ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к двигателестроению.
Из уровня техники известны роторно-поршневые двигатели, содержащие торообразную рабочую камеру, поршень, связанный с валом отбора мощности (авт. св. №527520, 1974). Основным недостатком известного устройства является конструктивная сложность выполнения элементов связи поршня с валом для передачи крутящего момента, направленного в одну сторону.
Наиболее близким к полезной модели является кольцевой роторнопоршневой двигатель, содержащий торообразную рабочую камеру с газораспределительными окнами, сообщенными с системой подачи топлива и продувки, поршень со штоком, связанный посредством рычажных элементов с валом отбора мощности (патент РФ №2086786, 1997), предусматривающий включение (отключение) дополнительных камер сгорания в зависимости от условий эксплуатации.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, низкая надежность системы газораспределения и отвода отработанных газов.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в создании простой конструкции двигателя с отключаемыми из работы рабочими цилиндрами цилиндропоршневой группы, лишенных вышеперечисленных конструктивных технологических недостатков.
Указанный результат достигается тем, что в двигателе, содержащем цилиндропоршневую группу, механизм газораспределения и выходное звено, механизм газораспределения для каждого рабочего цилиндра включает смонтированную на корпусе ось, на которой свободно установлен диск с отверстием, кинематически связанный со штоком поршня рабочего цилиндра, жестко - шестерня с отверстием, кинематически связанная с выходным звеном, и с возможностью
, г
I   1
Двигатель
продольного перемещения фиксатора с пальцем, размещенным в отверстии шестерни, для введения его в отверстие диска, причем фиксатор выполнен с возможностью взаимодействия с элементами, кинематически связанными соответственно с впускным и выпускным клапанами.
Между диском и шестерней могут быть расположены фрикционные диски сцепления для предотвращения ударных нагрузок при перемещении фиксатора. Выходное звено может быть выполнено в виде зубчатого колеса, в венце которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлены элементы, контактирующие с толкателями, подпружиненными относительно соответствующих цилиндров.
Для гарантированного попадания пальца фиксатора в отверстие диска в последнем выполняется заходная канавка. По условиям компоновки оси вращения шестерни и зубчатого колеса могут быть расположены под углом друг к другу, а рабочие цилиндры - центрально симметричны.
Для отжатия клапанов от седел толкатели выполняются с заостренными концами.
Кроме того, диск и шестерня могут иметь каждый, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие, а фиксатор - по меньшей мере, один дополнительный палец, каждый из которых размещен в соответствующем отверстии шестерни с возможностью введения в соответствующее отверстие диска, а все пальцы фиксатора и соответствующие им отверстия расположены на различных расстояниях от оси.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 показан схематично двигатель в плане; на фиг.2 - сечение А-А, на фиг. 1; на фиг.З - вариант выполнения двигателя с осями поворота шестерни и зубчатого колеса, расположенными под углом друг к другу.
Двигатель включает в себя корпус 1 с ограничителями 2 для осевой фиксации свободно установленного на оси 13 шатунного диска 3, имеющего отверстие, шестерню 4 также с отверстием, жестко
;2ж)о/ 2j J2
установленную на оси 13, и фиксатор 5 с пальцем, размещенным в отверстии шестерни 4 с возможностью продольного перемещения и введения в отверстие диска 3. В венце зубчатого колеса 6 (выходное звено) с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения размещены элементы 7, контактирующие с толкателями 8, имеющими заостренные концы для взаимодействия с клапанами 9. Толкатели 8 установлены в направляющих 10 и подпружинены относительно цилиндров 11.
Для открытия клапанов используются регулируемые упоры.
Работает предлагаемый двигатель следующим образом.
Двигатель 4-тактный, симметричный, имеет 4 цилиндра -1, II, III, IY, расположенные в одной плоскости и развернутые под углом 90 последовательно друг к другу. I цилиндр центрально симметричен III, II IY.
Зубчатое колесо (маховое) 6 расположено над цилиндрами и входит в зацепление с приводной щестерней 4. На колесе 6 смонтированы два подвижных сегмента (элемента) 7, служащих для перемещения толкателей 8 механизма газораспределения.
Колесо 6 находится в постоянном зацеплении с приводной шестерней 4, установленной в корпусе 1. Радиус колеса 6 в два раза больше радиуса шестерни 4, т.е. при полном обороте колеса 6 шестерня 4 делает два оборота. Это позволяет обеспечить фазы газораспределения в соответствии с определенным положением поршней независимо от факта включения или отключения работы любого цилиндра в произвольный момент времени. Наличие двух сегментов 7 исключает, в принципе, неправильную последовательность газораспределения относительно положения поршней.
На одной оси 13 с приводной шестерней 4 находится фиксатор 5, который при перемещении по оси 13 разъединяет или соединяет диск 3 с приводной щестерней 4, т.е. обеспечивает необходимый режим работы
двигателя. В рабочем состоянии фиксатор 5 находится в зацеплении с шатунным диском 3, отжимает подвижные сегменты 7 механизма газораспределения: на фиксаторе 5 предусмотрена ступенька, позволяющая открывать сначала выпускной клапан, а затем впускной.
Подвижные сегменты 7, в свою очередь, при помощи толкателя 8 открывают клапаны 9.
Сегменты 7 расположены в разных плоскостях и взаимодействуют с соответствующими плоскостями ступеньки толкателя 8. Сегменты 7 приводят в движение все восемь толкателей 8 всех четырех цилиндров в последовательности, заданной расположением фиксатора и кинематикой двигателя.
Для исключения проскальзывания пальца фиксатора 5 в момент включения на диске 3 предусмотрена заходная канавка (см. фиг.4, 5).
В звене фиксатор 5 - приводная шестерня 4 - шатунный диск 3 в рабочем режиме возникнут ударные, вибрационные нагрузки, для смягчения которых и для балансировки в фиксаторе 5 можно увеличить количество пальцев и, соответственно, в диске 3 и шестерне 4 выполнить столько же соответствующих отверстий. Пальцы фиксатора 5 и соответствующие отверстия под них выполняются на разных расстояниях от оси 13 во избежание неправильного включения узлов приводная шестерня 4 - шатунный диск 3.
Как видно из особенностей конструкции, предлагаемый двигатель расходует значительно (от 30%) меньше горючего, т.к. можно отключить часть цилиндров при остановках, при равномерном движении.
Работа всех четырех цилиндров нужна лишь при разгоне, крутом подъеме и пр.
Заводить двигатель можно всего одним цилиндром.
Процесс эксплуатации легко регулировать в экологически правильном режиме.
От существующей принятой схемы 4-х тактного двигателя внутреннего сгорания отличается следующим.
1.Цилиндры расположены в одной плоскости круга, симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осям.
2.В механизме газораспределения отсутствует распредвал, а открытие клапанов происходит при помощи толкателей, зависящих кинематически от положения поршня, номера такта (1 - сжатие, 2рабочий ход, 3 - выхлоп, 4 - впуск) и от положения фиксатора: он спущен - в этом случае цепь включения газораспределения замкнута, и весь механизм работает по предложенной схеме; он поднят - тогда кинематическая цепь разрывается, возвратно-поступательное движение поршня прекращается, клапаны прижаты к седлам.
Цепь зажигания должна быть также связана с положением фиксатора. Когда фиксатор в нижнем положении - цепь зажигания включена, когда фиксатор в верхнем положении - цепь разомкнута.
Для более рационального размещения узлов двигателя не обязательно, чтобы маховое колесо 6 и приводная шестерня 4 находились в одной плоскости (или их оси параллельно друг другу). Тогда камеры сгорания цилиндров можно разнести по большому объему, что облегчит компоновку отвода газов, охлаждения, вентиляции и пр.
Для исключения ударных нагрузок в узле фиксатор-диск нужно использовать диски сцепления 14 - верхний подвижный, нижний неподвижный для выравнивания угловых скоростей диска 3 и приводной шестерни 4.
Механизм включения не показан, однако из существа изобретения следует, что включение и отключение сцепления связано с перемещением фиксатора 5.
2ja€}jf:f2 3 y