двигатель внутреннего сгорания «FZR»

область техники

изобретение относится к области машиностроения, а именно, к двигателям внутреннего сгорания.

предшествующий уровень техники

известен четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с газораспределительными клапанами вертикального расположения, действующими согласно возвратно - поступательному движению (см. ю. и. боровский и др. «уcтpoйcтвo автомобилей)), M., в. IiI. 1988, стр. 12, pиc.1.4, pиc.3.3 и с. ф. демиховский и др. «уcтpoйcтвo и эксплуатация автомобилей «жигyли» и «Mocквич» M. из. досааф. 1988, стр. 14, рис. 6), обеспечивающими периодическую связь внутреннего пространства цилиндров с выпускным или впускным трактом или, полностью заблокировав отверстия, герметизируя цилиндры. двигатель состоит из коленчатого вала, шатуна, поршня, цилиндра, блока цилиндров, выпускного и впускного тракта, распределительного вала. распределительный вал, приводимый во вращение от коленчатого вала посредством применяемого привода со своими кулачками, преодолевая усилия пружин, с помощью толкателей обеспечивает поступательное движение клапанов для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры двигателя и выпуска из них отработавших газов.

недостатком указанных конструкций является то, что имеющиеся клапаны газораспределительной системы не обеспечивают требуемый просвет через который проходит воздух, горючая смесь или выхлопные газы. клапаны, совершающие возвратно-поступательное движение со своей инерционностью мешают разгонять двигатели до больших оборотов, так как при больших оборотах пружины не успевают закрыть клапаны, оторванные от распределительного вала. а используемый привод клапанов - это источник

потерь на трения и торможения, так как пружины сильно прижимают "хвосты" клапанов к поверхности кулачков распределительного вала. наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания

5 «Bpaщaющийcя цилиндp-клaпaн»фиpмы «RCV Engines» (Rоtаrу суliпdеr Vаlvе - RCV епдiпеs, см. сайт rсvепдiпеs.соm), предназначенный для авиамоделей, газонокосилок, ручных мотопил, скутеров, мопедов и подобной техники, где работа газораспределительной системы обеспечивается с помощью цилиндра с отверстием, вращающимся вокруг своей оси. двигатель ю «вpaщaющийcя цилиндр - клaпaн» состоит из блока и? установленного в нем с возможностью вращения вокруг своей оси цилиндра с неподвижной шестерней, промежуточной шестерней и шестерней на коленчатом валу, обеспечивающим вращение цилиндра, а так же, из коленчатого вала, шатуна, поршня, впускного

15 и выпускного тракта.

цилиндр установлен в блоке двигателя таким образом, что при его вращении имеющееся отверстие на цилиндре совпадает либо с отверстием выпускного, либо впускного тракта, либо с глухой частью корпуса блока. при этом, приводом передачи поворота цилиндра обеспечивается требуемое

20 соотношение вращения цилиндра относительно коленчатого вала.

недостатком указанной конструкции является то, что вращение цилиндра вокруг своей оси с использованием подшипников конструктивно сложно. толчки, полученные при процессе сгорания, являются причиной возникновения осевых ударов по цилиндру, установленному на подшипниках.

25 в результате этого, надежность работы двигателя ухудшается, срок службы сокращается и, тем самым, усложняется использование данной конструкции на многолитражках. с другой стороны, привод индивидуального вращения цилиндра усложняет применение данной конструкции в многоцилиндровых двигателях.

зо раскрытие изобретения

задачей, на решение которой направлено изобретение, является устранение вышеуказанных недостатков и обеспечение газораспределения

как в одноцилиндровых, так и в многоцилиндровых двигателях с меньшей металлоемкостью, увеличение экономичность и токсичности, позволяющих улучшить эксплуатационные показатели двигателей внутреннего сгорания.

5 вышеуказанный технический результат достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания «FZR», состоящем из коленчатого вала, шатуна, поршня, расположенного внутри снабженного, как минимум, одним отверстием цилиндра с шестерней, блока цилиндра, впускного и выпускного тракта, шестерня установлена в зоне отверстия цилиндра и выполнена с, как ю минимум, одним отверстием и с возможностью вращения вокруг оси цилиндра. по одному из вариантов шестерня выполнена в виде обруча- шестерни либо с одним отверстием, а цилиндр с двумя отверстиями с горизонтальным отводом, либо обруч-шестерня выполнен с двумя отверстиями, а цилиндр с одним отверстием с горизонтальным отводом, либо

15 обруч-шестерня выполнен с одним отверстием, а цилиндр с двумя отверстиями с вертикальным отводом, либо обруч-шестерня выполнен с двумя отверстиями, а цилиндр с одним отверстием с вертикальным отводом. согласно другому варианту шестерня выполнена в виде планшайбы либо с одним отверстием, а цилиндр с двумя отверстиями с горизонтальным

20 отводом, либо планшайба-шестерня выполнена с двумя отверстиями, а цилиндр с одним отверстием с горизонтальным отводом, либо планшайба-шестерня выполнена с одним отверстием, а цилиндр с двумя отверстиями с вертикальным отводом, либо планшайба-шестерня выполнена с двумя отверстиями, а цилиндр с одним отверстием с вертикальным отводом.

25 анализ известных конструктивных решений показал, что в заявленных решениях появляются свойства, не совпадающие со свойствами известных устройств. вышеуказанные существенные признаки предлагаемых вращающих клапанов обеспечивают расширение области их применения за счет достижения газораспределения с меньшой металлоемкостью, зо использование его как в одноцилиндровом, так и в многоцилиндровом двигателях, тем самым, увеличивая экономичность, уменьшая металлоемкость и токсичность улучшить эксплуатационные показатели двигателей внутреннего сгорания. таким образом, существенные признаки и технический

результат находятся в причинно-следственной связи.

лучший вариант осуществления изобретения

на фиг.1 показан общий вид двигателя внутреннего сгорания с вращающимся клапаном в виде обруча-шестерни с одним отверстием, получающий движение индивидуально посредством шестерни и привода от коленчатого вала и цилиндром с двумя отверстиями с боковым (горизонтальным) отводом; на фиг. 2 - сечение A-A на фиг.1 ; на фиг.з показан общий вид двигателя внутреннего сгорания с вращающимся клапаном в виде обруча -шестерни с двумя и цилиндром с ю одним отверстием с боковым (горизонтальным) отводом; на фиг. 4 сечение A-A на фиг.з; на фиг.5 показан общий вид двигателя внутреннего сгорания с вращающимся клапаном в виде обруча - шестерни с одним отверстием, получающий движение последовательно посредством шестерни и привода от коленчатого вала и цилиндром с двумя отверстиями

15 с верхним (вертикальным) отводом; на фиг.б сечение A-A на фиг. 5; на фиг.7 показан общий вид двигателя внутреннего сгорания с вращающимся клапаном в виде обруч-шестерни с двумя отверстиями и цилиндром с одним отверстием с верхним (вертикальным) отводом; на фиг.8 сечение A-A на фиг.7; на фиг. 9 показан общий вид двигателя внутреннего

20 сгорания с вращающим клапаном в виде планшайбы-шестерни с одним и цилиндром с двумя отверстиями с боковым (горизонтальным) отводом; на фиг. 10 сечение A-A на фиг. 9; на фиг. 11 показан общий вид двигателя внутреннего сгорания с вращающим клапаном в виде планшайбы-шестерни с двумя и цилиндром с одним отверстием с боковым (горизонтальным)

25 отводом; на фиг.12 сечение A-A на фиг.11; на фиг. 13 показан общий вид двигателя внутреннего сгорания с вращающимся клапаном в виде планшайбы -шестерни с одним и цилиндром с двумя отверстиями с верхним (вертикальным) отводом; на фиг.14 сечение A-A на фиг.13; на фиг.15 показан общий вид двигателя внутреннего сгорания с вращающимся клапаном в виде зо планшайбы-шестерни с двумя отверстиями и цилиндром с одним отверстием с верхним (вертикальным) отводом; на фиг. 16 сечение A-A на фиг.15.

четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся клапаном «FZR» состоит из коленчатого вала 1 (фиг. 1-16), который для обеспечения работы двигателя при вращении, действуя в двух направлениях, приводит к возвратно - поступательному движению с помощью шатуна 2, поршня 3 в

5 цилиндре 4, размешенного в блоке цилиндра 5 и вращательному движению вращающегося клапана, выполненного в виде обруч-шестерни 6 (фиг. 1-8) по первому варианту или планшайбы - шестерни 16 (фиг. 9-16) по второму варианту посредством шестерни 7и привода 8. в свою очередь вращающийся клапан в виде обруч - шестерни 6 (рис. 1-8) по первому варианту или ю планшайбы-шестерни 16 (рис. 9-16) по второму варианту, вращаясь согласно порядка работы двигателя ( в данной ситуации 1-3-4-2), обеспечивает своевременную связь между внутренней полостью цилиндра 4 с выпускным 9 или впускным трактом 10, вырезанным на блоке 5 (фиг. 1 ,3,9,11) или на крышке 11 (фиг. 5,7,13,15) с помощью имеющихся отверстий на цилиндре и

15 на вращающемся клапане.

четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся клапаном «FZR» работает следующим образом. при вращении коленчатого вала 1 (фиг. 1-8) с помощью привода 8 и шестерни 7 приводится во вращательное движение вращающийся клапан, выполненный в виде обруч - шестерни 6

20 (фиг 1-8) по первому варианту или планшайбы-шестерни 16 (фиг. 9-16) по второму варианту с одним (двумя) отверстием вокруг оси цилиндра 4 с двумя (одним) отверстиями. установленный с возможностью вращения вокруг оси цилиндра 4 вращающийся клапан 6 ( фиг. 1 - 8 ) или 16 (фиг. 9 - 16 ) с учетом последовательности выполнения тактов работы двигателя,

25 обеспечивает последовательную своевременную связь внутренней полости цилиндра 4 с впускным трактом 10 на блоке 5 (фиг. 1 , 3, 9, 11) или на крышке 11 ( фиг.5, 7, 13,15 ), при такте впуска ( высасывания ). при такте сжатия и сгорания (рабочий процесс) корпусом вращающегося клапана 6 (фиг. 1-8) или 16 (фиг. 9-16), блокированием имеющихся отверстий на зо цилиндре 4 обеспечивается герметизация в нем. а при такте выпуска

(выброса) с помощью вращающегося клапана 6 (фиг. 1 - 8) или 16 (фиг. 9 - 16) обеспечивается связь между внутренней полостью цилиндра 4 с выпускным трактом 9 на блоке 5 ( фиг. 1 , 3, 9, 11 ) или на крышке 11 (фиг.

5,7,13,15). передаточное число шестерни 7 и привода 8 подбирается таким образом, что бы обороты вращающего клапана выполненного в виде обруч- шестерни 6 ( фиг. 1-8 ) или планшайбы - шестерни 16 ( фиг. 9 - 16) приравнивалось к одной второй оборотов коленчатого вала 1.

предлагаемый вращающийся клапан «FZR» двигателя внутреннего сгорания по сравнению с прототипом позволяет расширить область его применения за счет улучшения экономичности, уменьшения металлоемкости и токсичности.