Поршневой двигатель

 

Сущность изобретения: поршневой двигатель имеет направляемый в цилиндре поршень, возвратно-поступательное движение которого через шатун передается на коленчатый вал, совершающий вращательное движение. Коленчатый вал представляет собой кулису, ось шатуна свободно движется в направляющих кулисы, эта же ось одновременно является взаимодействующим звеном кулачкового механизма, роль кулачка выполняет поверхность в корпусе двигателя, которая ориентирует ось шатуна, соединенную с коленчатым валом. 3 ил.

Изобретение может применяться в двигателях внутреннего сгорания, дизельных и карбюраторных; паровых машинах, компрессорах, насосах и т.д.

Сущностью данного изобретения является передача вращательного движения кулачка в поступательное движение поршня. Недостатком этого изобретения является низкий коэффициент полезного действия, крайне затруднительная передача движения в обратном направлении.

Известно изобретение [1] в котором происходит передача вращательного движения кулачка в поступательное движение поршня.

Недостатком данной конструкции являются низкий коэффициент полезного действия, крайне затруднительная передача движения в обратном направлении, уменьшение коэффициента полезного действия, рычаг, возвращающий поршень в крайнее нижнее положение.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема поршневого двигателя; на фиг. 2 различные законы изменения скорости движения поршня относительно коленчатого вала при разных кулачках; на фиг. 3 схема предлагаемого двигателя, вариант.

Предлагаемый двигатель имеет направляемый в цилиндре 1 поршень 2, возвратно-поступательное движение которого через шатун 3 передается на коленчатый вал 4, совершающий вращательное движение. Коленчатый вал представляет кулису, которая вращается вокруг своей оси, ось шатуна 5 свободно движется в направляющих кулисы, ось одновременно является взаимодействующим звеном кулачкового механизма, роль кулачка 6 выполняет паз в корпусе двигателя, который ориентирует ось шатуна, соединенную с коленчатым валом.

Данную конструкцию отличает очень высокий коэффициент передачи движения от поршня к коленчатому валу. С помощью кулачка можно задать более выгодный требуемый закон движения, который по коэффициенту полезного действия во время рабочего цикла двигателя и холостого хода выше, чем у кривошипно-шатунного механизма. С помощью изменения закона движения поршня относительно коленчатого вала можно уменьшить область точек, близких по своим характеристикам к верхнему и нижнему крайнему положениям поршня кривошипно-шатунного механизма, где коэффициент полезного действия крайне низкий; достичь более резкого сжатия в дизельных двигателях, при одинаковых скоростях вращения коленчатого вала; уменьшить износ цилиндра, поршня и силу трения между поршнем и цилиндром путем уменьшения углового отклонения шатуна от направления поступательного движения поршня; резко увеличивать скорость движения поршня во время вспышки горючей смеси; достигнуть более полной степени сгорания горючих газов; более выгодных для работы режимов.

Для паровых двигателей, насосов, компрессоров и т.д. путем задания с помощью кулачка любого нужного закона движения можно достигать более высоких коэффициентов полезного действия при работе, уменьшается область точек, близких к верхней и нижней мертвой точке по сравнению с кривошипно-шатунным механизмом; устойчиво работать при малых скоростях и переходных режимах; избегать кавитации жидкости, резкого сжатия и других нежелательных процессов; достигать более выгодных для работы режимов и т.д.

Для уменьшения трения между взаимодействующим звеном кулачкового механизма и кулисой или кулачком могут использоваться подшипники качения, трения и т.д.

Осуществление изобретения возможно исходя из современного уровня техники. Конструкция работает и испытывает нагрузки не выше, чем в современных распространенных моторах и станках.

Формула изобретения

ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, цилиндр с поршнем, связанным через шатун с коленчатым валом, отличающийся тем, что шатун выполнен с шарнирным ползуном, коленчатый вал выполнен в виде кулисы с направляющими, внутренняя поверхность корпуса выполнена с пазом в виде кулачка, а шарнирный ползун размещен в направляющем пазу кулисы с возможностью взаимодействия с пазом корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3