МАШИНА ОБЪЕМНОГО РАСШИРЕНИЯ С КАЧАЮЩИМСЯ РАБОЧИМ ОРГАНОМ
MACHINE FOR CUBIC EXPANSION WITH OSCILLATING WORKING ELEMENT

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее может быть применено во всех транспортных средствах, а также в энергопроизводстве (тепловых и атомных электростанций). Задачей изобретения является создание нового двигателя для увеличения мощности, частоты вращения, уменьшения габаритов, избавление от маховика и. т.д.
Задача изобретения направлена на получение компактного, экономичного, экологичного и самое главное мощного двигателя с изменяемой степенью сжатия, отличающегося от аналогичных в разы.
Задача достигается тем, что машина объемного расширения с качающимся поршнем, выполненная в виде неподвижного цилиндрического корпуса 1, разделенного на сектора внутренними перегородками, соосно расположенного в нем внутреннего цилиндрического поршня 2 с внешними перегородками, образующими камеры сгорания, коленвала 5, расположенного в плоскости вращения, и имеющие общий центр, ползуна 4, имеющего одну степень свободы, с расположенной в ней опорной поворотной осью, и маятниковым силовым рычагом 3, связывающим между собой опорную ось качания, коленвал и поршень, при этом маятниковый силовой рычаг с точкой опоры на ползуне имеет возможность изменения своей геометрии вдоль оси.
Известен двигатель внутреннего сгорания с качающимся поршнем (патент Российской Федерации №2062893, Кл. F02В 55/00), содержащий корпус с кольцевой рабочей камерой, лопастной рабочий орган, связанный с валом периодического изменения угловой скорости и кинематически связанный с маховиком через шатун и кривошип.
Данное устройство двигателя внутреннего сгорания так же как и предлагаемое имеет изогнутый цилиндр и качающийся поршень, причем шток поршня жестко связан с поршнем одним концом, а другим концом - жестко с коленвалом. Но известное устройство имеет сложную конструкцию и кинематику как для двигателя, и малую эффективность.
Таким образом задача изобретения достигается тем, что машина объемного расширения с качающимся поршнем выполнена в виде неподвижного цилиндрического корпуса, разделенного на сектора внутренними перегородками, соосно расположенного в нем внутреннего цилиндрического поршня с внешними перегородками, образующими камеры сгорания, коленвала, соосно расположенного с корпусом и поршнем, ползуна и маятникового рычага, связывающего между собой коленвал и внутренний цилиндрический поршень и имеющего опору на ползуне с возможностью изменения своей геометрии вдоль оси.
Пример машины объемного расширения с качающимся рабочим органом содержит: соосно расположенные неподвижный цилиндрический корпус 1, разделенный на четыре рабочие камеры внутренними перегородками, внутренний цилиндрический поршень 2 с внешними перегородками, образующими камеры сгорания, коленвала 5, маятникового силового рычага 3, с точкой опоры на подвижном ползуне 4, имеющей возможность перемещения вдоль своей оси, сквозные поворотные втулки 6, расположенные: на ползуне 4, на поворотной оси коленвала 5 и на внутреннем цилиндрическом поршне 2.
Фиг.1. На ползуне 4, на поворотной оси коленвала 5 и на внутреннем цилиндрическом поршне 2 имеются сквозные поворотные втулки 6, через которые проходит цельный силовой маятниковый рычаг 3.
Фиг.2. На любой из вышеописанных сквозных поворотных втулок 6 силовой маятниковый рычаг 3 может быть жестко соединен с одной из них втулкой 7, а в любом промежутке (между втулкой на ползуне 4 и коленвала 5, либо между коленвалом 5 и втулкой на внутреннем цилиндрическом поршне 2) разорван с возможностью перемещения соосно вдоль оси маятникового рычага.
Фиг.3. Силовой маятниковый рычаг 3, жестко соединен со всеми сквозными поворотными втулками 7, но сам силовой маятниковый рычаг 3 меняет свою линейную геометрию, в промежутке между осями вращения сквозных поворотных втулок 7, входя соосно по осевой, один в один по скользящей посадке.
Машина объемного расширения с качающимся рабочим органом работает следующим образом. При крайнем положении перегородки внутреннего цилиндрического поршня 2 воспламеняется и сгорает горючая смесь, вращающая его из одного крайнего положения в другое крайнее, с обратной стороны данной перегородки выталкивается сгоревшая смесь газов. В другой рабочей полости происходят всасывание и сжатие горючей смеси. Крайние перемещения перегородок внутреннего цилиндрического поршня 2 контролируются положением опорного ползуна 4 и маятникового рычага 3.
Данная машина имеет возможность динамически менять степень сжатия во время работы, путем перемещения опорного ползуна 4, меняя взаимоположение перегородок неподвижного цилиндрического корпуса 1 и внутреннего цилиндрического поршня 2, то есть степень сжатия в камере сгорания. Переходить на разные виды топлива в процессе работы.
Каждая из четырех полостей неподвижного цилиндрического корпуса 1 используется одновременно, по обе стороны перегородки внутреннего цилиндрического поршня 2 (разные циклы: всасывания, сжатия, работы либо выхлопа).