ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Заявляемая полезная модель «Двигатель внутреннего сгорания» относится к области машиностроения в частности к конструкциям двигателей внутреннего сгорания, и может быть применена в стационарных условиях и в транспортных средствах, а также для судов морского и речного флота.
Известна конструкция двигателя внутреннего сгорания, содержащая блок цилиндров, поршни, механизм газораспределения, коленчатый вал, шатуны, при этом цилиндры выполнены с центральными осевыми пазами, через которые проходит штанга, соединенная с коленчатым валом посредством шатунов, расположенных с внешней стороны цилиндров, а поршни соединены штангой в единый блок и выполнены с двумя головками. (См. Патент США №1995625, приоритет 1935 год).
Недостатком известной конструкции двигателя внутреннего сгорания является низкий КПД из-за большой потери мощности.
Данный недостаток обусловлен конструктивными особенностями двигателя внутреннего сгорания, а именно применением кривошипно-шатунного механизма для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во
вращательное движение коленчатого вала и тем, что значительная часть энергии газа не используется.
Наиболее близким по функциональным и конструктивным признакам является двигатель внутреннего сгорания со сгоранием при постоянном давлении, содержащий блок цилиндров, гильзу цилиндров с электромагнитной втулкой, основной поршень с кольцами, реечным механизмом и синхронизатором, подпружиненный вытеснитель с механизмом связи с кулачком вала, подогреватель воды, единый сборный коллектор с прозрачной поверхностью, внутри которого установлены радиоактивный элемент, заслонка регулирования числа оборотов, а также сверху вакуумный насос и вакуумметр, причем реечный механизм имеет направляющие, а вал - подшипниковые узлы, концы вала и привод вытеснителя герметизированы, причем он снабжен поворотным устройством замены радиоактивного элемента, герметизирующей его системой подпитки водой и герметизированным приводом заслонки, которые смонтированы в едином коллекторе, объем которого не менее двух объемов рабочего цилиндра, выпуск паров производится через упругие пластины, регулирующие скорость истечения, на днище поршня установлена вставка как постоянный магнит, на наружной стороне гильзы имеется обмотка электромагнита и на вытеснителе расположена обмотка электромагнита с образованием магнитной ловушки, выходной вал
установлен во втулках с электромагнитами в виде бесконтактных силовых опор, при этом силовое поле образовано следующими парами магнитов одного полюса, расположенными навстречу друг другу: магнитная опора основного поршня и синхронизатор, кулак вала и наконечник штанги, коромысло и стойка привода вытеснителя с другой стороны, а также в узлах трения реечного зацепления (См. Патент РФ №2255233, F 02 B 75/12, приоритет 10.09.2003).
Недостатком известного двигателя внутреннего сгорания является сложность изготовления, низкий ресурс двигателя, в результате чего большой объем расхода топлива.
Этот недостаток известного двигателя внутреннего сгорания обусловлен его конструктивными особенностями, а именно наличием в едином коллекторе, объем которого не менее двух объемов рабочего цилиндра, большого количества вспомогательных элементов и механизмов, потребляющих топливо и дающих при работе двигателя определенную вибрацию, снижающую его ресурс.
Техническим результатом настоящей полезной модели «Двигатель внутреннего сгорания» является снижение расхода топлива и увеличение ресурса двигателя (долговечности) при одновременной простоте его изготовления.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном двигателе внутреннего сгорания, содержащем блок цилиндров, гильзу цилиндров, поршни с кольцами, вал с кулачками, согласно полезной модели, что он оснащен вращающимся диском с волнообразной направляющей, установленном на валу, а гильза цилиндров выполнена в виде револьверного барабана, в котором расположен связанный с кулачками вала блок цилиндров, содержащий, по меньшей мере, два цилиндра, в которых установлены поршни с кольцами, закрепленные на шатунах, связанных, в свою очередь, с упомянутым вращающимся диском с волнообразной направляющей, посредством ползунков, причем волнообразная направляющая вращающегося диска выполнена в виде нескончаемой волнообразной ленты на его боковой поверхности, волнообразная направляющая вращающегося диска может быть выполнена в виде нескончаемой волнообразной ленты на его верхней горизонтальной поверхности, волнообразная направляющая вращающегося диска может быть также выполнена в виде нескончаемой волнообразной ленты на его нижней горизонтальной поверхности.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа выполнение предложенной полезной модели с установленным на валу вращающимся диском, с
волнообразной направляющей, связанным посредством ползунков с гильзой цилиндров, выполненной в виде револьверного барабана, в котором расположен блок цилиндров, содержащий, по меньшей мере, два цилиндра с поршнями, закрепленными на шатунах, позволяет исключить большое количество двигающихся и вращающихся деталей, что обеспечивает простоту изготовления предложенного двигателя внутреннего сгорания и снижает не только себестоимость его изготовления, но и расход топлива. Кроме того, ограничение вращающихся частей исключает дополнительную вибрацию ДВС и, тем самым, повышает надежность двигателя увеличивает его рабочий ресурс, т.е. долговечность. Поскольку, устраняются потери энергии на привод вращающихся частей, повышается мощность ДВС и, соответственно, его КПД, при этом отсутствие коленчатого вала и замена его вращающимся диском с нескончаемой волнообразной лентой на этом диске исключает не только большие динамические нагрузки, но и материалоемкость.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно - техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели «Двигатель внутреннего сгорания», а определение из перечня выявленных аналогов
прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, а именно -снижение расхода топлива и увеличение ресурса двигателя при одновременной простоте изготовления, отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели «Двигатель внутреннего сгорания» может быть многократно использована в производстве и применении аналогичных двигателей внутреннего сгорания с получением технического результата, заключающегося в снижении расхода топлива и увеличение ресурса двигателя при одновременной простоте изготовления и повышении технических и эксплуатационных качеств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели «Двигатель внутреннего сгорания» поясняется примером конкретного выполнения, где на фиг.1 изображен двигатель внутреннего сгорания с одним цилиндром в разрезе;
- на фиг.2 изображен двигатель внутреннего сгорания в разрезе по А-А;
- на фиг.3 изображен двигатель внутреннего сгорания в разрезе по Б-Б;
- на фиг.4 изображен двигатель внутреннего сгорания в разрезе по В-В;
- на фиг.5 изображен узел «Г» двигателя внутреннего сгорания.
- на фиг.6 изображен вид по стрелке «Д» двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) содержит четыре рабочих цилиндра 1, 2, 3, 4, в которых размещены поршни 5 с кольцами 6, и установленный на валу 7 диск 8, на котором в определенном порядке закреплены кулачки 9, обеспечивающие открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов 10, тем самым, обеспечивающим работу газорасптеделительных механизмов, определяющих подачу горючей смеси в упомянутые цилиндры 1-4. Поршни 5 обеспечивают сжатие горючей смеси и воспринимают энергию расширяющихся при воспламенении газов. В качестве цилиндров и поршней могут использоваться известные цилиндры и поршни ДВС, причем рассматриваемая конструкция двигателя внутреннего сгорания, в вариантах, может быть двухцилиндровая, четырехцилиндровая и многоцилиндровая, при которой цилиндры могут располагаться, как парами, так и звездообразно. В предложенном ДВС гильза 11 блока цилиндров 12 выполнена в виде барабана, наподобие конструкции
револьверного барабана, в котором расположен упомянутый блок цилиндров 12 (цилиндровый блок). В ДВС имеются механизмы преобразования возвратно-поступательного движения поршней 5 цилиндров 1-4, выполненных в виде ползунков 13, установленных на волнообразной направляющей 14 диска 15, во вращательное движение исполнительного механизма - вала 7. Механизм преобразования кинематически связан со штоком - шатуном 16 каждого из поршней 5 и с шатунными шейками 17, связанных с диском 15, закрепленным на валу 7, поскольку каждая шатунная шейка 17 связана с ползунком 13, осуществляющим перемещение по упомянутой выше волнообразной направляющей 14 диска 15 с помощью подшипников 18.
ДВС работает следующим образом.
При проворачивании (например при включении стартера) вала 7 шатун 16 с ползунком 13 перемещаются по волнообразной направляющей 14 диска 15, а диск 8, который тоже приходит в движение и на котором в определенном порядке закреплены кулачки 9, также начинает вращаться. Кулачки 9, обеспечивают открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов 10, и в одном из цилиндров 1-4 происходит сжатие и возгорание горючей смеси, в результате чего повышается давление на поршень 5, который приводит в движение шатун 16 и закрепленный на шейке шатуна 17 ползунок 13, связанный с волнообразной направляющей 14 диска
15, который под действием давления, передаваемого на ползунок 13, начинает вращаться, приводя во вращение и вал 7, связанный с исполнительными механизмами (не показаны).
Применение предложенной полезной модели «Двигатель внутреннего сгорания» позволит снизить расход топлива и увеличить ресурс двигателя при одновременной простоте изготовления и низкой себестоимости, повышенных технических и эксплуатационных качествах.