и жестко связан с правой зубчатой втулкой. Втулки выполнены полыми внутри и имеют четыре зуба с закругленными вершиной и основанием, высота которых равна ходу поршня. Своими зубцами втулки взаимодействуют с зубцами рабочей шестерни, кроме того зубчатые втулки связаны подвижным шлицевым соединением с корпусом двигателя. Осуществляется преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное рабочей шестерни при помощи взаимодействия ее зубьев с зубьями втулки. Технический результат заключается в уменьшении неуравновешенности и уменьшении высоты центра тяжести двигателя для его динамической устойчивости. 1 ил.
Основные результаты: Бесшатунный оппозитный двигатель внутреннего сгорания, содержащий оппозитные цилиндры с поршнями, отличающийся тем, что дополнительно имеет преобразующий механизм зубчатого типа, в котором первый поршень жестко связан с левой зубчатой втулкой преобразующего механизма, второй поршень расположен симметрично оси цилиндров под углом 180° относительно первого и жестко связан с правой зубчатой втулкой, втулки полые внутри имеют 4 зуба с закругленными вершиной и основанием, высота которых равна ходу поршня, своими зубцами они взаимодействуют с зубцами рабочей шестерни, кроме того, зубчатые втулки связаны подвижным шлицевым соединением с корпусом двигателя.
Реферат Свернуть Развернуть

Бесшатунный оппозитный двигатель внутреннего сгорания относится к отрасли машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к конструкциям бесшатунных двигателей внутреннего сгорания с оппозитно расположенными цилиндропоршневыми группами.

Известно, что в двигателях внутреннего сгорания преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное производится кривошипно-шатунным механизмом (КШМ). Вращающий момент коленчатого вала изменяется по законам синуса и косинуса и во многом зависит от изменения угла наклона шатуна, тем самым теряется часть энергии, образующейся при сгорания топливовоздушной смеси, кроме силы инерции КШМ необходимо уравновешивать при помощи дополнительных масс и устройств (кн. Автомобильные и тракторные двигатели, ч.II, под ред. проф. И.М.Ленина, М.: Высшая школа, 1976, с.34).

Так, например, известен оппозитный двигатель внутреннего сгорания, содержащий расположенные соосно и симметрично относительно оси трехкривошипного коленчатого вала первый и второй цилиндры с установленными в них первым и вторым поршнями, шарнирно соединенными с соответствующими им шатунами, причем первый поршень связан с первым кривошипом посредством первого шатуна, а второй поршень связан с расположенными симметрично относительно оси цилиндров под углом 180° относительно первого кривошипа вторым и третьим кривошипами посредством второго шатуна, который выполнен вильчатым и охватывает первый кривошип (в.з. ФРГ 3132144, опубл. 03.03.83 г., МКИ F16F 15/24).

Оппозитный двигатель внутреннего сгорания известной конструкции сбалансирован не только относительно сил инерции вращающихся и движущихся возвратно-поступательно масс двигателя, но и относительно моментов инерции первой и высших степеней, возникающих вследствие осевого смещения шатунных шеек во время работы двигателя.

Недостаток известного устройства - чрезмерные нагрузки на кривошипношатунный механизм и опоры двигателя - обусловлен тем, что удаленность второй и третьей шатунных шеек от оси цилиндров требует использования второго, вильчатого шатуна больших размеров и массы. Для обеспечения уравновешенности двигателя первый, обычный шатун необходимо выполнить с массой, равной массе вильчатого шатуна, то есть заведомо переутяжелить.

Однако вследствие возрастания сил инерции движущихся масс возрастают и нагрузки на кривошипно-шатунный механизм и опоры двигателя.

Прототипом заявляемого устройства является оппозитный двигатель внутреннего сгорания, содержащий расположенные соосно и симметрично относительно оси трехкривошипного коленчатого вала первый и второй цилиндры с установленными в них первым и вторым поршнями, шарнирно соединенными с соответствующими им шатунами с помощью поршневых пальцев, установленных в отверстиях стенки тронка каждого поршня, причем первый поршень связан с первым кривошипом посредством первого шатуна, соединенного с поршневым пальцем во внутренней полости первого поршня, а второй поршень связан с расположенными симметрично относительно оси цилиндров под углом 180° относительно первого кривошипа вторым и третьим кривошипами посредством второго и третьего шатунов соответственно, масса каждого из которых в два раза меньше, чем масса первого шатуна (заявка ЕПВ 0503842 А1, опубл. 05.03.92 г., МКИ F02B 75/24, F01B 7/06, F02F 7/00).

Второй и третий шатуны согласно прототипу соединены с поршневым пальцем второго поршня во внутренней полости последнего, а поршневой палец закреплен концами в стенках тронка поршня.

В оппозитном двигателе внутреннего сгорания данной конструкции, как и в вышеупомянутом устройстве, массы и моменты инерции движущихся элементов, принадлежащих к первому и второму цилиндрам, одинаковы, благодаря чему обеспечивается их взаимная компенсация при вращении коленчатого вала.

Однако удаленность второй и третьей шатунных шеек от оси цилиндров и необходимость размещения второго и третьего шатунов во внутренней полости второго поршня обусловливают использование цилиндропоршневых групп большого диаметра, что приводит к увеличению массы и площади поршней, то есть к увеличению как сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс, так и сил давления газов на поршень, вследствие чего возрастают суммарные силы, действующие на кривошипно-шатунный механизм и опоры двигателя.

Таким образом, чрезмерная нагрузка на кривошипно-шатунный механизм и опоры известных оппозитных двигателей внутреннего сгорания с трехкривошипным коленчатым валом, отрицательно влияющая на показатели надежности и ресурс двигателя, объясняется тем, что следствием мероприятий, направленных на обеспечение уравновешивания моментов и сил инерции движущихся масс, неизменно становилось увеличение этих же масс (или массы шатунов или массы поршней).

Предлагаемое изобретение направлено на совершенствование оппозитного двигателя внутреннего сгорания, повышение полезной работы при преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное путем использования новой схемы соединения поршня с рабочей шестерней, обеспечивающей повышение полезной нагрузки на рабочую шестерню, которая позволяет уменьшить неуравновешенность двигателя, повысить его экономичность.

Это достигается тем, что в оппозитном двигателе, содержащем оппозитные цилиндры с поршнями согласно предлагаемому изобретению, дополнительно введен преобразующий механизм зубчатого типа, в котором первый поршень жестко связан с левой зубчатой втулкой преобразующего механизма, второй поршень расположен симметрично оси цилиндров под углом 180° относительно первого и жестко связан с правой зубчатой втулкой, втулки полые внутри имеют 4 зуба с закругленными вершиной и основанием, высота которых равна ходу поршня, своими зубцами они взаимодействуют с зубцами рабочей шестерни, кроме того, зубчатые втулки связаны подвижным шлицевым соединением с корпусом двигателя.

Введение преобразующего механизма зубчатого типа обеспечивает преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное рабочей шестерни с постоянным углом силового взаимодействия при передвижении поршня к верхней мертвой точке (ВМТ) и нижней мертвой точке (НМТ).

На фиг.1 представлен бесшатунный оппозитный двигатель внутреннего сгорания, состоящий из корпуса 1, в котором размещены оппозитные цилиндры с поршнями, и преобразующего механизма зубчатого типа, в котором первый поршень 4 жестко связан с левой зубчатой втулкой 7 преобразующего механизма через шатун 5, второй поршень 11 расположен симметрично оси цилиндров под углом 180° относительно первого и жестко связан с правой зубчатой втулкой 9 через шатун 10, втулки полые внутри имеют 4 зуба с закругленными вершиной и основанием, высота которых равна ходу поршня, своими зубцами они взаимодействуют с зубцами рабочей шестерни 8, кроме того, зубчатые втулки связаны подвижным шлицевым соединением с корпусом двигателя. Рабочая шестерня 8 через шестерню 16 связана с выходным валом 15. Топливо подается через левую 3 и правую 14 форсунки, а воздух левым 6 и правым 12 компрессорами. Выпуск отработавших газов производится через левый 2 и правый 13 выпускные клапаны соответствующих цилиндров.

Принцип работы устройства связан с повторяющимся рабочим циклом. Рабочий цикл двигателя это периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Рабочий цикл совершается за два хода поршня, при этом выполняются циклы: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

Впуск. По мере того как рабочая шестерня 8 двигателя делает первый полуоборот, зубцы рабочей шестерни скользят по поверхности зубцов левой зубчатой втулки 7, которая при скольжении по зубъям шестерни перемещается по шлицам на высоту профиля зуба, при этом левый поршень 4 перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт воздух, от компрессора подается в рабочий цилиндр, выпускной клапан закрыт.

Сжатие. После заполнения цилиндра воздухом при дальнейшем вращении рабочей шестерни (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются. В верхней точке поднятия поршня форсунка 3 впрыскивает порцию топлива в рабочий цилиндр под давлением.

Расширение или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ, при этом усилие от поршня через шатун 5 передается зубчатой втулке 7, которая, двигаясь по шлицам параллельно оси поршня, скользит по зубьям рабочей шестерни, надавливая на ее зубья, обеспечивает вращение при скольжении зубьев рабочей шестерни по зубьям зубчатой втулки. При движении поршня под действием давления образующихся при давлении газов силовое воздействие через шатун и зубья зубчатой втулки передается на зубья шестерни, которые, обкатываясь по профилю зубьев втулки, вращают рабочую шестерню. Через зубья рабочей шестерни вращение передается через сопряженную шестерню на выходной вал.

В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3-0.75 МПа, а температура до 950-1200°С.

Выпуск. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

Представленная конструкция обеспечивает работу двигателя без кривошипно-шатунного механизма, устраняет его недостатки, обеспечивает увеличение кпд за счет постоянного угла зацепления зубьев зубчатой втулки и рабочей шестерни, уменьшает неуравновешенность двигателя.

Бесшатунный оппозитный двигатель внутреннего сгорания, содержащий оппозитные цилиндры с поршнями, отличающийся тем, что дополнительно имеет преобразующий механизм зубчатого типа, в котором первый поршень жестко связан с левой зубчатой втулкой преобразующего механизма, второй поршень расположен симметрично оси цилиндров под углом 180° относительно первого и жестко связан с правой зубчатой втулкой, втулки полые внутри имеют 4 зуба с закругленными вершиной и основанием, высота которых равна ходу поршня, своими зубцами они взаимодействуют с зубцами рабочей шестерни, кроме того, зубчатые втулки связаны подвижным шлицевым соединением с корпусом двигателя.
БЕСШАТУННЫЙ ОППОЗИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 58.
20.09.2013
№216.012.6c52

Устройство для глушения шума двигателя

Изобретение относится к области автомобилестроения и предназначено для снижения уровня шума. Сущность изобретения: устройство для глушения шума двигателя содержит корпус, впускной и выпускной патрубки. В корпусе смонтированы вертикальный и горизонтальный рассекатели, вертикальная продольная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493381
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.10.2013
№216.012.75cf

Устройство для получения газообразного водорода

Изобретение относится к области химии. Устройство для получения водорода из воды, состоящее из корпуса, в котором размещен реактор, где закреплены электроды с приложенным к ним электрическим напряжением, отличающееся тем, что рабочие электроды выполнены сетчатыми цилиндрами из алюминиевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495819
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.02.2014
№216.012.a6f5

Глушитель

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: глушитель содержит корпус с торцевыми стенками и впускным, выпускным патрубками. Во впускной камере имеются завихрители различной длины, направленные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508456
Дата охранного документа: 27.02.2014
27.04.2014
№216.012.bead

Термостат с электромагнитным управлением

Изобретение относится к устройствам контроля и регулирования температуры движущейся среды в системах охлаждения автомобильных двигателей внутреннего сгорания. Термостат для системы жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания содержит корпус с подводящим патрубком и двумя отводящими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514553
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.05.2014
№216.012.c9ae

Устройство управления автомобилем

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство управления автомобилем содержит приводную шестерню, рейку, продольные рулевые тяги, жестко закрепленные к рейке, рычаги, поворотные кулаки, с установленными на них колесами. Устройство управления автомобилем содержит блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517396
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.cbd5

Турбокомпрессор с регулируемым наддувом

Изобретение относится к агрегатам турбонаддува двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить эффективность наддува за счет применения второго колеса турбокомпрессора, соединенного с электродвигателем через блокирующуюся муфту, который обеспечивает наддув при пуске двигателя внутреннего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517952
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cf02

Гидроусилитель руля червячного типа

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Гидроусилитель руля червячного типа содержит цилиндр усилителя, распределитель, перепускной клапан, предохранительный клапан. В конструкции усилителя применяется червячное зацепление, где червяк с гайкой и шариковым наполнением,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518765
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.09.2014
№216.012.f177

Демпфер откатных частей артиллерийского орудия

Изобретение относится к демпфирующим устройствам, а именно к демпферам откатных частей артиллерийского орудия. Демпфер содержит цилиндрический корпус, внутри которого расположены цилиндрическая возвратная пружина, направляющая втулка и четыре рессорных пружины. Цилиндрическая возвратная пружина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527637
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.09.2014
№216.012.f6ae

Бесколлекторный роторный электрический двигатель

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов. Техническим результатом является увеличение момента силы тяги электродвигателя для облегчения его запуска и повышение КПД двигателя. Cтатор двигателя выполнен в виде тороида с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528983
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.09.2014
№216.012.f723

Газодинамическое устройство для огнестрельного оружия

Газодинамическое устройство для огнестрельного оружия содержит корпус, в котором в передней части смонтирована подпружиненная герметизирующая трубка и дополнительные рабочие элементы - шторки, оси которых имеют возможность вращения в отверстиях, выполненных в корпусе. В задней части корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529104
Дата охранного документа: 27.09.2014
Показаны записи 1-10 из 83.
20.10.2013
№216.012.75cf

Устройство для получения газообразного водорода

Изобретение относится к области химии. Устройство для получения водорода из воды, состоящее из корпуса, в котором размещен реактор, где закреплены электроды с приложенным к ним электрическим напряжением, отличающееся тем, что рабочие электроды выполнены сетчатыми цилиндрами из алюминиевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495819
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.02.2014
№216.012.a6f5

Глушитель

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: глушитель содержит корпус с торцевыми стенками и впускным, выпускным патрубками. Во впускной камере имеются завихрители различной длины, направленные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508456
Дата охранного документа: 27.02.2014
27.04.2014
№216.012.bead

Термостат с электромагнитным управлением

Изобретение относится к устройствам контроля и регулирования температуры движущейся среды в системах охлаждения автомобильных двигателей внутреннего сгорания. Термостат для системы жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания содержит корпус с подводящим патрубком и двумя отводящими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514553
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.05.2014
№216.012.c9ae

Устройство управления автомобилем

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство управления автомобилем содержит приводную шестерню, рейку, продольные рулевые тяги, жестко закрепленные к рейке, рычаги, поворотные кулаки, с установленными на них колесами. Устройство управления автомобилем содержит блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517396
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.cbd5

Турбокомпрессор с регулируемым наддувом

Изобретение относится к агрегатам турбонаддува двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить эффективность наддува за счет применения второго колеса турбокомпрессора, соединенного с электродвигателем через блокирующуюся муфту, который обеспечивает наддув при пуске двигателя внутреннего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517952
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cf02

Гидроусилитель руля червячного типа

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Гидроусилитель руля червячного типа содержит цилиндр усилителя, распределитель, перепускной клапан, предохранительный клапан. В конструкции усилителя применяется червячное зацепление, где червяк с гайкой и шариковым наполнением,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518765
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.09.2014
№216.012.f177

Демпфер откатных частей артиллерийского орудия

Изобретение относится к демпфирующим устройствам, а именно к демпферам откатных частей артиллерийского орудия. Демпфер содержит цилиндрический корпус, внутри которого расположены цилиндрическая возвратная пружина, направляющая втулка и четыре рессорных пружины. Цилиндрическая возвратная пружина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527637
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.09.2014
№216.012.f6ae

Бесколлекторный роторный электрический двигатель

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов. Техническим результатом является увеличение момента силы тяги электродвигателя для облегчения его запуска и повышение КПД двигателя. Cтатор двигателя выполнен в виде тороида с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528983
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.09.2014
№216.012.f867

Муфта свободного хода с осевым зацеплением

Муфта свободного хода содержит обойму, с установленными в ней с возможностью вращения ступицей и телом качения. Ступица имеет радиальные пазы, в которых размещены тела качения. Диаметр тел качения меньше величины высоты паза ступицы. К обойме с обеих сторон крепятся фланцы с наклонными упорами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529428
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.12.2014
№216.013.0f4a

Машина для автоматизированной дорожной разметки

Изобретение относится к устройствам для нанесения разметки на поверхность дорожного покрытия. Устройство содержит базовое шасси, краскоподающее устройство с емкостью для краски, устройство для подачи термопластичных полимерных материалов (термопластиков) с термокотлом, емкостью для газа с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535331
Дата охранного документа: 10.12.2014
+ добавить свой РИД