С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Двигатель без коленвала

Двигатель без коленвала


Новый виток эволюции ДВС: супер двигатель без коленвала

Для тех, кто активно интересуется различными  изобретениями, доработками и инновациями в сфере двигателестроения, следует обратить внимание на двигатель Ибадуллаева, а также на двигатель без коленчатого вала.

Если в первом случае речь идет о значительном увеличении степени сжатия и получении большой мощности без увеличения рабочего объема, то во втором следует понимать снижение механических потерь и рост КПД, расхода горючего, степени вибраций, общего веса ДВС и т.д. Давайте остановимся на моторе без коленвала более подробно.

Мотор без коленчатого вала: преимущества и сложности реализации

Итак, главной задачей и назначением любого ДВС является преобразование энергии, полученной от сгорания топлива, в механическую работу. Если просто, топливо сгорает в закрытом объеме, газы оказывают давление на поршень, через кривошипно-шатунный механизм возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное.

В результате создается крутящий момент двигателя, который передается через трансмиссию на колеса автомобиля. Примечательно то, что хотя с момента создания первых моторов и их внедрения в широкие массы прошло уже более 100 лет, общая конструкция ДВС не изменилась.

Даже с учетом  того, что современные двигатели получили высокоточные развитые системы электронного впрыска и управления, стало возможным изменять фазы газораспределения и т.д., хорошо известный КШМ продолжает лежать в основе силового агрегата на бензине, дизтопливе или газе.

При этом постоянно ведутся работы, чтобы мотор мог работать без коленвала. Дело в том, что привычный  кривошипно-шатунный механизм не лишен целого ряда определенных минусов. Именно по этой причине инженеры стремятся избавиться от этого узла.

Дело в том, что работа КШМ связана с неизбежным создание трения и значительных боковых усилий, которые приводят к износу стенок цилиндров. В результате зеркало цилиндра повреждается, разрушаются поршневые кольца и т.д. Что касается потерь на трение, общий КПД двигателя заметно снижается.

Также двигатель с коленвалом сложно обслуживать, так как снятие коленвала без снятия двигателя на многих авто крайне сложно реализовать. Вполне очевидно, что если исключить указанные недостатки, двигатель станет более производительным, увеличится моторесурс.

Для решения задачи конструкторы предлагают разные подходы, однако на практике качественно реализовать большинство решений попросту не удается. Наибольшего внимания в данной области сегодня заслуживает двигатель Баландина и двигатель Фролова. Давайте остановимся на механизмах без шатунов и коленвала  более подробно.

Бесшатунный двигатель Баландина

Данный мотор известен тем, что в нем отсутствуют шатуны. Преобразование возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах происходит благодаря использованию в конструкции специального эксцентрического механизма.

Общее устройство бесшатунного двигателя предполагает наличие следующих деталей:

  • специальный поршневой шток
  • коленвал особой конструкции
  • подшипник кривошипа и кривошип
  • вал для отбора мощности
  • поршень
  • ползун штока
  • цилиндр

В таком ДВС вместо шатунов были использованы поршневые штоки, которые жестко прикреплены к поршням (в обычном агрегате для соединения используется поршневой палец). Указанные штоки, как и привычные шатуны, охватывают шейки коленвала.

Также на штоках с обеих сторон подшипника изготовлены ползуны. Эти ползуны скользят по специальным направляющим в картере мотора. В результате данная конструкция позволяет избавить поршень и стенки цилиндра от бокового усилия. Фактически, в такой схеме реализации поршень можно считать обычной обоймой для поршневых колец, уплотняющих зазор между цилиндром и поршнем.

Отсутствие боковых усилий позволяет снизить допуски применительно к размерам поршня. Двигатель становится более производительным, экономичным, возрастает ресурс. Также следует отметить компактность такого ДВС и сниженный вес. Однако главным минусом всей конструкции можно считать крайне высокие требования касательно общей точности изготовления указанного эксцентрика.

Двигатель Фролова: мотор без шатунов и коленвала

Основным принципом В. Фролова, который был положен в основу его разработок, является то, что  коленчатый вал является далекой от совершенства деталью. По этой причине талантливый инженер детально изучил конструкцию двигателя Баландина, после чего предложил ряд собственных доработок.

С учетом того, что недостатком бесшатунного мотора Баландина оставались повышенные требования к точности изготовления эксцентрика, на начальном этапе Фролов существенно модернизировал данный узел преобразования. Однако далее был признан факт, что полностью избавиться от недостатков схемы мотора Баландина крайне сложно.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель FSI. Из этой статьи вы узнаете, какие особенности имеют двигатели данного типа, а также какие плюсы и минусы имеет указанный мотор.

При этом Фролов не остановился на достигнутом, а также не оставил мысль избавиться от коленвала.  Дальнейшие поиски надежных и эффективных механизмов преобразования привели к тому, что изобретатель обратил внимание на механизм ткацкого станка.

В результате был создан сегментно-роторный мотор, в основу которого были  положены как заимствованные и доработанные, так и собственные идеи. Полученный двигатель не имеет коленвала, вместо данной детали используется механизм, который по принципу действия и своему устройству похож на шарнир разных угловых скоростей. Такое устройство более известно под названием шарнир Гука.

Вращающиеся детали в таком двигателе Фролова работают благодаря использованию подшипников качения. Что касается смазочной системы, моторное масло подается под крышки клапанов, затем стекает, осуществляя смазку и отвод лишнего тепла. Чтобы масло хорошо охлаждалось, перед двигателем также отдельно установлен масляный радиатор.

Что в итоге

Как видно, даже с учетом сложности реализации, инженеры и конструкторы все равно продолжают искать способы для повышения общей надежности двигателей, увеличения их КПД, снижения расхода топлива. Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель GDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции, а также о преимуществах и недостатках моторов данного типа.

Также следует добавить, что западные производители также вплотную занимаются данным вопросом. Например, известная японская корпопрация Toyota также предложила свой вариант двигателя без коленвала. Хотя такой агрегат больше похож на электрический генератор, все равно его можно считать одной из версий ДВС.

С учетом вышесказанного становится понятно, что еще рано говорить об окончании эволюции двигателей внутреннего сгорания. Другими словами, не следует исключать возможность появления бесшатунных моторов, а также агрегатов без коленчатого вала на серийных транспортных средствах.

В этом двигателе нет коленвала

Мало что меняется в конструкции двигателей внутреннего сгорания (ДВС): в целом они такие же, что и 100 лет назад. И все же появляются сомневающиеся в незыблемости конструкции. Знакомьтесь: Виталий Константинович Фролов из города Николаева (Украина) – бывший авиатор, авто-мото-кроссмен (он мастер спорта), изобретатель и мастер с золотыми руками. Он сначала усовершенствовал коленвал, а затем и вовсе изгнал его из своих моторов.

Забытое гениальное

В начале изобретательской карьеры, 30 лет назад, Виталий Фролов еще не замахивался на то, чтобы изменить ДВС -ограничился малым: установил на коленвал особые накладки. Когда они изнашивались, менял их вместе с вкладышами, и вал продолжал работать. Просто? Тем не менее, до этого раньше никто не додумался. Виталий получил первое авторское свидетельство, его наградили серебряной медалью Выставки достижений народного хозяйства СССР – в те времена считалось очень почетным стать лауреатом этой награды. Так часто бывает: гениальные изобретения забываются. Чудесный коленвал так и не был внедрен…

Похоже, обида на неразумное человечество вылилась у Виталия в нелюбовь к коленчатым валам, и позже он беспощадно «уничтожал» деталь во всех своих последующих разработках. И сформулировал один из принципов: коленчатый вал – деталь несовершенная.

Странный оппозит

Однажды он получил заказ от специалистов воздушно-десантных войск: разработать двигатель – помощник суперсолдат. Мотор, сказали ему люди в мундирах, должен быть легким, экономичным, безотказным в воздухе, на земле и воде. И вскоре такой появился – 2-тактный оппозит, в основе которого лежал мотор «Иж-Юпитер 5».

Оппозит Фролова необычный – без уплотнительной перегородки между кривошипными камерами, так усложняющей конструкцию ординарных 2-цилиндровых двухтактников. Коленчатый вал (до поры до времени Фролов оставил его в покое) – с двумя опорными подшипниками (вместо трех), что снизило его вес и длину. В конструкции Фролов использовал два своих изобретения: «Демпфер крутильных колебаний коленчатого вала ДВС» и «Узел двигателя внутреннего сгорания».

Мотор получился компактным и «бодрым» – в 1,5 раза возросли мощность и крутящий момент. Он предназначался для сверхлегкой авиации, водномоторного спорта. В 1988 г. пришел заказ на изготовление 300 моторов для дельтапланов. Опытный мотор УМБ-760 устанавливался и на автомобиль ЛуАЗ, планировалось начать его серийный выпуск.

В 2001 году появился мотоцикл, который сразу привлек внимание байкеров. Еще бы: во время демонстрации работоспособности аппарата на второй передаче заднее колесо срывало в букс. Производство движка планировали развернуть на одном из харьковских заводов – для переоборудования обычных «Ижей». Но нагрянули известные события с распадом СССР, и проект так и остался невоплощенным.

Улучшенный баландин

Вконец разочаровавшись в коленчатых валах, Виталий Фролов увлекся бесшатунными двигателями Баландина. У этих моторов нет не только шатуна, но и коленчатого вала: преобразование возвратно-поступательного движения поршня в них происходит посредством особого эксцентрического механизма.

Недостаток баландинского «бесшатунника» – излишне высокие требования к точности изготовления эксцентрика. Модернизировав узел преобразования, Виталий изготовил два опытных мотора: один смонтировал в картере «Минска», использовав штатные цилиндр, головку, сцепление и КП. Второй по этой же схеме был от начала до конца самоделкой.

Иногда он давал мотогонщикам свои моторы – и те выигрывали. Техкомиссия их не засекала, потому что о необычных «внутренностях» никто и не догадывался: габариты двигателя оставались прежними. Настолько не догадывались, что однажды в гонках по спидвею победившего спортсмена дисквалифицировали с формулировкой. «опасно ехал». Но никто не продолжил мысль: ведь это происходило в силу избытка мощности мотора. Никому в голову не пришло заглянуть вовнутрь.

И все равно, даже усовершенствованный «баландин» не устраивал изобретателя: механизм преобразования своей громоздкостью напоминал ненавистный коленчатый вал.

Мотостенд

Однажды на глаза Фролову попался ткацкий станок. Другой бы прошел мимо, но нашего пытливого героя натолкнул на нетрадиционное решение. И в 2001 году он изобрел собственную конструкцию механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. Изобретательство ради патентов – не его страсть: во Фролове жило неуемное желание воплотить идею в металле. Он построил не маленький движочек-игрушку, как было с мотором по «баландинскому» принципу, а полноразмерный силовой агрегат. Так появился на свет 4-цилинд-ровый 4-тактный V-образник. В качестве базовых деталей использовал головки цилиндров, цилиндры и поршни от «Запорожца», причем без особых доработок, разве что, в силу увеличившегося хода поршней, рабочий объем с 993 см3 возрос до 1100.

Так ведь уменьшился в размерах и картер (коленвала-то нет!), и двигатель в целом вышел в три раза легче(!) и в два раза компактнее (!) исходного мотора МеМЗ-966. Такой не грех установить на мотоцикл. Что и сделал.

Верхняя часть двигателя выполнена съемным блоком и установлена на картер кроссового двигателя ЧЗ-250 со сцеплением и КП. Чтобы демонтировать верх мотора, достаточно открутить всего четыре болта – 10 минут хлопот. Рама – от шоссейно-кольцевого «Ижа» с подвесками от «Чезета», бак – от «Явы». Мотор настолько компактен, что если посмотреть на аппарат сбоку, то он вписывается в габариты ижевского движка, а если смотреть сверху, то его не видно из-под бака. Силовому агрегату еще предстоит пережить доводку, а пока на нем установлены достаточно примитивные карбюраторы и контактное зажигание от «Жигуля»-»копейки».

Благодаря возможности значительно поднять обороты выходного вала механизма преобразования с мотора «сняли» 89 л. с. при 8800 об/мин. Масса «чумовоза» – около 180 кг. Согласитесь, для байка с кубатурой 1100 весьма недурно: у большинства зарубежных «одноклассников» она переваливает за 220-240 кг.

Свой мотоцикл Фролов настойчиво называет «мотостендом». Кстати, построенный в 1885 году Готтлибом Даймлером первый мотоцикл тоже по сути был мотостендом – на нем немец-первооткрыватель отлаживал новый в то время поршневой двигатель Отто.

Секрет – в цилиндре

Своими фантастическими показателями мотор Фролова обязан именно тому, что в конструкции нет коленчатого вала. Вместо него используется рычажный механизм преобразования, напоминающий шарнир Гука. С виду все просто, но объяснить, как он работает, никому толком не удается -это надо видеть. Изобретатель охотно демонстрирует механизм в работе. Но секрет все же есть – он заключен в некоей цилиндрической детали, которая крепится к проставке, установленной между блоком цилиндров и низом мотора. Фролов называет этот узел демпфером, или уравнителем крутильных колебаний – на него изобретатель и оформил патент.

Со стороны цилиндров в демпфер входит палец, вращающийся рывками, а с другой выходит шестерня конической передачи, вращающаяся достаточно равномерно и без вибраций. Дальше все тривиально – вторая шестерня конической передачи сидит на валу сцепления.

Коническая передача позволяет располагать мотор относительно трансмиссии в каком угодно положении -и в этом еще одно преимущество двигателя. Он обладает повышенным моторесурсом – в силу того, что здесь нет подшипников скольжения, а значит, не требуется смазка под давлением. Кроме того, практически отсутствуют боковые силы воздействия на детали цилиндро-поршневой группы, нет мертвых точек и момента инерции деталей, механизма преобразования движения поршня во вращение вала.

Изобретатель утверждает – признаться, в это верится с трудом – что в его механизме можно во время езды плавно изменять хода поршня, вплоть до нулевых. А это открывает перспективы двигателей с совершенно новыми качествами.

Задания на завтра

Его не следует считать непризнанным самоучкой-неудачником. О результатах творчества Фролова писали в авторитетных журналах «Крылья Родины», «Изобретатель-рационализатор», «Наука и жизнь», «Моделист-конструктор», «ИР Украины», «Авиация общего назначения» и других. Наш изобретатель получил пять авторских свидетельств, подал еще пять заявок.

Сейчас Виталий Фролов работает консультантом в недавно созданном Николаевском политехническом институте на кафедре ДВС. У него есть почитатели, в меру возможностей они помогают Виталию. Совместно с соратниками он организовал компанию «Двигатели Фролова».

К нему приезжали конструкторы с Ижевского и Киевского мотозаводов. Ижевчан заинтересовал 2-тактный оппозит, киевлянам он пообещал разработать 4– и даже 8-цилиндровый двигатель для трайка «Днепр-300», более того, продемонстрировал макет с действующей кинематической схемой. Подписан договор с Харьковским автодорожным университетом о разработках в области новых экологически безопасных двигателей для городского транспорта, а также мотора, который мог бы приводить в движение скутер или мотоколяску в течение двух часов, и для него хватало бы горючего из маленького баллончика с газом. Понятно, что это будет двигатель совсем другого типа. К примеру, если современные моторы Фролова обладают удельной мощностью 100 г/л. с., то в перспективе, убеждает изобретатель, показатель можно довести до 10 г/л. с. Кое-какие наметки у него уже есть, но он не торопится приподнимать покров тайны.

Алексей Бессалый, Иван Ксенофонтов (Москва), Владимир Тураев (Павлоград, Украина), журнал «Мото» 2004

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания для совершения работы и, в частности, к соосному/реверсивному двигателю внутреннего сгорания без коленчатого вала.

Предпосылки создания изобретения

Двигатели внутреннего сгорания возвратно-поступательного действия находят широкое и повсеместное применение, и в них обычно используется кривошипно-шатунный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение для приведения в действие механизма, такого как транспортное средство. Ввиду возвратно-поступательного характера движения таких двигателей, во время движения происходит потеря энергии, что снижает кпд двигателя и вызывает разбалансировки, приводящие к износу элементов двигателя, их неизбежной вибрации и к высокому уровню шума.

Предпринимались многочисленные попытки по решению указанных проблем. Например, роторные двигатели, планетарные двигатели, двигатели внутреннего сгорания с разделенным циклом, эксцентриковые двигатели, осевые двигатели, бочкообразные двигатели представляют собой двигатели, в которых коленчатый вал был заменен иным механизмом для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение, и за счет создания указанных двигателей был устранен ряд проблем, связанных по сути дела с разбалансированным коленчатым валом.

Такие двигатели способны приводить в движение механизмы, включающие лопасти или роторы, либо аналогичные механизмы, установленные на конце приводного вала, передающего движение механизму (например, лодке, самолету, подводной лодке, вертолету и т.д.). В частности, в машинах военного назначения использовались соосные роторы для вращения пары роторов или винтов в противоположных направлениях, однако они установлены на одном валу с одной и той же осью вращения за исключением устройств противоположного вращения, в которых роторы или винты вращаются на отдельных валах на отдельных осях в противоположных направлениях. Для любой из указанных схем требуется коробка передач определенного типа для преобразования работы одного вала в два вала противоположного вращения или соосных валов.

Планетарную зубчатую передачу или аналогичную коробку передач соосного исполнения используют для преобразования вращения приводного вала от двигателя к валу с соосной схемой или схемой противоположного вращения для приведения в действие соосных винтов или винтов противоположного вращения. Такие системы, например, находят применение в морских судах. Два винта или ротора расположены друг за другом, и мощность передается от двигателя через зубчатую передачу. Обеспечивается уменьшение вихревого движения потока, за счет чего через винты или роторы равномерно проходит максимальное количество воздуха или воды, в результате чего достигается более высокий кпд и сокращение энергетических потерь. Такие системы также позволяют сократить или исключить величину крутящего момента, создаваемого существующими одновинтовыми и роторными системами. Тем не менее, указанные двигатели и связанные с ними трансмиссионные системы обычно являются дорогостоящими, механически сложными, более тяжелыми, более дорогостоящими в плане технического обслуживания, создающими повышенный уровень шума и подверженными выходу из строя. Например, в соосном вертолете коробка передач и втулка несущего винта характеризуются исключительной сложностью и включают многочисленные системы тяг, пластины и иные детали, которые могут выйти из строя ввиду необходимости одновременного приведения в действие двух роторных дисков в противоположном направлении.

В патенте Австралии AU 629,238 (содержание которого инкорпорировано в настоящий патент путем отсылки) предлагается двигатель, сложная конструкция которого могла бы быть упрощена за счет создания двигателя возвратно-поступательного движения без коленчатого вала. Такой двигатель мог бы включать, по меньшей мере, один цилиндр, два противолежащих поршня, предназначенных для совершения возвратно-поступательного движения в противоположных направлениях вдоль продольной оси каждого цилиндра, при этом поршни образуют общую камеру сгорания, расположенную между ними, главный вал, расположенный параллельно продольной оси, и на расстоянии от продольной оси каждого цилиндра, и две аксиально расположенные на расстоянии друг от друга замкнутые сплошные, в основном синусоидальные, гусеничные ленты, установленные на главном валу для вращения вместе с ним, при этом гусеничные ленты взаимно соединены с поршнями таким образом, чтобы возвратно-поступательное движение поршней придавало вращательное движение главному валу. Двигатель дополнительно включает небольшую зарядную и запальную камеру, сообщающуюся с общей камерой сгорания, и устройство для впуска топлива в зарядную и запальную камеру для формирования в ней заряда обогащенной топливной смеси и для формирования заряда обедненной топливной смеси с воздухом в общей камере сгорания. Устройство зажигания расположено в зарядной и запальной камере и предназначено для поджигания в ней заряда обогащенной топливной смеси.

Тем не менее, в отношении выше предлагаемого двигателя необходимо решить проблемы, связанные с соосным вращением двух валов в противоположных направлениях, и проблемы, связанные с износом и сложностью механизма. Кроме того, для данного двигателя необходима коробка передач для преобразования мощности и крутящего момента, передаваемых с одновального двигателя на соосный приводной механизм.

Таким образом, существует необходимость в создании двигателя, обеспечивающего передачу всей мощности и крутящего момента при требуемой скорости вращения устройства на концентрические соосные валы, исключая при этом необходимость в коробке передач.

Цель настоящего изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в основном в преодолении или, по меньшей мере, в устранении одного или нескольких недостатков устройств предшествующего уровня техники или, по меньшей мере, в создании приемлемой альтернативы.

Краткое изложение существа настоящего изобретения

В настоящем патенте раскрывается соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, содержащий:

по меньшей мере, один цилиндр, образующий продольно расположенную ось;

пару поршней, установленных для совершения возвратно-поступательного движения в противоположных направлениях вдоль продольной оси цилиндра, при этом пространство между поршнями образует общую камеру сгорания;

первый вал, расположенный в основном параллельно продольной оси цилиндра и сбоку на расстоянии от продольной оси цилиндра;

второй вал, расположенный в основном параллельно продольной оси цилиндра и сбоку на расстоянии от продольной оси цилиндра, при этом второй вал снабжен сквозным продольным отверстием, через которое может проходить и вращаться первый вал, при этом каждый поршень соединен с аксиально разнесенными эксцентриками, при этом первый эксцентрик опирается на первый вал, в то время как второй эксцентрик опирается на второй вал,

в результате чего при использовании возвратно-поступательное движение поршней передает на соответствующие валы вращательное движение в противоположных направлениях для приведения двигателя в действие.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, предпочтительно включающий несколько цилиндров, размещенных вокруг валов.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, предпочтительно включающий два цилиндра и четыре поршня, при этом поршни в одном цилиндре перемещаются со сдвигом по фазе 180° по отношению к поршням в другом цилиндре.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, предпочтительно включающий три цилиндра и шесть поршней, расположенных по треугольной схеме на равном расстоянии вокруг валов.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, предпочтительно включающий четыре или более цилиндров.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, в котором эксцентрики расположены зеркально по отношению друг к другу.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, в котором эксцентрики предпочтительно являются однолепестковыми, многолепестковыми, наклонными, скошенными или синусоидальными эксцентриками.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, в котором каждый из поршней в противоположных цилиндрах, расположенных на одной и той же стороне двигателя, предпочтительно соединен с одним и тем же кулачком.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, в котором поршни предпочтительно приводят в движение эксцентрики в противоположных направлениях, создавая соосное контрвращение валов.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, в котором первая рама служит опорой первого вала, и вторая рама служит опорой второго вала.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, предпочтительно включающий первое зубчатое колесо, функционально соединенное с первым валом.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, предпочтительно включающий второе зубчатое колесо, функционально соединенное со вторым валом.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, в котором первое и второе зубчатые колеса, соединенные с валами, предпочтительно связаны с помощью устройства для обеспечения временной синхронизации между валами.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, в котором устройство предпочтительно является зубчатым колесом, обеспечивающим приведение в действие вала отбора мощности под углом приблизительно 90° по отношению к первому и второму валам.

Краткое описание чертежа

Ниже приведено подробное описание предпочтительного примера осуществления настоящего изобретения чисто иллюстративного характера со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором:

Фиг. 1 - вид в поперечном сечении сбоку примера осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных примеров осуществления настоящего изобретения

На Фиг. 1 проиллюстрирован соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала 1, включающий, по меньшей мере, один цилиндр 3, образующий продольную ось XX. Пара поршней 5, 6 установлена для совершения возвратно-поступательного движения в противоположных направлениях вдоль продольной оси XX цилиндра 3. Пространство 7 между поршнями 5 образует общую камеру сгорания 7. Первый вал 10 расположен в основном параллельно продольной оси XX цилиндра 3 и сбоку на расстоянии от продольной оси XX цилиндра 3. Второй вал 12 также расположен в основном параллельно продольной оси XX цилиндра 3 и сбоку на расстоянии от продольной оси XX цилиндра 3. Второй вал 12 снабжен сквозным отверстием 14, идущим в продольном направлении, через которое может проходить и вращаться первый вал 10. Первый вал 10 вращается в направлении, противоположном вращению вала 12. Поршни 5, 6 соединены с двумя аксиально разнесенными кольцевыми эксцентриками 16, 17. Первый эксцентрик 16 опирается на первый вал 10 и соединен с поршнем 5. Второй эксцентрик 17 опирается на второй вал 12 и соединен с поршнем 6. При использовании возвратно-поступательное движение поршней 5, 6 придает соответствующим валам 10, 12 вращательное движение в противоположных направлениях для приведения в действие двигателя 1.

Принцип работы двигателя, приведенного на Фиг. 1, аналогичен принципу работы известного двигателя внутреннего сгорания. Однако двигатель 1 включает два цилиндра 3, расположенных по противоположным сторонам первого вала 10 и второго вала 12, которые установлены в подшипниках 20 и 21 для обеспечения вращения в противоположных направлениях вокруг горизонтальной оси XX. В соответствии со значением, используемым в настоящем контексте, термины «аксиальный» и «радиальный» относятся к продольной оси YY первого и второго валов 10, 12. К первому валу 10 и ко второму валу 12 прикреплена пара расположенных на расстоянии друг от друга колес 22, вращающихся вместе с валами и имеющими аналогичные внешние цилиндрические поверхности. Каждое колесо 22 служит опорой для эксцентриков 16, 17, выступающих радиально наружу от цилиндрической поверхности соответствующего колеса 22. Эксцентрики 16, 17 профилированы в аксиальном направлении таким образом, чтобы они очерчивали замкнутую траекторию вокруг цилиндрической поверхности колес 22. В предпочтительной форме эксцентрики 16, 17 могут представлять собой однолепестковые, многолепестковые, наклонные, скошенные или синусоидальные эксцентрики, либо могут иметь такую форму, которая обеспечивала бы преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное движение для приведения в действие валов 10, 12. Два эксцентрика 16, 17 являются идентичными, при этом они расположены зеркально по отношению друг к другу.

Каждый цилиндр 3 и относящиеся к нему возвратно-поступательные поршни 5, 6 имеют одну и ту же конструкцию. Тем не менее, как видно из Фиг. 1, поршни 5, 6 в верхнем цилиндре 3 перемещаются со сдвигом по фазе 180° по отношению к поршням 5, 6 в нижнем цилиндре 3. Противолежащие поршни 5, 6 предназначены для совершения возвратно-поступательного перемещения в противоположных направлениях вдоль продольной оси XX цилиндра 3. К каждому поршню 5, 6 жестко или шарнирно прикреплен шатун 25, предназначенный для взаимодействия с эксцентриками 16, 17 с помощью одного, двух или нескольких ведущих подшипников 28 и заднего подшипника 29. По каждому торцу двигатель закрыт картером 30. В двигателе может быть использовано любое количество подшипников.

Как показано на Фиг.1, дальний конец шатуна 25 имеет вилкообразную форму для установки в нем одного, двух или более ведущих подшипников 28 на каждом ответвлении. Внешние ответвления выступают за эксцентрик 16 и предназначены для установки на них заднего подшипника 29. Поршни 5, 6 образуют общую камеру сгорания 7, расположенную между ними. Смежно с каждым цилиндром 3 установлена зарядная и запальная камера 40 (камера обогащенной топливной смеси), снабженная отверстием 42, соединяющимся с камерой сгорания 7. На камере 40 установлена свеча зажигания 45 для воспламенения топлива в камере. Топливный инжектор 46 регулирует поступление топлива в зарядную и запальную камеру 40. Процесс горения в двигателе обычно аналогичен процессу горения в существующих двигателях, и, кроме того, горение в камере также может обеспечиваться за счет компрессионного воспламенения при необходимости.

Двигатель 1 также может включать зубчатые колеса 50 или аналогичные элементы. Зубчатые колеса 50 являются коническими зубчатыми колесами или гипоидными колесами, которые могут входить в зацепление с обычным прямозубым коническим зубчатым колесом или гипоидным зубчатым колесом (не показано), установленным непосредственно на верхней части зубчатых колес 50 и первого и второго вала 10, 12, совместно блокируя вращение соосных валов 10, 12. Зубчатое колесо (не показано) также обеспечивает отбор мощности на вспомогательный вал, расположенный под углом 90° к соосным валам 10, 12. Указанная схема расположения валов может быть дублирована вокруг двигателя 1 при необходимости. Конструкция зубчатого колеса может изменяться в зависимости от необходимой скорости вращения, степени изменения передаточного числа и нагружении крутящим моментом вспомогательного устройства, такого как толкающий винт, которое зубчатое колесо приводит в действие, и путем изменения синхронизации указанной трансмиссии в ряде областей практического применения.

Выше настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные примеры, и специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено во многих других формах.

1. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала, содержащий:по меньшей мере, один цилиндр, образующий продольно расположенную ось;пару поршней, установленных для совершения возвратно-поступательного движения в противоположных направлениях вдоль продольной оси цилиндра, при этом пространство между поршнями образует общую камеру сгорания;первый вал, расположенный в основном параллельно продольной оси цилиндра и сбоку на расстоянии от продольной оси цилиндра;второй вал, расположенный в основном параллельно продольной оси цилиндра и сбоку на расстоянии от продольной оси цилиндра, при этом второй вал снабжен сквозным продольным отверстием, через которое может проходить и вращаться первый вал, при этом каждый поршень соединен с аксиально разнесенными эксцентриками, при этом первый эксцентрик опирается на первый вал, в то время как второй эксцентрик опирается на второй вал,первое зубчатое колесо, функционально соединенное с первым валом;второе зубчатое колесо, функционально соединенное со вторым валом;при этом первое и второе зубчатые колеса, соединенные с соответствующими первым и вторым валами, связаны с помощью устройства для обеспечения временной синхронизации между первым и вторым валами;

в результате чего при использовании возвратно-поступательное движение поршней передает на соответствующие валы вращательное движение в противоположных направлениях для приведения двигателя в действие.

2. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, дополнительно включающий несколько цилиндров, размещенных вокруг валов.

3. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, дополнительно включающий два цилиндра и четыре поршня, при этом поршни в одном цилиндре перемещаются со сдвигом по фазе 180° по отношению к поршням в другом цилиндре.

4. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, дополнительно включающий три цилиндра и шесть поршней, расположенных по треугольной схеме на равном расстоянии вокруг валов.

5. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, дополнительно включающий четыре или более цилиндров.

6. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, в котором эксцентрики расположены зеркально по отношению друг к другу.

7. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, в котором эксцентрики являются однолепестковыми, многолепестковыми, наклонными, скошенными или синусоидальными эксцентриками.

8. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, в котором каждый из поршней в противоположных цилиндрах, расположенных на одной и той же стороне двигателя, соединен с одним и тем же кулачком.

9. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, в котором поршни приводят в движение эксцентрики в противоположных направлениях, создавая соосное контрвращение валов.

10. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, в котором первая рама служит опорой первого вала, и вторая рама служит опорой второго вала.

11. Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала по п.1, в котором устройство для обеспечения временной синхронизации является зубчатым колесом, обеспечивающим приведение в действие вала отбора мощности, расположенного под углом приблизительно 90° по отношению к первому и второму валам.

Двигатель внутреннего сгорания без коленвала на основе устройства для преобразования возвратно-вращательного движения во вращательное в одном направлении

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к двигателестроению и может быть использована на транспорте. Двигатель внутреннего сгорания без коленвала, включает, по меньшей мере, один торообразный корпус, содержащий два и более дуговых цилиндра, внутри которых установлены поршни. Сущность полезной модели заключается в том, что двигатель снабжен установленным на валу двигателя и жестко взаимосвязанным с корпусом двигателя устройством для преобразования возвратно вращательного движения во вращательное в одном направлении, передающим на выходной вал двигателя вращение в одном направлении, которое содержит входной вал, расположенный на одной оси с выходным валом устройства, промежуточную ось, установленную перпендикулярно указанной оси, элементы сцепления в виде обгонной или храповой муфты, жестко установленные на выходном валу устройства, взаимосвязанные с коническими элементами передачи вращения, выполненные с возможностью взаимно-обратного вращательного действия для передачи выходному валу двигателя вращения в одном направлении, при этом выходной вал устройства является одновременно выходным валом двигателя, а входной вал устройства жестко смонтирован на одном из элементов сцепления, и жестко связан с каждым поршнем двигателя. Технический результат заключается в повышении диапазона дискретно отбираемых мощностей и упрощении конструкции двигателя.

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к двигателестроению и может быть использована на транспорте.

Существует большое количество поршневых двигателей внутреннего сгорания повсеместно используемых по 2-х и 4-х тактной схеме. Преобразователем возвратно-поступательного движения поршней во вращательное является кривошипно-шатунный механизм, основным недостатком которого является наличие мертвых точек. Когда происходит взрыв горючей смеси в районе мертвых точек первоначальная максимальная сила давления горячих газов направлена на излом оси коленчатого вала (коленвала), а не на полезное вращение. Во время поворота коленчатого вала за счет кинетической энергии запасенной в маховике установленного на коленчатом валу увеличивается рычаг приложения силы давления газов, но увеличение рычага влечет за собой увеличение объема камеры сгорания, т.е. уменьшение давления газов. Первоначальное давление газов из-за наличия мертвых точек тратится на нагрев корпуса двигателя, а не на полезную работу вращения коленчатого вала. Это ведет к недостаточно эффективной работе и низкой экономичности двигателя.

Известен двигатель внутреннего сгорания без коленвала, в котором поршни соединены попарно зубчатыми рейками передающие возвратно-поступательные движения на зубчатое колесо входного вала устройства преобразования возвратно-вращательного движения во вращательное в одном направлении (патент на изобретение RU 2390675, оп. 27.05.2010 «Устройство для преобразования возвратно-вращательного движения во вращательное в одном направлении» стр.7 фиг.2).

Зубчатая рейка жестко установлена между противоположными поршнями для передачи возвратно-поступательного хода этих поршней. Рейка посредством зубчатой связи с входным зубчатым колесом вызывает на нем возвратно вращательное движение. Внутри устройства преобразования возвратно-вращательного движения во вращательное в одном направлении с помощью конического ресивера и элементов передачи вращения происходит преобразование возвратно-вращательного движения зубчатого колеса во вращательное выходного вала в одном направлении.

К недостаткам двигателя относится наличие зубчатой передачи с присущими этой передаче потерями КПД. Кроме того, отмечается недостаточная компактность конструкции.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является свободнопоршневой (без коленвала) кольцевой двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий торообразную рабочую камеру с поршнями (SU 1733649, оп. 1972 г.)

Необходимость наличия поддерживающих роликов и клинящих элементов для передачи вращения в одном направлении, которые размещены в дуговых рабочих цилиндрах двигателя и занимают полезный объем, который мог бы быть использован для получения большей удельной мощности двигателя, усложняет его конструкцию, снижает надежность двигателя.

Выходной вал не имеет сквозного выхода через торообразный корпус, так как с противоположной стороны расположены синхронизирующие зубчатые колеса, что ведет к невозможности секционирования взаимонезависимых двигателей на едином валу двигателя, а следовательно уменьшается диапазон дискретно отбираемых мощностей.

Кроме того, данный двигатель невозможно использовать в 4-х тактном варианте, что ограничивает функциональные возможности двигателя.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение диапазона дискретно отбираемых мощностей, упрощение конструкции двигателя.

Для решения поставленной задачи двигатель внутреннего сгорания без коленвала, включающий, по меньшей мере, один торообразный корпус, содержащий два и более дуговых цилиндра, внутри которых установлены поршни, согласно полезной модели, снабжен установленным на валу двигателя и жестко взаимосвязанным с корпусом двигателя устройством для преобразования возвратно вращательного движения во вращательное в одном направлении, передающим на выходной вал двигателя вращение в одном направлении, которое содержит входной вал, расположенный на одной оси с выходным валом устройства, промежуточную ось, установленную перпендикулярно указанной оси, элементы сцепления в виде обгонной или храповой муфты, жестко установленные на выходном валу устройства, взаимосвязанные с коническими элементами передачи вращения, выполненные с возможностью взаимно-обратного вращательного движения для передачи выходному валу двигателя вращения в одном направлении, при этом выходной вал устройства является одновременно выходным валом двигателя, а входной вал устройства жестко смонтирован на одном из элементов сцепления, и жестко связан с каждым поршнем двигателя

Поршень выполнен в виде единой монолитной детали.

Поршень может быть выполнен в виде двух полупоршней, жестко соединенных между собой штоковым элементом поршня, жестко взаимосвязанным с входным валом устройства для преобразования возвратно вращательного движения во вращательное в одном направлении.

На фиг.1 представлен двупоршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий два дуговых цилиндра (4-х тактный двупоршневой и 2-хтактный двупоршневой), общий вид

На фиг.2. то же, вид сбоку

На фиг.3 представлен четырехпоршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий четыре рабочих дуговых цилиндров (4-х тактный четырехпоршневой и 2-х тактный четырехпоршневой), общий вид

На фиг.4 - то же, вид сбоку

На фиг.5 - разрез А-А на фиг.3

На фиг.6 - представлена компоновка двигателя с соосным расположением входного вала устройства и выходного вала двигателя

На фиг.7 - представлена компоновка двигателя с взаимно-перпендикулярным расположением входного вала устройства и выходного вала двигателя.

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания может работать как 4-х тактный двухпоршневой (фиг.1, 2), 2-х тактный двухпоршневой (фиг.1, 2), 2-х тактный четырехпоршневой (фиг.3, 4), и 4-х тактный четырехпоршневой двигатель (фиг.3, 4).

Двигатель внутреннего сгорания (далее двигатель), представленный на фиг.1 - четырехтактный двупоршневой - содержит торообразный корпус 1, разделенный на два герметичных дуговых цилиндра 2 и 3, внутри каждого из которых установлены поршни соответственно 4 и 5, жестко соединенные с входным валом 6 устройства 7 для преобразования возвратно-вращательного движения во вращательное в одном направлении.

Устройство 7 размещено на валу двигателя, при этом корпус устройства 7 преобразования движения жестко взаимосвязан с корпусом 1 двигателя, например, выполнен заодно с корпусом двигателя (фиг.5). Возможны варианты, когда корпус устройства 7 жестко взаимосвязан с корпусом 1 двигателя посредством резьбового соединения или сварки.

После преобразования возвратно-вращательного движения от поршней 4 и 5 устройство 7 передает вращение в одном направлении на выходной вал 8 двигателя одновременно являющийся выходным валом устройства 7.

Внутри дуговых цилиндров 2 и 3 поршни 4 и 5 образуют рабочие камеры сгорания - 9, 10, 11, 12, которые снабжены впускным и выпускным каналами (на чертеже не указаны).

Устройство 7 содержит входной вал 6 и выходной вал 8, расположенные на одной общей оси 13, промежуточную ось 14, установленную перпендикулярно указанной общей оси 13, два элемента сцепления 15, 16 в виде обгонной или храповой муфты, жестко установленные на выходном валу 8 устройства с возможностью взаимно-обратного вращательного движения. Элементы сцепления 15, 16 жестко взаимосвязаны с коническими элементами передачи вращения 17, 18, 19, выполненными с возможностью взаимно-обратного вращательного движения для передачи выходному валу двигателя вращения в одном направлении. Элемент передачи вращения 19 выполнен на валу 6.

Входной вал 6 устройства жестко смонтирован на элемент сцепления 16, и жестко связан с каждым поршнем 4 и 5 двигателя.

Выходной вал 8 устройства преобразования 7, одновременно являющийся выходным валом двигателя не имеет жесткой связи со входным валом 6 устройства.

Поршни 4, 5 могут быть выполнены в виде единой монолитной детали (фиг.1).

Возможно выполнение каждого поршня в виде двух полупоршней 4а, 4б и 5а, 5б, жестко соединенных между собой штоковым элементом 20 поршня, который жестко взаимосвязан с входным валом 6 устройства для преобразования возвратно вращательного движения во вращательное в одном направлении (фиг.3).

Компановка двигателя, при которой входной вал 6 устройства 7 и выходной вал 8 двигателя расположены соосно (фиг.6) является наиболее предпочтительной. Но не исключен вариант, когда валы 6 и 8 расположены взаимно-перпендикулярно друг к другу (фиг.7).

Работа 4-х тактного двухпоршневого двигателя осуществляется следующим образом (фиг.1).

1 такт

Жестко скрепленные между собой поршень 4 входной вал 6 и поршень 5 начинают вращение по часовой стрелке, что приводит к разрежению в камере сгорания 10, в которую происходит впрыск горючей смеси. В камере цилиндра 9 происходит такт сжатия ранее впрыснутой в него горючей смеси. В камере цилиндра 11 происходит рабочий ход, т.е. движение поршня 5 под действием горячих газов вспыхнувшей горючей смеси. В камере цилиндра 12 происходит такт выпуска отработанных (сгоревших) газов.

2 такт

После того, как поршень 4 в своем предыдущем такте сжал горючую смесь в рабочей камере 9 в ней происходит возгорание и давление горячих газов заставляет поворачиваться поршень 4 против часовой стрелки увлекая за собой входной вал 6 и поршень 5, который производит всасывание горючей смеси в рабочую камеру 12 и выпуск отработанных газов в рабочей камере 11, а также сжатие поршнем 4 горючей смеси в рабочей камере 10.

3 такт

В рабочей камере 10 происходит возгорание и давление горючих газов начинает давить на поршень 4, поворачивая его по часовой стрелке и выпускать им отработанные газы из рабочей камеры 9. В рабочей камере 11 поршнем 5 происходит всасывание горючей смеси, а в рабочей камере 12 происходит сжатие горючей смеси этим же поршнем.

4 такт

В рабочей камере 12 происходит возгорание горючей смеси и давление газов толкает поршень 5 против часовой стрелки сжимая горючую смесь в рабочей камере 11, Под действием поршня 4 в рабочей камере 9 происходит всасывание горючей смеси, а в рабочей камере 10 происходит выпуск отработанных газов.

Далее все четыре такта повторяются в той же очередности, вызывая возвратно-вращательные движения входного вала 6 устройства 7, где преобразуются на выходной вал двигателя 8 во вращение в одном направлении.

Преобразование в устройстве 7 происходит следующим образом.

Входной вал 6 устройства 7 совершает возвратно-вращательные движения, передавая через конусные поверхности сцепления элемента 19, вращение на конические элементы передачи вращения 18, а они в свою очередь на конический элемент 17. Вращение входного вала 6 устройства и элемента 17 передача вращения происходит в разные стороны, но они жестко установлены на однонаправленных элементах передачи вращения - элементах сцепления 15, 16 (храповые или обгонные муфты), которые внутренней поверхностью установлены на выходной вал 8, передавая на него вращение только в одном направлении.

При предложенной компоновке (фиг.1) заявляемый двигатель можно использовать и как двухтактный двухпоршневой.

В этом случае работа двигателя происходит следующим образом. Жестко скрепленные между собой поршень 4, входной вал 6 и поршень 5 начинают вращение по часовой стрелке, что приводит к разрежению в рабочей камере 10 и впрыск в нее горючей смеси. В камере сгорания 11 происходит возгорание ранее впрыснутой в нее горючей смеси и под действием давления горячих газов поршень 5 сжимает ранее впрыснутую горючую смесь в рабочей камере 12. Поршень 5 в конце своего рабочего хода открывает продувочные каналы. Продувочные каналы - это канал выпуска отработанных газов, соединенный с выхлопной системой и канал впуска горючей смеси, соединенный с рабочей камерой 12, где до этого произошло сжатие.

Таким образом, горючая смесь через канал впуска попадает в рабочую камеру сгорания 11. В это же время происходит процесс сжатия поршнем 4 в камере сгорания 9 горючей смеси предварительно поступившей по каналу впуска из камеры 10. Когда поршень 4 достигнет конечной точки сжатия в камере сгорания 9 происходит зажигание и поршень 4 совершает рабочее движение против часовой стрелки выпуская в своей конечной точке отработанные газы из рабочей камеры сгорания 9 через выпускной канал и впускает в нее через впускной канал из камеры 10 предварительно сжатую этим же поршнем 4 горючую смесь. Далее цикл повторяется.

На фиг.3 представлен вариант компоновки двигателя в котором поршень выполнен из двух полупоршней 4а, 4б и 5а, 5б попарно жестко связанных между собой штоковым элементом поршня 20, который в свою очередь также жестко связан со входным валом 6 устройства преобразования 7. Данный двигатель возможно использовать и в двухтактном и четырехтактном режимах работы.

Для двухтактного варианта торообразный корпус двигателя разделен на шесть герметичных дуговых цилиндров 2а, 2б, 2в, 3а, 4б, 5в, для создания герметичного подпоршневого пространства под всеми четырьмя полупоршнями 4а, 4б, 5а, 5б.

Работа двигателя в 2-х тактном 4-х поршневом варианте (фиг.3) происходит следующим образом:

По сути это два 2-х тактных 2-поршневых двигателя заключенных в одном тороидальном корпусе 1 и выполняющих зеркально-симметричные одинаковые функции: поршень 4а=5б, а поршень 4б=5а. На этом основании представляем работу только одной половины двигателя.

1 такт.

Жестко соединенные между собой полупоршень 4а, штоковый элемент 20, полупоршень 4б и входной вал 6 начинают движение по часовой стрелке. В рабочей камере сгорания 2а происходит сжатие ранее впрыснутой горючей смеси, а в подпоршневом пространстве 2а' происходит разрежение с одновременным всасыванием воздуха и горючих паров. В рабочей камере 2в давление горячих газов толкает полупоршень 4б с одновременным выпуском их через выпускной канал и со впуском через впускной канал свежей горючей смеси сдавленной в подпоршневом пространстве 2в'

2 такт

В рабочей камере 2а происходит вспышка горючей смеси и образовавшиеся газы начинают толкать полупоршень 4а в направлении против часовой стрелки с одновременны выпуском их через выпускной канал и со впуском через впускной канал свежей горючей смеси сдавленной в подпоршневом пространстве 2а'. Полупоршень 4а через штоковый элемент 20 передает полупоршню 4б вращение и полупоршень 4б сдавливает в рабочей камере 2в горючую смесь, а в подпоршневом пространстве 2в' происходит разрежение со входом очередной порции горючей смеси. Далее процесс повторяется.

Работа двигателя внутреннего сгорания (Фиг.3) в 4-х тактном варианте аналогична работе двигателя на фиг.1 с той лишь разницей, что на фиг.1 каждый поршень 4, 5 выполнен в виде единой монолитной детали, а на фиг.3 каждый поршень 4 и 5 выполнен в виде двух полупоршней соответственно 4а, 4б и 5а, 5б, жестко соединенных штоковым элементом 20, который жестко взаимосвязан с входным валом 6 устройства 7. В этом случае отсутствует необходимость в герметичных перегородках корпуса между дуговыми цилиндрами 2а и 2б, 2б и 2в, 3а и 3б, 3б и 3в.

Возвратно-вращательные движения (фиг.1, фиг.2, фиг.3) передаются на входной вал 6 устройства 7, где преобразуются на выходной вал двигателя 8 во вращение в одном направлении.

Преимущества заявляемой полезной модели заключаются в следующем.

1. За счет выполнения выходного вала проходящим сквозь двигатель, появляется возможность установки на этот вал несколько независимо работающих двигателей, тем самым суммируются мощности от двигателей на единый выходной вал, достигается повышение диапазона дискретно отбираемых мощностей. Выходной вал 8 устройства преобразования 7, одновременно являющийся выходным валом двигателя не имеет жесткой связи со входным валом 6 устройства и это позволяет использовать необходимое количество независимых двигателей, что делает возможным подходить гибко к необходимой получаемой мощности путем оперативного включения нужного количества заявляемых двигателей.

При работе работающих двигателей неработающие в этот момент двигатели не оказывают влияния на единый выходной вал двигателя за счет отсутствия жесткой связи входного и выходного вала устройства (не мешают работе двигателя). Двигатели на единой оси могут работать выборочно или вместе.

2. Достигается упрощение конструкции за счет того, что в заявляемом двигателе отсутствует необходимость в поддерживающих роликах, которые вместе с клинящими элементами для передачи вращения в одном направлении в прототипе размещены в дуговых рабочих цилиндрах и занимают полезный объем, который мог бы быть использован для получения большей удельной мощности двигателя. В заявляемом двигателе клинящие элементы для передачи вращения в одном направлении, находящиеся в обгонных муфтах размещены в устройстве преобразования 7.

3. В отличие от прототипа, в котором представлен 2-тактный дизельный двигатель, заявляемый двигатель внутреннего сгорания может быть и 2-х тактным и 4-х тактным, как бензиновым, так или дизельным или мультитопливным.

1. Двигатель внутреннего сгорания без коленвала, включающий, по меньшей мере, один торообразный корпус, содержащий два и более дуговых цилиндра, внутри которых установлены поршни, отличающийся тем, что он снабжен установленным на валу двигателя и жестко взаимосвязанным с корпусом двигателя устройством для преобразования возвратно вращательного движения во вращательное в одном направлении, передающим на выходной вал двигателя вращение в одном направлении, которое содержит входной вал, расположенный на одной оси с выходным валом устройства, промежуточную ось, установленную перпендикулярно указанной оси, элементы сцепления в виде обгонной или храповой муфты, жестко установленные на выходном валу устройства, взаимосвязанные с коническими элементами передачи вращения, выполненные с возможностью взаимно-обратного вращательного движения для передачи выходному валу двигателя вращения в одном направлении, при этом выходной вал устройства является одновременно выходным валом двигателя, а входной вал устройства жестко смонтирован на одном из элементов сцепления и жестко связан с каждым поршнем двигателя.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что поршень выполнен в виде единой монолитной детали.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что поршень выполнен в виде двух полупоршней, соединенных между собой штоковым элементом поршня, который жестко взаимосвязан с входным валом устройства для преобразования возвратно-вращательного движения во вращательное в одном направлении.

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости