ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ ДВС

Полезная модель относится к области двигателестроения. Назначение механизма - осуществление преобразования силы давления поршня во вращение коленчатых валов с минимально возможной потерей энергии на трение и уменьшением вибраций при работе механизма.
В качестве аналога взят кривошипно-шатунный механизм двигателя автомобиля М-20 Победа [1]. Механизм содержит один цилиндр, поршень с шатуном и кривошип. Соединенные пальцем, кривошип и шатун осуществляют преобразование поступательного движения поршня во вращательное - коленчатого вала.
Недостатком механизма является то, что при вращении коленчатого вала от неуравновешенных вращающихся частей кривошипа возникает центробежная сила, приложенная к центру шатунной шейки. Радиальная и центробежная силы воспринимаются подшипниками коленчатого вала и создают соответствующую нагрузку на подшипники вала, увеличивающую силу трения.
Кроме этого за период рабочего хода поршня давление газов на вращения коленчатого вала используется не полностью из-за изменения угла между направлениями тангенциальной и нормальной сил. Это приводит к потерям энергии.
В качестве прототипа взято устройство "Поршневая машина" [2]. Поршневая машина содержит, по меньшей мере один цилиндр, поршень со штоком, два параллельных коленчатых вала, расположенных в картере симметрично относительно оси цилиндра и связанных между собой с возможностью вращения в противоположные стороны при помощи механизма передачи с передаточным числом равным единице, траверсу, шарнирно соединенную со штоком поршня, два шатуна, каждый из которых одним концом шарнирно соединен с коленчатым валом, а другим
- с траверсой и механизм поворота шатунов относительно траверсы на равные углы.
Недостатки прототипа те же, что и у аналога, за исключением взаимной компенсации неуравновешенных сил.
Цель полезной модели - увеличение КПД двигателя путем уменьшения энергопотерь за счет улучшения преобразования поступательного движения поршня во вращательное коленчатых валов с помощью симметричного кулачкового механизма.
На фиг.1, 2 показана конструкция передаточного механизма ДВС. Механизм включает в себя толкатели 1, взаимодействующие кулачками 2, два параллельных коленчатых вала 3 с пальцами 4 специальной формы для взаимодействия с пазами 5 рамки 6 поршня 7.
Передаточный механизм ДВС работает следующим образом.
В верхней мертвой точке пальцы 3 выходят из пазов 5 рамки 6. Происходит вспышка горючей смеси, поршень 7 совершает рабочий ход (специальная форма пальцев 4 способствует беспрепятственному начальному движению поршня 7), раскручивая коленчатые валы 3 посредством взаимодействия толкателей 1 и кулачков 2 с уменьшением передаточного числа. Благодаря этому скорость поршня 7 меняется от максимального значения в начале рабочего хода, до нулевого - в конце. В это время пальцы 3 после выхода из пазов 5 рамки 6 выходят из контакта с ее нижней частью (имея преимущественно горизонтальное направление движения, они не успевают догнать рамку 6, которая устремляется вниз). В конце рабочего хода пальцы 3 заходят в пазы 5 рамки 6 и, смещаясь относительно оси цилиндра, осуществляют нерабочее движения поршня.