Поршневой двигатель внутреннего сгорания

:П ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Сущность изобретения: двигатель содержит блок цилиндров, имеющий нечетноечисло сквозных цилиндровых отверстий,оси которых равномерно расположены поокружности поперечного сечения блока циИзобретение относится к двигателестроению,Известны поршневые двигатели, содержащие расположенные в корпусе сфериче- .ский блок цилиндров, имеющий сквозныецилиндровые отверстия, оси которых равномерно расположены по окружности поперечного сечения блока цилиндров ипредставлягот собой дуги окружйости,центр которой совпадает с центром сферыблока цилиндров, и расположен на оси кри-.вошипного рабочего вала, и поршни, размещенные в. цилиндрах и связанные спомощью крестовины с кривошипам рабочего вала. Недостатком известного двигателя является то, что блок цилиндровустановлен в корпусе с возможностью вращения, что приводит к увеличению массыподвижных деталей, снижению надежностии долговечности двигателя, а также к усложнению его обслуживающих систем..Ы 2 1747725 А 1 линдров, и представляет собой ности, центр которой совпадае сферы блока цилиндров, Рабо полнен кривошипным с накл кривошипа. Кинематическая свя с рабочим валом выполнена в в никовой втулки, установленной пе рабочего вала. Газораспред механизм золотникового типа виде поворотного диска со сфер верхностью, сопряженной с т верх ность ю блока. Из обеспечивает уменьшение уменьшение веса, увеличение уменьшения числа трущихся по . и приводимых внутренних детал дуги окружт с центром чий вал выонной осью зь поршней иде подшипна кривошиелительный выполнен в йческой поорцевой по.- обретение габаритов, КПД за счет верхностей ей, 12 ил Наиболее близким к предлагаемому является поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий расположенный в корпусе сферический блок цилиндров, имеющий диаметральное отверстие и сквозные цилиндровые отверстия, оси которых равномерно расположены по окружности поперечного сечения блока цилиндров симметрично относительно оси диаметрального отверстия и представляют собой дуги окружности, центр которой совпадает, с центром сферы блока цилиндров, рабочий вал, расположенный в диаметральном отверстии блока цилиндров соосно с ним, торообразные поршни, размещенные в цилиндровых отверстиях с возможностью осевого перемещения и с образованием рабочих камер и кинематически связанные с рабочим валом, а также крышку цилиндров, расположенную в торцевой части блока цилиндров й имеющую каналы подвода и отво-,1747725фиг 2Составитель Г,Баеведактор М,Васильева Техред М.Моргентал Корректор С.Черн аказ 2485 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101да рабочей сферы и механизм газораспределения золотникового типа, золотник которого установлен с возможностью перекрытия вышеуказанных каналов,Недостатком известного двигателя является его сложность, малая надежность и долговечность, обусловленные наличиемдополнительного вала, жестко связанного свращающимся блоком цилиндров. Цель. изобретения - упрощение конструкции двигателя, повышение его надежности и долговечности.Это достигается тем, что рабочий валвыполнен кривошипным с наклонной осьюкривощипа, а кинематическая связь поршней с рабочим валом - в виде подшипниковой втулки, установленной на кривошиперабочего вала, и шатунов, шарнирными пальцами связанных с поршнями и неподвижно закрепленных на подшипниковой втулке, При этом наклонная ось кривошипа пересекается с осью рабочего вала и осями шарнирных пальцев в центре сферы блока цилиндров, а золотника выполнен в виде поворотного диска со сферической йоверх- ностью, связанного с рабочим валом,На фиг. 1 показан двигатель, разрез пооси рабочего вала; на фиг. 2 - аксонометри, ческая проекция двигателя.в разобранном состоянии; на фиг. 3 - кинематическая схема двигателя; на фиг. 4 - распределительный механизм двигателя, вид с торца; на фиг, 5 - рабочий вал, вид сбоку; на фиг, 6 - рабочий вал, вид с торца; на фиг. 7 - шатун,вид сбоку; на фиг, 8 - шатун, вид с торца; нафиг, 9 - двигатель, вид спереди; на фиг. 10- газораспределительный золотник, вид с торца; на фиг. 11 - разрез А-А на фиг. 1; нафиг, 12 - привод газораспределительного золотника.: Двигатель внутреннего сгорания, выполненный на пяти цилиндрах с торообраэными поршнями, содержит сферическийблок 1 цилиндров 2, представляющий собойшаровой пояс, ограниченный телесными углами на переднем и заднем торцах, с величинами в зависимости от числа цилиндров двигателя. Телесные углы на переднем торце лежат в диапазоне 108-144 О, а телесныеуглы в задней части блока - в диапазоне92 - 116 в зависимости от числа цилиндров,которые по нечетным числам лежат для данных углов в диапазоне 5-13. В цилиндры 2,выполненные в виде гильз, вставлены торообразные поршни 3, плоскости торцевых граней которых проходят через центр сферы блока цилиндров. Поршни 3 с маслосьемными и компрессионными кольцами посредством шатунов 4 связаны с рабочим валом 5, снабженным системой смазки. Ра 10 15 20 25 30 40 45 50 бочий вал 5 имеет заднюю наружную коренную шейку 6, ось кривошипа 7 наклоненапод углом 20 - 12в зависимости От числа;цилиндров) к общеи оси рабочего вала. Шатуны 4 установлены во втулке-подшипнике9 и закреплены на кривошипе 7 посредством стяжного кольца 10 для опорных пят 11шатунов 4. Другие концы шатунов 4 прикреплены к поршням 3 посредством поршневых колец 12. Между внутренним концомзадней коренной шейки 6 и,задним концомкривошипа 7 выполнена галтель 13, котораякак и задняя 6 и передняя 8 коренные шейкивыполнена соосной, а ось кривошипа 7 расположена эксцентрично и под наклоном поотношению к центральной оси галтели 1,Рабочий вал 5 на опорно-упорном подшипнике 14 галтелью 13 установлен на заднейкрышке 15, а его другой конец переднейвнутренней шейкой 8 - на подшипнике 16 вгнезде подшипника 17. Отверстие в заднейкрышке для прохода наружной кореннойшейки 6 закрыто самоподвижным сборнымманжетом 18. На внутренней коренной щейке 8 предусмотрена коническая шестерняпривод 19 вспомогательных механизмов. Сней соединяются привод насоса 20 смазки,вал-привод 21 топливного насоса 22, закрепленного болтами 23 на крышке 24 головки 25 блока 1, и другие механизмы, Междуголовкой 25 блока 1 цилиндров 2 и крышкой24 установлен гаэораспределительный золотник 25 (см, фиг. 1,4) с уплотнением 27 состороны головки 25 и головки 28 со стороны5 крышки 24.Топливо от насоса 22 поступает по трубопроводу 29 к форсункам 30. На крышке 24закреплен коллектор 31 газообмена. В нижней части двигателя предусмотрен поддон32.Наклонная ось кривошипа 7 (см. фиг,.5)выполнена пустотелой и снабжена отверстиями 33 для подвода смазки к втулке-подшипнику 9 шатунов 4, а также проходами 34для смазки внутренней коренной шейки 8,В выполненном в виде диска галтеле 13(фиг. 6) выполнено отверстие 35 для подводасмазки к наружному подшипнику 14,Угол, образованный между осью втулкиподшипника поршневого пальца и линией,проведенной по поверхности упорной частипяты шатуна, составляет 80-60 О, На внутренней части пяты 11 шатуна 4 выполнензаплечик 35, который препятствует сходу5 стяжного кольца 10 опорных пят, шатунов(см, фиг. 7 и 8).Газараспределительный механизм золотникового типа содержит диск 26, в кото-ром выполнены впускные окна 37 (см, фиг,4, 10), соединенные с впускным коллекто.1747725ром 38 (см. фиг. 9) по количеству в зависи- окна 37, 39 закрыты. Затем цикл повторяет- мости от числа цилиндров и направлений ся. Шатун 4 поршня, находящегося в цилинвращения рабочего вала и золотника. При дре Е, передает усилие на кривошип 7, в согласном вращении золотника и рабочего результате чего рабочий вал начинает вравала число цилиндров и отверстий на газо щаться, приводить в действие вспомогараспределительном золотнике выражается тельные механизмы и передавать энергию следующим образом. Если число цилиндров энергопотребляющим агрегатам.увеличивается по натуральному ряду нечетных чисел, начиная с пяти, то число отвер- Такое выполнение двигателя обеспечистий в газораспределительном золотнике 10 вает возможность увеличения числа цилинувеличивается по натуральному ряду чисел, дров по нечетным числа до 15 и более, При начиная с трех, т.е, для пяти цилиндров чис- этом уменьшается рабочий ход поршня, что ло отверстий равно трем, для семи-четырем, обеспечивает укорочение осевой длины для девяти-пяти и т.д. В случае встречногодвигателя. Двигатель может быть выполнен вращения рабочего вала и газорасп редели дизельного типа, карбюраторного, т.е. с клательного золотника число отверстий умень- панным газораспределительным механизшается на одно. Количество выпускныхмом, работающим на газе. Обеспечивается отверстий 39 по числу равно количеству впу- варьирование формы й размеров двигателя,размещение вспомогательных механизмовВ центре газораспределительного зо внутри блока цилиндров.лотника 26 (см. фиг. 11) выполнен зубчатыйвенец 40 с внутренним зубцом 41, соеди- Ф о р м ул а и э о б р е т е н и я ненный с планетарным блоком-шестерней42 большого диаметра, С другой стороны Поршневой двигатель вйутреннего сгоблок-шестерня 42.соединен с приводной 25 рания, содержащий расположенный в коршестерней 43 (см. фиг. 12), Планетарный пусе сферический блок цилиндров, блок-шестерня посаженна водило 44, В имеющий диаметральное отверстие и сквозцентре золотника 26 выполнено шлицевое ные цилиндровые отверстия, Оси которых отверстие 45 для зацепления привода топ- равномерно расположены по==оКружности ливного насоса 22, На шлицы 46 посажен 25 поперечного сечения блока цилиндров симвал 47 привода топливного насоса 22. При- метрично относительно оси диаметрально- водная шестерня 43 насажена на привод- . го отверстия и представляют собой дугиокружности, центр которой совпадает с ценПередаточное угловое отношение от ра- тром сферы блока цилиндров, рабочий вал, бочего вала к газораспределительному зо расположенный в диаметральном отверлотнику при согласном вращении рабочего стии блока цилиндров соосно с ним, торообвала и золотника для пяти цилиндров 1/6 разные пори ни размещеля 7-1/8 ля - /для - /, для 9-1/10, т.е, на единицу боль- цилиндровых отверстиях с возможностью ше числа цилиндров; при встречном враще- осевого перемещения и с образованием рании рабочего вала и золотника - на единицу 35 бочих камер и кинематически связанные срабочим валом, а также крышку цилиндров,Двигатель работает следующим обра- расположенную в торцевой части блока зом:ък цилиндров и имеющую каналы подвода и отвоВ цилиндре Б (фиг. 3, 4) в данный мо- да рабочей среды и механизм мент времени протекает цикл окончания вы газораспределения золотникового типа эоФ хлопа и начала всоса, Впускное отверстие латник которого установлен с возможно газораспределителького золотника 26 стью перемещения вышеуказанных перекрывается с недоворотом рабочего ва- каналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с ла на до перекрытия окон 37, 39 с заза- целью упрощения конструкции повышения ром 3 20. Шейка кривошипа 7 при этом 45 надежности и долговечности, рабочий вал находится на самом близком расстоянии от выполнен кривошипным с наклонной осью . цилиндра Б и поршень находится в верхнейкривошипа, кинематическая свлэь поршнеи ршнеиертвои точке, В цилиндре протекает такт с рабочим валом выполнена в виде подшипсжатия, который подходит к концу. никовой втулки, установлекной на кривоши.лин еВп тОба конца цилиндра В закрыты, В ци- пе рабочего вала, и шатунов ша . линдре протекаеттакт выхлопа.Призтом 55 связанных с поршнями и неподвижно заокно 39 открыто, а окко 37 закрыто. В ци- крепленных на подшипниковой втулке,прилиндре Д протекает цикл всоса. При этом чем наклонная ось кривошипа пересекается лин еЕп токно 37 открыто, а окно 39 закрыто, В ци- с осью рабочего вала и с олиндре протекает рабочий ход, При этом шатунов в центре сферы блока цилиндров,а золотник выполнен в виде связанного с рабочим валом поворотного диска со сфериеской поверхностью, сопряженной с торцевой поверхностью блока цилиндров,