Четырехвальный четырехцилиндровый уравновешенный двигатель внутреннего сгорания

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению. Техническим результатом является полное уравновешивание поршневого двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель состоит из четырех цилиндров с осями, расположенными в одной плоскости под углом 90 градусов друг к другу и образующими квадрат с коленчатыми валами в его вершинах, восьми поршней, четырех центральных и четырех вильчатых шатунов, установленных попарно на четырех коленчатых валах. Парные центральный и вильчатый шатуны расположены на разных шейках коленчатого вала, но в одной плоскости качания. Такая компоновка позволяет избежать продольных моментов. Шатунная шейка вильчатого шатуна состоит из двух половин, между которыми располагается шейка центрального шатуна. Угол между кривошипами парных шатунов равен 180 градусов. Силы инерции возвратно-поступательного движения масс в ДВС с противоположно движущимися поршнями взаимно уничтожаются. Расположение кривошипов под углом 180 градусов дает возможность взаимно уничтожить центробежные силы от вращающихся масс и, вместе с тем, организовать равномерное чередование рабочих ходов в цилиндрах со сдвигом по углу поворота на 90º поворота коленчатых валов.

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к двигателестроению.

Известны поршневые многовальные двигатели внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями (см. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей./Под ред. А.С.Орлина, И.Т.Круглова. - М.: Машиностроение, 1984. -384 с., ил.).

В известном двигателе оси цилиндров расположены в разных плоскостях под углом 60 градусов друг к другу, образуя равносторонний треугольник, в вершинах которого установлены коленчатые валы. Расположение цилиндров в разных плоскостях ведет к появлению продольных моментов от сил инерции возвратно-поступательных движений масс.

Наиболее близким по техническому решению является трехвальный трехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания (см. RU 2346169, F02B 75/28, 2009), принятый за прототип.

В данном двигателе оси всех цилиндров расположены в одной плоскости, что исключает продольные моменты от сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Сами силы инерции в ДВС с противоположно движущимися поршнями взаимно уничтожаются.

Однако в двигателе-прототипе не уравновешены центробежные силы от вращающихся масс из-за расположения кривошипов вильчатого и центрального шатунов под углом 60º друг к другу.

Задачей полезной модели является создание четырехвального четырехцилиндрового полностью уравновешенного ДВС.

Для решения данной задачи разработан четырехвальный четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, у которого оси цилиндров расположены в одной плоскости под углом 90 градусов друг к другу, образуя квадрат с коленчатыми валами в его вершинах. Двигатель содержит восемь поршней, четыре центральных и четыре вильчатых шатуна, установленных попарно на коленчатых валах. У всех валов вильчатый и центральный шатуны установлены на разных шатунных шейках, но в одной плоскости качания. Шатунная шейка вильчатого шатуна состоит из двух половин, между которыми располагается шейка центрального шатуна.

Отличие состоит в том, что угол между кривошипами парных шатунов равен 180º.

На фиг.1 показана схема предлагаемого двигателя, где 1 - коленчатые валы; 2 - поршни; 3 - шатуны. Поршни цилиндра А находятся в верхней мертвой точке (ВМТ). При повороте коленчатых валов на угол 90° в ВМТ окажутся поршни цилиндра Б, при повороте на 180° - поршни цилиндра В и при повороте валов на 270° - поршни цилиндра Г. Таким образом, двигатель будет иметь равномерное чередование рабочих ходов.

На фиг.2 показана схема кривошипно-шатунного механизма. Центральный шатун 1 располагается на шейке 2. Вильчатый шатун 3 расположен на шатунной шейке 4, разделенной на две половины щеками 5 и шейкой 2 центрального шатуна 1.

Угол между кривошипами 5 и 6 соответственно центрального и вильчатого шатуна (Вид А) равен 180º. Такая компоновка позволяет взаимно уничтожить центробежные силы вращающихся масс кривошипов центрального и вильчатого шатунов, и поршневой ДВС становится полностью уравновешенным.

Четырехвальный четырехцилиндровый уравновешенный двигатель внутреннего сгорания, состоящий из четырех цилиндров с осями, расположенными в одной плоскости под углом 90° друг к другу и образующими квадрат с коленчатыми валами в его вершинах, восьми поршней, четырех центральных и четырех вильчатых шатунов, установленных попарно на разных шатунных шейках четырех коленчатых валов, отличающийся тем, что угол между кривошипами парных шатунов равен 180°.