Предлагается компоновочная схема двигателя внутреннего сгорания на основе бесшатунного механизма и с составным поршнем. Она позволяет увеличить степень сжатия и уменьшает жесткость работы дизельного двигателя, а также уменьшает потери мощности на сжатие.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: бесшатунный механизм, составной поршень, кольцевая канавка, винтовая линия.

Одним из путей совершенствования двигателей внутреннего сгорания - увеличение степени сжатия. Ниже предлагается компоновочная схема двигателя с составным поршнем на основе бесшатунного механизма (рис. 1).

Двигатель состоит из ступенчатого цилиндра 5 в котором находится большой поршень 4. Большой поршень 4 перемещается валом б с внешней замкнутой винтовой канавкой 12 и шариком 14. От поворота поршень 4 стопорится шариками 1, которые движутся по направляющим 9. Внутри большого поршня 4 размещен малый поршень 3, который перемещается внутренней замкнутой винтовой канавкой 2 вала б и шариком 13. От поворота малый поршень 3 стопорится шариками 8, которые движутся по направляющим 7. Из мертвых точек вал 6 выводится маховиком 11.

где

Работа составного поршня происходит так. Во время вращения вала 6 на 360° поршни 3 и 4 совершают следующие движения. В начале хода с нижней мертвой точки к верхней (справа на лево) оба поршня большой 4 и малый 3 движутся как одно целое. Когда большой поршень 4 дойдет до своего крайнего левого положения его шарик 14 выйдет на кольцевую канавку CDC1 (плоскость канавки перпендикулярна к оси цилиндра) замкнутой винтовой линии 12 (ABCDC1B1A) и большой поршень останавливается, а вал 6 проворачивается еще на угол
При этом перемещается (выдвигается) малый поршень 3 на величину
(рис. 2, 4), т.е. осуществляется дополнительный ход малого поршня 3. Воздух (в дизельном двигателе) дополнительно сжимается. Увеличивается в несколько раз степень сжатия.

Отношение степеней сжатия для ступенчатого и обыкновенного цилиндров можно определить по формуле

где:

- отношение диаметров ступенчатого цилиндра (рис. 1);


- дополнительный ход малого поршня;


- полный ход малого поршня.

 

К примеру, для двигателя с параметрами

В конце хода малого поршня 3 (рис. 2) происходит впрыск топлива в цилиндр 5. Осуществляется рабочий ход малого поршня 3. Он проворачивает вал б посредством шарика -13 и замкнутой винтовой канавки 2 (рис. 1) А-А1 (рис. 4). Когда малый поршень 3 утопится в большом поршне 4 оба поршня будут перемещаться как одно целое. Газы воздействуют на всю площадь малого 3 и большого 4 поршней (рис. 3), передавая возросшее усилие на вал 6 двигателя. Дойдя до своего крайнего правого положения оба поршня останавливаются (рис. 1). Процесс повторяется.

Так как объем камеры сгорания в несколько раз меньше то и потери тепла в охлаждающую среду уменьшатся. А это увеличит экономию топлива. Кроме того двигатели с составным поршнем будут мягче в работе, так как малый поршень сглаживает динамические нагрузки, что позволит использовать нераздельную камеру сгорания в дизельных двигателях легковых автомобилей. Составной поршень также уменьшит потери мощности на сжатие.
Как выполнить нарезку винтовых канавок на валу - ноу-хау автора.

Эта разработка еще раз подтверждает правильность выбора направления - создание бесшатунных двигателей внутреннего сгорания.

И это ещё не всё. У меня около 40 разработок. Самое главное не раскрыто. Предлагаю компании «АДЕМ» США, Калифорния, сотрудничество для патентования и внедрения в производство изобретений на условиях 50 на 50%.