початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2164609
ДВИГУН ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ

English

Ім'я заявника: Уфимський державний авіаційний технічний університет
Ім'я винахідника: Жернаков В.С .; Ільчанінов В.П .; Ільясов Б.Г .; Комаров С.С .; Кушіма С.Т. .; Якубов Р.Б.
Ім'я патентовласника: Уфимський державний авіаційний технічний університет
Адреса для листування: 1999.04.16
Дата початку дії патенту: 450000, Уфа-центр, вул. К. Маркса 12, УГАТУ, патентний відділ

Винахід може бути використано в якості поршневого двигуна в різних енергетичних установках, зокрема в літальних апаратах і автомобілях. Двигун внутрішнього згоряння містить корпус, блок циліндрів і поршні, розміщені в циліндрах. Шатуни з'єднані циліндричними шарнірами з поршнями і з качающейся зовнішньої рамкою-коромислом, встановленої на похилій шайбі косого кривошипа вихідного вала двигуна. Кожен шатун виконаний у вигляді ексцентричного вала з ексцентриситетом e, одночасно задовольняє умовам: (Мм), де a - відстань по коромисла між віссю двигуна і віссю кріплення шатуна, d - дезоаксіальность двигуна, _max - максимальне значення кута нахилу кривошипа. Поршні можуть бути виконані ступінчастими і забезпечені штоками, встановленими в опорах. Опори винесені із зони горіння паливного заряду і закріплені на корпусі. Технічний результат полягає в підвищенні коефіцієнта корисної дії, економічності, а й надійності та довговічності двигуна за рахунок виключення бічного тиску поршня на стінки циліндра і їх контактної взаємодії.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до двигунобудування, зокрема до поршневих двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), і може бути використано в різних енергетичних установках літальних апаратів, автомобілів, швидкохідних катерів і т.д.

Відомі конструкції аксіально-поршневих ДВС А.С.. СРСР N 761 771, МКІ ⁵ F 16 H 21/18 опубліковано 7.09.80, Б.І. N 33 /, що містять корпус, блок циліндрів, камери згоряння, поршні, розміщені в циліндрах, систему подачі палива, при цьому на валу двигуна жорстко закріплена плоска обертається шайба, до якої через перехідні елементи приєднані поршні за допомогою сферичних шарнірів.

Недоліками таких двигунів є певні труднощі у створенні та експлуатації довговічних сферичних шарнірів, складності в балансуванні двигуна. Крім того, сили, що діють уздовж осі вала, досягають значних величин і для їх нейтралізації необхідно створювати сферичні підшипники зі специфічними конструктивними рішеннями. Все це ускладнює конструкцію двигуна і зменшує його к.к.д.

Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого технічного рішення є аксіально-поршневий ДВС А.С.. СРСР N 689624, МКІ ⁵ F 02 В 75/26 опубліковано 30.09.79, Б.І. N 36 /, прийнятий як прототип, що містить корпус, блок циліндрів, камери згоряння, поршні, розміщені в циліндрах, шатуни, з'єднані циліндричними шарнірами з поршнями і хитається рамкою, що впливає на похилу шайбу, встановлену на косому кривошипі вихідного вала двигуна, до якого підключені споживачі енергії.

До недоліків прототипу слід віднести те, що дана конструктивна схема не забезпечує ефективного перетворення коливального кутового руху коромисла в обертальний рух вихідного вала двигуна і сприяє утворенню значних бічних сил при взаємодії поршнів з циліндром, вимагає організації системи ущільнення поршня і знижує ККД двигуна.

Завданням винаходу є підвищення к.к.д., економічності, а й надійності та довговічності двигуна за рахунок виключення бічного тиску поршня на стінки циліндра і їх контактної взаємодії.

Поставлена задача досягається тим, що двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус, блок циліндрів, поршні, розміщені в циліндрах, шатуни, з'єднані циліндричними шарнірами з поршнями і з качающейся зовнішньої рамкою-коромислом, встановленої на похилій шайбі косого кривошипа вихідного вала двигуна, до якого підключені споживачі енергії, на відміну від прототипу, кожен шатун виконаний у вигляді ексцентричного вала з ексцентриситетом з одночасно задовольняє умовам і , Де a - відстань по коромисла між осями валу двигуна і віссю кріплення шатуна, d - дезоксіальность двигуна, _max максимальне значення кута нахилу коромисла, а поршні виконані ступінчастими і забезпечені штоками, встановленими в опорах, винесених із зони горіння паливного заряду, закріплених на корпусі.

Сукупність перерахованих ознак пропонованого винаходу дозволяє повністю виключити появу бічної складової сили на стінки циліндра.

Введення східчастих поршнів дозволяє перемістити бічні зусилля від поршнів на стінки циліндра в додаткові опори в місця їх сполучення зі штоками поршнів.

Введення ексцентричного вала у вигляді шатуна з ексцентриситетом, що задовольняє отриманими авторами умовами, дозволяє виключити бічні сили від поршнів на стінках циліндра.

Порівняння заявляється, із іншими технічними рішеннями показує, що відомі просторові механізми А.С.. СРСР N 1375892, МКИ ⁵ F 16 H 23/00 опубліковано 23.02.88, Б.І. N 7 /, які здійснюють перетворення коливального кутового руху коромисла в зворотно-поступальний рух поршнів, за допомогою шатунів у вигляді ексцентричного вала з ексцентриситетом, рівним e> ad. Кінематичний аналіз такого просторового механізму, проведений авторами, показав, що ця умова є необхідною, але недостатньою, так як не враховує всіх варіантів дезоаксіальності двигуна, що не забезпечує працездатності двигуна при різних кутах нахилу кривошипа, тобто у всіх положеннях механізму при обертанні вала двигуна . Необхідними і достатніми умовами поступального руху поршнів зі штоками будуть наступні:



Висновок цих залежностей базується на кінематичному аналізі механізму перетворення поступального руху поршнів зі штоками в кутовий коливальний рух зовнішньої рамки-коромисла і далі в обертальний рух вихідного вала двигуна. Принципова схема такого механізму показана на фіг. 1.

Кинематическое рівняння поступального руху поршня, штока або точки В має вигляд



де a - відстань по коромисла між віссю двигуна і віссю кріплення шатуна, e - ексцентриситет шатуна, d - дезоаксіальность двигуна, - Кут повороту коромисла.

Для здійснення поступального руху поршнів зі штоками подкоренное вираз повинен бути:

e ² - (da · cos ) ^2> 0,

що при різних кутах і при різних поєднаннях геометричних розмірів призводить до вимоги дотримання зазначених вище двох умов. Неврахування цих умов призводить або до заклинювання механізму перетворення, або до його руйнування.

Істота пристрою пояснюється кресленнями.

Фіг. 1 зображена кінематична схема пропонованого ДВС

Фіг. 2 зображено поздовжній розріз заявляється аксіально-поршневого ДВС

Двигун складається з корпусу 1, в якому встановлений вал 2 з косими кривошипами 3. Похилі шайби внутрішньої рамки 4 встановлені на косому кривошипі і до них кріпиться хитна зовнішня рамка-коромисло 5, і далі через ексцентричні шатуни 6 приєднуються штоки 7 східчастих поршнів 8, забезпечених безконтактними ущільненнями, наприклад, лабіринтовими 9, рухомих в циліндрах 10, забезпечених впускними 11 і випускними вікнами 12. Штоки 7 встановлені в додаткових опорах 13, закріплених на корпусі 1. Камера згоряння 14 розташована між поршнями і формується при їх зближенні у внутрішній мертвій точці. У корпусі встановлені свічки запалювання 15.

Робота двотактного аксіально-поршневого ДВС здійснюється наступним чином. При розташуванні поршнів у зовнішній мертвій точці (верхня частина фіг. 2) відбувається видалення продуктів згоряння палива і продування циліндра свіжим повітрям через випускні вікна 12. Перед закінченням продувки в циліндр 10 впорскується паливо насосом низького тиску. Поршні 8 рухаються назустріч один одному і паливна суміш виявляється в камері згоряння 14, як це зображено на фіг. 2. При досягненні внутрішньої мертвої точки від свічки запалювання 15 відбувається займання паливоповітряної суміші і починається робочий хід і вчинення корисної роботи. Саме в цьому такті виробляється крутний момент. При досягненні поршнями крайнього нижнього положення у зовнішній мертвій точці відбувається вихлоп відпрацьованих газів і починається новий цикл роботи двигуна.

Використання пропонованого пристрою дозволяє, в порівнянні з прототипом, забезпечити підвищення к. П.д., економічності, довговічності і ефективності за рахунок:

- Виключення бічних зусиль на циліндри від поршнів і, відповідно, втрат на тертя, що в звичайних двигунах і в прототипі теж становить не менше 30% від всіх видів механічних втрат,

- Перенесення контактних ущільнень поршнів із зони горіння паливного заряду,

що не очевидно у відомих пристроях.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус, блок циліндрів, поршні, розміщені в циліндрах, шатуни, з'єднані циліндричними шарнірами з поршнями і з качающейся зовнішньої рамкою-коромислом, встановленої на похилій шайбі косого кривошипа вихідного вала двигуна, до якого підключені споживачі енергії, що відрізняється тим, що кожен шатун виконаний у вигляді ексцентричного вала з ексцентриситетом e, одночасно задовольняє умовам:



мм,

де a - відстань по коромисла між віссю двигуна і віссю кріплення шатуна;

d - дезоаксіальность двигуна;

_max - максимальне значення кута нахилу кривошипа.

2. Двигун внутрішнього згоряння по п.1, що відрізняється тим, що поршні виконані ступінчастими і забезпечені штоками, встановленими в опорах, винесених із зони горіння паливного заряду, закріплених на корпусі.

Версія для друку
Дата публікації 28.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів