8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое аксиальный двигатель

Механизм с косой шайбой аксиального двигателя

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в качестве привода транспортных средств, механизмов и оборудования. Предлагаемая конструкция механизма с косой шайбой обеспечивает бесшатунное соединение поршня с качающимся узлом. Механизм с косой шайбой аксиального двигателя, содержащий две косые шайбы, выполненные с противовесами и закрепленные на валу через шпонки или шлицы, имеют между собой установленную через конические подшипники ступицу с двумя или более двуплечими рычагами, на концах которых во втулках имеются пальцы крестовины с отверстиями, куда установлены поршневые пальцы, закрепленные на поршнях двигателя. 2 ил.

Механизм с косой шайбой аксиального двигателя, содержащий две косые шайбы, выполненные с противовесами и закрепленные на валу через шпонки или шлицы, имеют между собой установленную через конические подшипники ступицу с двумя или более двуплечими рычагами, на концах которых во втулках имеются пальцы крестовины с отверстиями, куда установлены поршневые пальцы, закрепленные на поршнях двигателя.

Изобретение относится к машиностроению, а в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в качестве привода транспортных средств, механизмов и оборудования.

Известны различные конструкции ДВС в основе которых используется кривошипно-шатунный механизм (КШМ), механизм с косой шайбой, роторно-поршневой, роторно-лопастной и другие механизмы, не нашедшие своего применения. Классический двигатель с КШМ при всех имеющихся недостатках, выпускается на протяжении 160 лет без особых конструктивных изменений и является на сегодняшний день самым массовым, а в отдельных случаях своего применения, и единственным. К основным недостаткам классических ДВС можно отнести достаточно большую удельную массу, обусловленную значительными массами элементов КШМ, высокую стоимость, сформировавшуюся из достаточно дорогих высокотехнологичных компонентов КШМ, достаточно большими габаритами, конструктивно сложившимися из пространственных связей элементов КШМ. Техническим решением, направленным на снижение масса-габаритных и стоимостных показателей ДВС может служить аксиальное размещение поршней с механизмом косой шайбы. Конструкций аксиальных двигателей с механизмом косой шайбы известно достаточно много, но ни одна из них не нашла своего применения в двигателях выпускаемых массово. Причиной тому низкая надежность предлагаемых конструкций механизма с косой шайбой являющейся следствием применения шарнирных соединений шатунов с качающимся узлом, а также вследствие возникновения достаточно больших инерционных сил качающихся элементов косой шайбы и элементов шатунно-поршневой группы.

Предлагаемая конструкция механизма с косой шайбой не имеет указанных недостатков и может обеспечить бесшатунное соединение поршня с качающимся узлом. Основная задача при определении конструктива механизма с косой шайбой для заявленного изобретения состояла в минимизации массы элементов при обеспечении передачи достаточно больших переменных нагрузок и выбор конструктива кинематических связей элементов обеспечивающих высокую надежность. Известных аксиальных двигателей с косой шайбой имеющих схожие конструктивные решения с заявленным механизмом обнаружить не удалось.

На фиг. 1 изображен продольный разрез механизма косой шайбы.

На фиг. 2 изображен разрез в сечении А-А по фиг. 1 механизма косой шайбы.

В корпусе 1 с крышкой 2 через конические подшипники 3 на валу 4 зафиксированные шпонками 5 и гайкой 6 установлены две косые шайбы 7 с противовесами 8 фиксирующие через конические подшипники 9 ступицу 10 с двуплечими рычагами 11 имеющими втулки 12 с пальцами крестовины 13 закрепленными через поршневые пальцы 14 с поршнями 15 в гильзах 16.

Вал 4 установлен в корпусе 1 через конические подшипники 3 с возможностью регулирования посредством крышки 2 установленной в корпусе на резьбе. Между двумя косыми шайбами 7 с противовесами 8 посаженными на вал посредством шлицов или через шпонки 5 в конических подшипниках 9 с возможностью их регулировки гайкой 6 установлена ступица 10 выполненная в форме втулки с буртами на которые с внешних сторон в упор установлены внутренние кольца конических подшипников 9, а с внутренней стороны бурты упираются по меньшей мере в два двуплечих рычага 11 имеющих на концах втулки 12 с упорными фланцами в которых установлены пальцы крестовины 13 выполненные с увеличенной центральной ступенью имеющими отверстие, в которые радиально валу установлены с возможностью поступательного и вращательного движения поршневые пальцы 14 зафиксированные в бобышках поршней 15, причем юбка поршней и тело гильзы 16 имеют двухсторонние проточки под движение двуплечих рычагов, а зазор между бобышками поршней, имеющими поступательное движение по хорде и пальцем крестовины, производящему движение по дуге, должен быть не меньше высоты сегмента образованного хордой и дугой.

Работает механизм косой шайбы за счет имеющегося эксцентриситета между центром конических подшипников 9 и осью вращения вала, причем точка на пересечении оси вала с линией соединяющей центры конических подшипников является центром качания ступицы. При вращении вала центр конических подшипников описывает круг вокруг оси вала, а поскольку кинематические связи двуплечих рычагов 11 с поршнем, имеющим только поступательное движение, ограничивают вращение ступицы вокруг собственной оси, появляется действующая на ступицу, со стороны конических подшипников, радиально направленная к оси вала сила приложенная на определенном расстоянии от центра качания ступицы, что создает крутящий момент относительно центра качания ступицы в плоскости перемещения двуплечих рычагов, заставляя поршень, через имеющиеся кинематические связи, выполнять возвратно поступательные движения. Противодействие создаваемому крутящему моменту на валу, вызванному инерционными силами движущихся масс поршней в сборе со ступицей и двуплечими рычагами оказывает имеющий противоположное направление крутящий момент, создаваемый на валу противовесами.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в конструктиве качающего узла выполненного в виде ступицы с двуплечими рычагами и конструктиве кинематической связи двуплечих рычагов с поршнем, что обеспечивает:

— размещение подшипников ступицы на достаточно большом расстоянии от центра качания ступицы позволяет уменьшить осевую составляющую и увеличить радиальную составляющую действующих сил на подшипники ступицы и вала.

— применение двуплечих рычагов позволяет при минимальной массе обеспечить передачу переменного по направлению крутящего момента в плоскости их качения.

— соединение пальца крестовины через отверстие с поршневым пальцем позволяет обеспечить качание двуплечих рычагов вокруг своей оси, обеспечивает передачу сил от прямолинейно движущегося поршневого пальца на палец крестовины движущегося по дуге, минимизирует величину радиальной составляющей силы, действующей на цилиндр со стороны поршня, обеспечивает высокую надежность соединения.

Проект аксиального двигателя Г.И. Смоллбоуна

Известно, что повышение мощности двигателя внутреннего сгорания связано с ростом габаритов и веса конструкции. К подобным результатам приводит как увеличение количества цилиндров, так и увеличение их внутреннего объема. По этой причине для сохранения массы и габаритов на приемлемом уровне требуется искать различные оригинальные компоновочные решения. К примеру, именно из-за требований по повышению мощности с сохранением приемлемой массы появились радиальные, в том числе ротативные, двигатели. В начале прошлого века было предложено еще одно решение проблемы – т.н. аксиальный двигатель.

Читать еще:  Ваз 219410 какой двигатель

В июле 1903 года инженер Гарри Илс Смоллбоун (Harry Eales Smallbone) получил канадский патент на новую конструкцию двигателя внутреннего сгорания. Весной 1905 года Смоллбоун подал заявку в американское патентное бюро, результатом чего стал патент, полученный 22 мая 1906 года. Инженер предложил «многоцилиндровый двигатель» (Multiple cylinder engine) оригинальной конструкции. Главной идеей проекта было максимально возможное сокращение габаритов двигателя с сохранением сравнительно большого числа цилиндров. Немного позже предложенная конструкция двигателя получила название аксиальной.

Аксиальный двигатель Смоллбоуна имел четыре цилиндра и должен был потреблять бензин. Главной целью разработки было сокращение габаритов изделия, для чего автор применил оригинальное компоновочное решение. Картер нового двигателя состоял из трех основных частей. В первой располагался блок цилиндров с системой клапанов и зажигания, вторая предназначалась для соединения агрегатов, а третья вмещала механизм привода основного вала.

Четыре цилиндра располагались по углам условного квадрата, параллельно друг другу. В центре блока цилиндров имелся канал для вала. Параллельное размещение цилиндров и вала позволило уменьшить общее сечение двигателя, хотя привело к необходимости использования специального механизма, приводящего вал в движение. Несмотря на это, Г.И. Смоллбоун счел подобные трудности приемлемой платой за уменьшение размеров.

В донной части картера располагался шайбовый механизм, отвечавший за преобразование поступательного движения цилиндров во вращательное движение вала. Дно картера имело специальный выступ, на котором укреплялась качающаяся деталь сложной формы. Подобная «планшайба» была образована центральным конусом и несколькими боковыми выступами. Ввиду необходимости качания в разных направлениях планшайба закреплялась на шарнире: в ее центральной части имелся канал для стержня с шаровой опорой на конце, входившей в соответствующую выемку дна картера.

На концевой части четырех боковых выступов предусматривались узлы крепления для шатунов с шаровыми наконечниками. Для обеспечения свободного перемещения в пределах необходимых секторов шатуны шарнирно закреплялись в поршнях. Боковые выступы планшайбы перемещались по специальным рельсам, предусмотренным на внутренней поверхности картера.

Во время работы по четырехтактной схеме поршни двигателя должны были поочередно качать планшайбу основного механизма. Качаясь на своем опорном стержне, планшайба должна была вести его по круговой траектории. Хвостовая часть стержня входила в отверстие маховика основного вала. Двигаясь по кругу, стержень должен был вращать маховик и приводить в движение основной вал двигателя и связанные механизмы.

Система подачи бензовоздушной смеси, зажигания и выпуска выхлопных газов не имели серьезных нововведений. Тем не менее, автор применил интересное размещение ее деталей. В верхней стенке цилиндра предусматривалось отверстие с небольшой трубкой на конце. В стенках этой трубки предусматривались клапаны подачи и выпуска, а в дне помещалась свеча зажигания. Такая компоновка была связана с необходимостью сокращения габаритов всего двигателя. К примеру, удалось максимально упростить кулачковый механизм открытия клапанов, поскольку толкатели последних находились в непосредственной близости от основного вала.

Двигатель Смоллбоуна должен был оснащаться системой водяного охлаждения. Для отбора лишнего тепла в блоке цилиндров предусматривались специальные полости, по которым должна была циркулировать охлаждающая жидкость. Необходимо отметить, что на имеющемся чертеже двигателя отсутствуют какие-либо намеки на агрегаты системы охлаждения. Это можно объяснить тем, что автор собирался патентовать только саму конструкцию двигателя, а не полноценное изделие, готовое к серийному производству.

Из имеющегося чертежа можно сделать выводы о габаритах двигателя предложенной конструкции. Такой агрегат вписывался в цилиндр диаметром не более 3-4 диаметров поршня. Таким образом, с точки зрения плотности компоновки предложенный аксиальный двигатель представлял большой интерес. Общая длина двигателя находилась в прямой зависимости от различных параметров использованных механизмов. К примеру, размеры механизма преобразования движения поршней во вращение вала зависели от диаметра поршней и длины их хода.

Любопытной особенностью проекта Г.И. Смоллбоуна был определенный модернизационный потенциал. При правильном подходе к конструированию увеличение мощности двигателя было связано только с ростом длины конструкции. Необходимость в существенном увеличении диаметра отсутствовала. Кроме того, имелась возможность увеличения количества цилиндров при сравнительно небольшом росте габаритов.

В 1903-1906 годах автор оригинального двигателя получил два патента, в Канаде и США. Как следует из имеющихся источников, на этом история любопытного проекта закончилась. Аксиальный двигатель внутреннего сгорания конструкции Смоллбоуна не заинтересовал потенциальных заказчиков. Вероятно, отсутствие интереса было связано с ситуацией в двигателестроении и смежных отраслях. В начале двадцатого века автомобильная промышленность еще не нуждалась в оптимизации соотношения мощности и габаритов двигателей. Авиация, в свою очередь, делала первые шаги и решала более важные вопросы, чем соотношение характеристик двигателя.

Проект Смоллбоуна не привлек внимания и оказался забыт. В течение нескольких следующих лет никто не возвращался к идее аксиальной компоновки двигателя. Следующая попытка внедрить оригинальную идею произошла в 1911 году, и была куда более удачной. Новые аксиальные двигатели даже дошли до малосерийного производства, но это уже совсем другая история.

Аксиальные двигатели внутреннего сгорания У.Г. Макомбера (США)

Проект аксиального двигателя внутреннего сгорания конструкции Г.И. Смоллбоуна никого не заинтересовал и остался в виде набора чертежей. Тем не менее, идея не пропала. Вскоре появились аналогичные проекты, оказавшиеся более успешными. В конце первого десятилетия прошлого века тематикой аксиальных двигателей занялся американский инженер У.Г. Макомбер. Благодаря удачной конструкции и рвению своего создателя новый аксиальный двигатель даже дошел до серийного производства и использования на практике.

Уолтер Гленн Макомбер с детства проявлял интерес к инженерному делу. К примеру, в 14 лет он из подручных материалов собрал простейший паровой двигатель, который, однако, развивал достаточно высокую для самоделки мощность. В дальнейшем Макомбер предложил несколько других изобретений, пригодных для использования в различных сферах. В конце первого десятилетия XX века изобретатель занялся созданием аксиального двигателя внутреннего сгорания. Макомбер видел ситуацию в области двигателестроения и, по-видимому, желал принять участие в развитии конструкций моторов.

В 1909 году У.Г. Макомбер подготовил комплект чертежей и собрался патентовать свое изобретение. Кроме того, он основал собственную фирму, которая в дальнейшем должна была заниматься производством новых двигателей. Мастерские компании Macomber Rotary Engine Company расположились в Лос-Анджелесе. Планировалось освоить сборку новых моторов, и, в перспективе, заключить контракты на их поставку таких изделий производителям автомобильной или авиационной техники.

Читать еще:  Двигатель 5af тойота характеристики

По некоторым данным, первая заявка на патент была подана Макомбером в 1909 году. Тем не менее, в большинстве материалов по этой теме фигурируют более поздние документы. К примеру, одна из заявок была подана в апреле 1911 года и привела к получению патента в октябре 1912-го. Кроме того, усовершенствованный вариант аксиального двигателя был запатентован в 1916 году. Таким образом, У.Г. Макомбер заботился о своих изобретениях, постоянно подавая заявки на патентование усовершенствованных версий нового двигателя.

Несмотря на добавление или изменение различных деталей, аксиальные двигатели Макомбера в целом имели схожую архитектуру. Дорабатывались различные узлы, но компоновка, количество цилиндров, способ управления мощностью и т.д. оставались одинаковыми. Изобретатель предложил использовать блок из семи цилиндров с воздушным охлаждением. Двигатель был построен по аксиальной схеме с вращающимся блоком цилиндров. Макомбер посчитал, что такая система позволит улучшить охлаждение цилиндров за счет постоянного обдува без использования дополнительных вентиляторов.

Конструкция аксиального двигателя Макомбера условно разделялась на две основные части: картер с шайбовым механизмом и блок цилиндров. Кроме того, в составе двигателя присутствовали некоторые другие агрегаты, закрепленные на основных узлах. За счет ряда оригинальных предложений автору проекта удалось значительно уменьшить размеры двигателя в сравнении с иными моторами того времени.

Аксиальный двигатель Макомбера оснащался семью цилиндрами, расположенными в одном блоке, параллельно с валом. Для лучшего охлаждения на внешней поверхности цилиндров предусматривалось оребрение. Такие «радиаторы» и постоянное вращение блока цилиндров, как ожидалось, должны были обеспечивать приемлемое охлаждение. Внутри цилиндров помещались поршни с шарнирно закрепленными шатунами. Применение шарниров было связано с оригинальной системой регулировки мощности двигателя путем изменения полного и рабочего объема цилиндра, а также степени сжатия.

Система впуска и выхлопа размещалась на головной части цилиндра. Для упрощения их конструкции Макомбер предложил использовать для подачи бензовоздушной смеси полый вал двигателя. Цилиндры соединялись с валом при помощи трубок, по которым происходила раздача смеси. Выхлоп производился через патрубки в окружающее пространство. На ранней версии двигателя общий выхлопной коллектор не предусматривался.

Попеременное открытие впускного и выхлопного клапана должно было осуществляться за счет специального механизма. Подпружиненные клапаны крепились в верхней части цилиндра, над ними имелось качающееся коромысло. На валу предусматривался кулачок сложной формы, который во время вращения должен был поднимать или опускать ближайший конец коромысла клапанов. При нажатии на коромысло утапливался впускной клапан, при подъеме – выхлопной.

При помощи шатунов поршни цилиндров были связаны с шайбовым механизмом. Основной деталью последнего была планшайба сложной формы. На шарнире, расположенном на продольной оси двигателя, крепилось опорное кольцо с подшипником для маховика с креплениями для шатунов. Во время работы двигателя шатуны должны были проворачивать и качать маховик. За счет жесткого закрепления некоторых деталей вращался не только маховик, но и блок цилиндров.

Возвратно-поступательное движение поршней преобразовывалось во вращение главного вала в соответствии с принципом работы механизма «планшайба-стержни». При этом, однако, с валом был жестко связан не качающийся маховик, а блок цилиндров. Таким образом, роль планшайбы в двигателе Макомбера фактически играли цилиндры. Тем не менее, как показала практика, подобная архитектура двигателя не оказывала серьезного влияния на его характеристики.

Большой интерес представляет система регулировки мощности и других параметров двигателя. Предполагалось, что новый мотор сможет работать в определенном диапазоне оборотов, мощности и крутящего момента. Для этого в его конструкцию был введен механизм изменения объема цилиндра. Примечательно, что на чертежах в патенте 1916 года подобные детали отсутствуют. Вероятно, было решено отказаться от специальных механизмов ввиду появления более совершенных коробок передач.

На главной раме двигателя или мотораме автомобиля/самолета предлагалось жестко крепить только картер шайбового механизма и систему изменения объема цилиндров. Блок цилиндров при этом связывался с последней. При необходимости водитель или пилот должен был сдвигать специальный рычаг. При этом две зубчатые передачи (в некоторых вариантах проекта – одна) должны были сводить друг к другу или разводить в стороны блок цилиндров и маховик шайбового механизма. За счет этого можно было изменить рабочий объем цилиндра, степень сжатия смеси и другие параметры. При разведении цилиндров и маховика в стороны мощность двигателя падала, при сведении – росла.

По чертежам, подававшимся вместе с заявкой на патент, был выполнен аксиальный двигатель Macomber Model A. Этот мотор предлагался для использования на автомобилях и самолетах. Следует отметить, что предложенный двигатель был интересен в первую очередь именно как силовая установка для летательных аппаратов. Он имел сравнительно малый вес и небольшие габариты при достаточно высокой мощности. При определенных обстоятельствах двигатель Макомбера вполне мог стать реальной альтернативой звездообразным ротативным двигателям того времени.

В рекламном буклете двигателя Model A сообщалось, что он развивает мощность до 50-60 л.с. при 800-1400 оборотах в минуту. Семь цилиндров двигателя имели внутренний диаметр 4,25 дюйма. Максимальный ход поршней составлял 4,25 дюйма. При необходимости последний мог изменяться. Отмечались крайняя простота клапанного механизма цилиндров, отсутствие движущихся деталей в системе подачи смазки и другие особенности конструкции. Также в качестве преимущества представлялись малые габариты и вес. Максимальный диаметр двигателя составлял 19 дюймов (48,25 см), длина – 34 дюйма (86,36 см), а масса с дополнительным оборудованием не превышала 250 фунтов (113,4 кг). Для установки воздушного винта имелся вал длиной 6 дюймов (15,24 см).

Фирма Macomber Rotary Engine Company планировала собирать новые двигатели под заказ. Цена одного комплекта составляла 2 тыс. долларов. При заказе моторов покупателю следовало внести четверть стоимости контракта. Остальная сумма передавалась производителю после сдачи заказа.

Объемы производства двигателей Model A неизвестны. По разным данным, было собрано не более нескольких десятков таких изделий. Известно, что, как минимум, один подобный двигатель использовался в авиации. В мае 1911 года американский пионер авиации Чарльз Уолш поднял в воздух очередной свой самолет, оснащенный двигателем Макомбера. Иные случаи использования подобных моторов на практике неизвестны.

В 1914 году У.Г. Макомбер занялся продвижением двигателя своей конструкции в автомобильной сфере. Уже в 1915-м появился первый автомобиль с аксиальным двигателем. Опытный образец имел классическую для машин того времени компоновку со сравнительно длинным моторным отсеком и сиденьями, расположенными над задней осью. При этом особая конструкция двигателя позволила заметно сократить размеры капота и придать ему характерную форму.

Читать еще:  Чем отмыть картера двигателя

В дальнейшем Компания Macomber Rotary Engine разработала и предложила потенциальным покупателям несколько вариантов автомобиля с аксиальным двигателем. Дальнейшее совершенствование конструкции мотора позволило повысить характеристики без заметного роста габаритов. Более того, удалось даже сократить размеры двигателя. Так, в 1916 году был предложен автомобиль с нехарактерно небольшим моторным отсеком. При сохранении традиционных для того времени обводов капот вмещал двигатель необходимой мощности.

На автомобиле с уменьшенным капотом использовался новый вариант двигателя с пятью цилиндрами. Патент на такую версию мотора был получен в ноябре 1916 года. Автомобильный вариант двигателя имел пять цилиндров, расположенных вокруг центрального главного вала. Общее строение и принцип работы остались прежними, однако были доработаны некоторые отдельные элементы. К примеру, маховик закрепили на опорном кольце, теперь жестко соединенном с картером механизма. Также были изменены некоторые другие узлы.

Пятицилиндровый аксиальный двигатель получил новый кожух-корпус. Все агрегаты помещались в корпус, состоявший из нескольких цилиндрических поверхностей разного диаметра. Кроме того, со стороны блока цилиндров на корпусе имелся раструб воздухозаборника. Во время работы через него должен был поступать воздух, используемый для охлаждения цилиндров. К выхлопным патрубкам цилиндров добавили трубки, расположенные параллельно продольной оси двигателя. По этим трубкам газы должны были поступать в специальный коллектор, расположенный вокруг шайбового механизма. Нагретый цилиндрами воздух и выхлопные газы в итоге попадали в изогнутый канал и выбрасывались через специальный патрубок.

Автомобили с аксиальными двигателями выпускались под маркой Eagle-Macomber. В силу разных причин они не пользовались большой популярностью и производились исключительно под заказ. По имеющимся данным, в общей сложности было построено не более полусотни машин «Игл-Макомбер», вскоре переданных заказчикам. Количество выпущенных моторов вряд ли сильно отличается от числа автомобилей.

Фирма Macomber Rotary Engine Company работала до 1918 года. Из-за низкого спроса на свою продукцию, как на автомобили, так и на двигатели, она была вынуждена свернуть производство. К этому времени массовые попытки разработать новый тип двигателя почти полностью прекратились. В автомобильной сфере свое место прочно заняли рядные двигатели, а в авиации закрепились звездообразные. В дальнейшем в двигателестроении наблюдались разные тенденции, но аксиальные двигатели так и не смогли получить широкого распространения. Не видя перспектив, У.Г. Макомбер оставил это направление и занялся более перспективными проектами.

Аксиальный двигатель

Владельцы патента RU 2265741:

Изобретение относится к энергетики и предназначено для получения механической работы из энергии, выделяемой при сгорании топлива. Согласно изобретению двигатель содержит полый вал-золотник, сделанный заодно с наклонным диском и попарно скрепленные между собой поршни. В каждой паре скрепленных между собой поршней один помещен в блок цилиндров нагнетания, а второй — в блок цилиндров сгорания. При этом наклонный диск кинематически соединен с наклонными, усеченными по эллипсу основаниями поршней, в результате чего поршни имеют вынужденное вращение вокруг осей цилиндров. Технический результат заключается в возможности уменьшения давления поршней на стенки цилиндров и увеличения его удельной мощности. 3 ил.

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для преобразования тепловой энергии, выделяемой при сгорании топлива, в механическую работу.

Известен аксиальный двигатель, содержащий полый вал-золотник, сделанный заодно с наклонным диском, кинематически соединенным с попарно скрепленными между собой поршнями, один из которых в блоке цилиндров нагнетания, а второй в блоке цилиндров сгорания (патент США № 1895206, МПК F 02 В 75/26, опубл. 24.01.1933).

В известном двигателе крутящий момент на валу возникает вследствие давления поршней на стенки цилиндров сгорания, что увеличивает потери энергии на трение.

Задача изобретения — сведение к минимуму давления поршней на стенки цилиндров и уменьшение числа звеньев, преобразующих энергию.

Технический результат изобретения — уменьшение силы трения поршней о стенки цилиндров и увеличение удельной мощности двигателя.

Поставленная задача решается тем, что аксиальный двигатель содержит полый вал-золотник, сделанный заодно с наклонным диском, кинематически соединенным с наклонными, усеченными по эллипсу основаниями поршней, попарно скрепленных между собой так, что один из них — в блоке цилиндров нагнетания, а второй — в блоке цилиндров сгорания.

Получение технического результата основано на том, что поршни усечены по эллипсу и имеют вынужденное вращение вокруг осей цилиндров, а сам двигатель имеет малые удельные габариты.

На фиг.1 — аксиальный двигатель в разрезе; на фиг.2 — пустой блок цилиндров сгорания с разрезом; на фиг.3 — внутренний торец пустого блока цилиндров сгорания с разрезом.

Аксиальный двигатель содержит полый вал-золотник 1 с выемкой 2, с отверстиями 3 и 4, с прорезями 5 и 6, сделанный заодно с диском 7, имеющим форму наклонного цилиндра, кинематически соединенного с эллиптическими основаниями поршней 8 и 9, попарно скрепленных шейкой 10 так, что один из них в блоке 11 цилиндров нагнетания 12 с окнами 13, а второй — в блоке 14 цилиндров сгорания 15 с окнами 16 и 17, с форсунками 18 и свечами 19.

Двигатель работает следующим образом.

Горячие газы, образуемые при сгорании топлива в цилиндрах 15, давят на поршни 9, которые благодаря наклону их оснований передают силу давления непосредственно на диск 7, вынуждая его вращаться. При этом поршни 8 нагнетают воздух из цилиндров 12 в полость вала-золотника 1 через окна 13 и отверстие 3. Продувка идет через отверстие 4 и открытые окна 16 и 17. Когда окно 17 закрывается в одном из цилиндров 15, в него с помощью форсунки 18 впрыскивается под давлением предварительно нагретое топливо, которое взрывообразно испаряется в относительно разряженном воздухе. Полученная таким образом рабочая смесь сжимается поршнем 9 и воспламеняется свечой 19. Новые порции воздуха поступают в цилиндры 12 через выемку 2 и окна 13. Прорези 5 и 6 предотвращают заклинивание вала-золотника 1.

Аксиальный двигатель, содержащий полый вал-золотник, сделанный заодно с наклонным диском, кинематически соединенным с попарно скрепленными между собой поршнями, один из которых в блоке цилиндров нагнетания, а второй в блоке цилиндров сгорания, отличающийся тем, что наклонный диск кинематически соединен с наклонными, усеченными по эллипсу основаниями поршней, в результате чего поршни имеют вынужденное вращение вокруг осей цилиндров.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector