Поршневой двигатель

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использована в различных энергетических установках, автомобилях, речных и морских катерах и т.п.
Известен поршневой двигатель, содержащий корпус круглой цилиндрической формы, образующий с валом несколько полостей некруглой цилиндрической формы, в которых размещены поршни с шатунами, подвижную шайбу, опертую на косую шайбу и соединенную с шатунами, и механизм газораспределения, содержащий впускное и выпускное окна. Корпусом и валом образованы пять полостей некруглой цилиндрической формы, косая шайба соединена с корпусом через упорный и опорный подшипники и на ней выполнена солнечная шестерня планетарной передачи с передаточным отношением, равным пяти, водило которой соединено с валом. Окна механизма газораспределения выполнены в виде двух впускных и двух выпускных окон (см. патент РФ №2092697, по кл. МКИ F01B 13/04, F02B 75/32, 1997).
Недостатком описанного двигателя является сложность конструкции за счет использования кривошипно-шатунного механизма, что влияет на габариты двигателя и его надежность.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является поршневой двигатель содержащий корпус, рабочий вал, цилиндры с установленными в них поршнями, оси которых параллельны оси рабочего вала, тарелки, опертые на косые шайбы, установленные жестко на рабочем валу, и механизм газораспределения, содержащий впускное и выпускное окна. На рабочем валу установлены подставки, жестко прикрепленные к корпусу, с установленными на них коромыслами, контактирующими с тарелками, причем тарелки соединены со штоками поршней через шаровые опоры, расположенные на штоках поршней. Кроме того, коромысло выполнено крестообразным - с длинными рычагами для установки на тарелку и перпендикулярными им короткими осями для установку на подставку, наконечники которых выполнены со сферической поверхностью (см. патент РФ на ПМ №153895, по кл. МКИ F02B 75/32, 2016).
Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение рабочего хода поршней.
Указанная задача решается тем, что поршневой двигатель, содержащий корпус, рабочий вал, цилиндры с установленными в них поршнями, оси которых параллельны оси рабочего вала, тарелки, опертые на косые шайбы, установленные жестко на рабочем валу, и механизм газораспределения, содержащий впускное и выпускное окна. На рабочем валу установлены подставки, жестко прикрепленные к корпусу. Тарелки связаны со штоками поршней через ползуны с шаровой опорой, перемещающиеся по диаметральным обоймам в тарелках. Причем установлены дополнительные штоки параллельно штокам поршней, соединенные жестко с ними скобами и соединенные с тарелкой через карданную крестовину.
Именно совокупность всех признаков влияет на достижение поставленной задачи. За счет включения в конструкцию дополнительных штоков, связанных со штоками поршней и увеличения размера тарелки и изменения ее конструкции увеличивается рабочий ход поршней.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана принципиальная схема двигателя, на фиг. 2 - показан угол поворота тарелки, на фиг. 3 - соединение тарелки со штоком поршня.
Поршневой двигатель содержит корпус 1, рабочий вал 2, цилиндры 3 с установленными на них поршнями 4, оси которых параллельны оси рабочего вала 2. Тарелки 5, опертые на косые шайбы 6, установлены жестко на рабочем валу 2. Дополнительно на рабочем валу установлены подставки 7, жестко прикрепленные к корпусу 1. На подставки 7 установлены коромысла, контактирующими с тарелками 5. Поршни 4 выполнены со штоками 8 с шаровыми опорами 9. Подставка 7 выполнена пустотелой с отверстием для установки на рабочий вал 2. На концах рабочего вала 2 выполнены продольное и вертикальное отверстия для подачи масла под давлением в ступицу косой шайбы 6 и далее в зону контакта косой шайбы 6 и тарелки 5. Механизм газораспределения включает: впускные окна 10, перепускные окна 11, выпускные окна 12 и форсунку 13. Четыре малогабаритных цилиндра 3 установлены по окружности радиуса тарелки 5. Тарелки связаны со штоками 8 поршней 4 через ползуны 14 с шаровыми порами 9, перемещающиеся по диаметральным обоймам 15 в тарелках 5. Причем установлены дополнительные штоки 16 параллельно штокам 8 поршней 4, соединенные жестко с ними скобами 17. Дополнительные штоки 16 соединены с тарелкой 5 через карданную крестовину 18.
Работа двигателя осуществляется следующим образом.
При повороте рабочего вала 2 косая шайба 6 своей плоскостью воздействует на тарелки 5, заставляя их совершать колебательной движение, которые взаимодействуют на штоки 8 и приводит поршни 4 в возвратно-поступательное движение.
Верхний цилиндр 3 (фиг. 1) - поршни 4 в центре цилиндра 3 (рабочий ход) - между поршнями сжатие. Лепестки золотников впускных окон 10 закрыты, перепускные окна 11, выпускные окна 12 - закрыты - в поршневой полости конец впуска. При начале рабочего хода поршней одновременно под поршнями сжимается воздух. Воздух полость в цилиндре и к моменту достижения крайнего положения находится в сжатом состоянии.
Нижний цилиндр 3 (фиг 1) - при рабочем ходе поршни 4 в конце хода занимают крайнее положение - открывается впускное окно 12 и перепускное окно 11. Сжатый воздух поступает в цилиндр 3, вытесняя отработанные газы, охлаждая цилиндр 3.
При рабочем ходе поршни 4 со штоками 8, двигаясь к краям цилиндра, увлекают за собой дополнительные штоки 16, связанные скобами 17 со штоками 8 через ползуны с шаровой опорой, перемещающиеся по диаметральным обоймам в тарелках.. Так как дополнительные штоки 16 соединены с тарелкой 5 через карданную крестовину 18, то тарелки 5 давят на косые шайбы 6, поворачивая вал 2. Благодаря карданной крестовине 18 тарелка 5 свободно может колебаться в любую сторону, тем самым увеличивает угол хода поршней.
Для повышения срока службы таких деталей как косая шайба 6 и тарелка 5 рекомендуется их контактирующие поверхности выполнить с керамическим покрытием.
В предлагаемом поршневом двигателе увеличивается рабочий ход поршней за счет предложенной конструкции: включения в конструкцию дополнительных штоков, связанных со штоками поршней и увеличения размера и конструкции тарелки.