Двигатель

)5 Е 01 В 3/ 02 В 75/04, 75/2 ТЕНИЯ" С С )4 а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ярославский политехнический институт(57) Изобретение относится к двигателестроению, а именно к транспортным энергетическим установкам с поршневымидвигателями внутреннего сгорания, и можетбыть использовано в компрессоро- и насосостроении, а также в двигателях Стирлинга. Цель изобретения - повышениеэффЕктивности работы путем регулирования степени сжатия. Двигатель содержиткорпус 3, цилиндры 1 с поршнями 4 и шатунами 5, качающуюся шайбу 7 с зубчатымвенцом 11 и внутренней сферической поверхностью 8, установленную на наклонномкривошипе 10 выходного вала 2, зубчатоеколесо 12, сцепленное с зубчатым венцом 11 качающейся шайбы 7, неподвижную сферическую поверхность 9, контактирующую с внутренней сферической поверхностью 8 шайбы 7, приводной механизм 15, кинематически соединенный с зубчатым колесом 12, которое установлено с возможностью поворота относительно оси выходного вала, причем качающаяся шайба имеет возможность поворота относительно неподвижной сферической поверхности, Фиксатор 16 кинематически соединен с приводным механизмом 15. При воздействии на поршни 4 рабочей среды качающаяся шайба совершает сферическое движение, передавая выходному валу 2 крутящий момент, При этом зубчатое колесо 12 остается неподвижным, а зубья зубчатого венца 11 периодически входят в зацепление с зубьями зубчатого колеса 12, При необходимости изменения степени сжатия приводной механизм 1 э поворачивает зубчатое колесо 12 и качающуюся шайбу 7 вокруг оси наклонного кривошипа 10, что приводи- к изменению степени сжатия, 1 ил.Иэобротеие Относится к двигэтелестроению, а именно к транспортным энергетическим установкам с поршневыми двигателями внутоеннего сгорания, и может быть использовано в компрессора- и насосостроении, а также В двигателях Стирлинга.Известны двигагели аарабанного типа, Отличаоьциеся улучшенными значениями массо-габаритных характеристик по сравненик с традиционными конструкциями двигателей с кривошипно-шэтунным механизмом, Кроме того, в двигателях баоабанного типа успешно могу быть реализованы некоторые мероприятия, затрудненные в рамках конструкций традиционных ДВС, например, оегулирова,;ие степени сжатия на ходу.Известны двигатели с переменной степенью сжатия, е том числе, барабанного типа,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является двигатель, принятый в качестве прототипа, в конструкции которо 1 о цилиндры с поршнями и шатунами установлены на неподвижном корп усе еокоуг Выходного Вала и параллельно ему. Вьсгодной вал имеет наклонный кривошип, подвижно сопрягэемый с качэкщейся шайбой, кинематически сВяэанной с шатунами, Сопряжения шайбы с шатунами, а также шатунов с поршнями выг 1 олнены в виде шаровых шарниров, На неподвижном корпусе двигателя установлены неподвикные сферическая поверхность и зубчатое колесо,Качаюшаяся шайба имеет жестко связанные с ней зубчатый венец, сцепленный с зубчатым колесом корпуса, и внутреннюю сферическу;о поверхность, опирающуюся на неподвижную сферическую поверхность корпуса. Выходной еал проходит через центр неподвижной сферической поверхности и подвижно сочленен с качающейся шайбой, Зубчатое колесо на корпусе установлено соосно о( и еоащения выходно 5 О вала, а зубчатый венец на качающейся шаибе - соосно оси наклонно о криеошипа, Оси выходного вала и аклонного криьошипа пересекаются в одной;очке - В центре неподвижной сферической поверхности,При работе дВигатепя кэчакщаяся шайба совершает сферическое движение относительно центра нег 1 одвила -й сберической поверхности, При этом ыайба имеет возможность Совершать только укаэанное движение и не имеет возможности совершать вращения относительно не годвижной сферической поверхности благодаря зацепле 10 1) 20 25 30 35 40 45 50 55 нию зубчатого венца шайбы с зубчатым колесом корпуса. Недостатком конструкции прототипа является низкая эффективность работы, проявляющаяся в увеличенном расходе топлива при работе двигателя на переменных скоростньчх и нагрузочных режимах. Увеличению расхода топлива способствует постоян нов значение степени сжатия, которое не является оптимальным на каждом режиме работы двигателя,Цель изобретения - повышение эффективности работы двигателя путем регулирования степени сжатия.Укаэанная цель достигается эа счет того, что двигатель снабжен дополнительным приводным механизмом гс фиксатором, кинематически связанным с зубчатым колесом, установленным с возможностью поворота относительно оси выходного вала, а качающаяся шайба устанавливается с возможностью поворота относительно неподвижной сферической поверхности.Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается от прототипа наличием дополнительного приводного механизма с кинематической связью с зубчатым колесом, подвижностью зубчатого колеса относительно оси выходного нала, возможностью поворота шайбы относительно неподвижной сферической поверхности. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "НовизнаСопоставительный анализ предлагаемого устройства с другими техническими решениями показывает, что оно отличается наличием подвижного зубчатого колеса и его кинематической связью с дополнительным приводным механизмом с фиксатором. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "Существенные отличия".На чертеже изображена конструктивная схема двигателя барабанного типа с переменной степенью сжатия,Цилиндры 1 двигателя расположены параллельно оси вращения выходного Вала 2 и вокруг него на неподвижном коопусе 3. В цилиндрах 1 деикутся поршни 4, подвижно соединенные с шатунами 5 посредством, например, шаровых шарниров 6. Шатуны 5 подвижно соединены с качающейся шайбой 7 также при помощи аналогичных шаровых шарниров 6. Качающаяся шайба 7 выполнена в виде оболочки вращения и имеет внутреннюю сферическую поверхность 8, взаимодействующую с неподвижной сферической поверхностью 9, жестко сеязэнной с5 10 15 20 25 30 л 40 45 50 55 неподвижным корпусом 3, При помощи цилиндрического шарнира качающаяся шайба7 подвижно сочленяется с наклонным кривошипам 10 выходного вала 2,На периферии качающейся шайбы неподвижно по отношению к ней установлензубчатый венец 11, соосный с осью наклонного кривашипа 10,На неподвижном корпусе 3 двигателяподвижно по отношению к нему и саоснаоси вращения выходного вала 2 установлено зубчатое колесо 12. Для обеспечения подвижности зубчатого колеса 12относительна корпуса 3 на колесе 12 и корпусе 3 установлены подшипники 13.На периферии зубчатого колеса 12 установлен дополнительный зубчатый венец14, кинематически связанный с приводныммеханизмом 15 и фиксатором 16, Приводной механизм 15 выполнен в виде шестерни17, соединенной с управляющим маховиком18, Шестерня 17 входит в зацепление с дополнительным зубчатым венцом 14 и фиксатором 16.Двигатель работает следующим образом.При неизменном значении степенисжатия расширяющиеся в цилиндрах 1 продукты сгорания топлива действуют на поршни 4, Усилия со стороны поршней 4 черезшатуны 5 передаются на качаюшуюся шайбу 7, которая, опираясь на центральную неподвижную сферическую поверхность 9,совершает сферическое движение относительно тачки пересечения осей вращениявыходного вала 2 и наклонного кривашипа10, не проворачиваясь относительно последней вследствие зацепления зубчатоговенца 11 и зубчатога колеса 12. Последнеев это время неподвижно относительно корпуса 3 и удерживается в этом положении засчет контакта с фиксатором 16,При сферическом движении качающейся шайбы ее точка, сопрягаемая с наклонным кривошипам 10 выходного вала,движется по окружности и приводит ва вращение вал 2,При необходимости изменения степенисжатия фиксатор 16 выводят из контакта сшестерней 17. Управляющим маховиком 18поворачивают шестерню 17, Пр этом благодаря зацеплению шестерни 17 с дополнительнымм зубчатым венцом 14 зубчатоеколесо 12 поворачивается относительно неподвижного корпуса 3 двигателя вокруг оси вращения выходного вала 2. При этом качающаяся шайба 7 проворачивается относительно оси наклонного кривошипа 10 выходного вала 2, а точки сочленения шатунов с качающейся шайбой перемещаются относительно неподвижного корпуса 3. Вследствие этапа перемещения шатуны 5 при положении поршней 4 в верхних мертвых тачках отклонены от осей цилиндров, благадаоя чему надпаршневой зазор становится увеличенным, а степень сжатия уменьшается. По достижении требуемого значения степени сжатия движение зубчатого колеса 12 останавливается, а шестерня 17 застопоривается в данном положении фиксатором 16,Максимальное значение степени сжатия достигается тогда, когда при положениях поашней в мертвых точках шатуны совпадают с асями цилиндров.Указанная канстаукция обеспечивает увеличение эффективности работы за счет повышения экономичности при подборе оптимальных значений степени сжатия для каждого режима работы двигателя, а также приводит к обеспечению многотопливности, улучшению зколанивских свойств и пр. Формула 1 зобретеиия Двигатель, содержащий иеподви;кный корпус, выхадиси вал с наклонным кривошипам. цилиндры, аси которых параллельны Оси выхадгОГО вала, поршни, расположенные в цилиндрах, качающуюся шайбу с зубчатым венцом и вггутоеиией сферической поверхностью, усгановлениую иа наклонном кривсшипе, зубчатое колеса, зубья котарога входят в зацепление с зубьями зубчаога венца качакщейся шайбы, неподвижную сферическую поверхность, взаимодействующую с внутренней сферической поверхностью качающейся шайбы, о тл и ч а ю щ и й с я тем, чта, с целью повышения эффективности рабогы путем регулирования степени сжатия, двигатель дополнительно снабже приводным механизмом с фиксатааам, кииематически сае" ди ивиным с зубчатым колесом, установленным с вазможностью поворота относительна Оси выходного вала, причем качающаяся шай".а имеет воэможность поворота атиосигельиа неподвижной сферической поверхности.