5, 10, 12 або більше циліндрів. Дозволяє скоротити лінійні розміри двигуна в порівнянні з рядним розташуванням циліндрів.

VR-подібний
"VR" абревіатура двох німецьких слів, що позначають V-подібний і R-рядний, тобто "v-подібно-рядний". Двигун розроблений компанією Volkswagen і є симбіозом V-подібного двигуна з екстремально малим кутом розвалу 15° і рядного двигуна. . Поршні розташовані у блоці у шаховому порядку. Сукупність переваг обох типів двигунів призвела до того, що двигун VR6 став настільки компактним, що дозволив накрити обидва ряди циліндрів однією загальною головкою, на відміну від звичайного V-подібного двигуна. В результаті двигун VR6 вийшов істотно менше по довжині, ніж рядний циліндровий 6, і менше по ширині, ніж звичайний V-подібний 6-циліндровий двигун. Ставився з 1991р (1992 модельний) на автомобілі Volkswagen Passat, Golf, Corrado, Sharan. Має заводські індекси "AAA" об'ємом 2.8 літра, потужністю 174 л/с та "ABV" об'ємом 2.9 літра та потужністю 192 л/с.

Опозитний двигун- поршневий двигун внутрішнього згоряння, у якому кут між рядами циліндрів становить 180 градусів. В автомобільній та мототехніці оппозитний двигун застосовується для зниження центру тяжіння, замість традиційного V-подібного, так само оппозитне розташування поршнів дозволяє їм взаємно нейтралізувати вібрації, завдяки чому двигун має більш плавну робочу характеристику.
Найбільшого поширення оппозитний двигун отримав у моделі Volkswagen Kaefer (Beetle, в англійському варіанті) випущеної за роки виробництва (з по 2003 рік) у кількості 21 529 464 штук.
Компанія Porsche використовує його в більшості своїх спортивних та гоночних моделях серій, GT1, GT2 та GT3.
Опозитний двигун є також відмінною рисою автомобілів марки Subaru, який встановлюється практично у всі моделі Subaru з 1963 року. Більшість двигунів цієї фірми мають опозитне компонування, яке забезпечує дуже високу міцність і жорсткість блоку циліндрів, але водночас робить двигун складним у ремонті. Старі двигуни серії EA (EA71, EA82 (випускалися приблизно до 1994 року)) славляться своєю надійністю. Нові двигуни серії EJ, EG, EZ (EJ15, EJ18, EJ20, EJ22, EJ25, EZ30, EG33, EZ36), що встановлюються на різні моделі Subaru з 1989 року і по теперішній час (з лютого 1989 року автомобілі Subaru Legacy оснащуються двигунами разом з механічною коробкою передач).
Також встановлювався на румунські автомобілі Oltcit Club (є точною копією Citroen Axel), з 1987 по 1993 роки. У виробництві мотоциклів оппозитні двигуни знайшли широке застосування у моделях фірми BMW, а також у радянських важких мотоциклах «Урал» та «Дніпро».

U-подібний двигун- умовне позначення силової установки, що представляє собою два рядні двигуни, колінчасті вали яких механічно з'єднані за допомогою ланцюга або шестерень.
Відомі приклади використання: спортивні автомобілі - Bugatti Type 45, досвідчений варіант Matra Bagheera; деякі суднові та авіаційні двигуни.
U-подібний двигун з двома циліндрами у кожному блоці позначається іноді як square four.

Двигун із зустрічним рухом поршнів- конфігурація двигуна внутрішнього згоряння з розташуванням циліндрів у два ряди один навпроти іншого (зазвичай один над іншим) таким чином, що поршні розташованих один навпроти одного циліндрів рухаються назустріч один одному і мають загальну камеру згоряння. Колінвали механічно з'єднані, потужність відбирається з одного з них або з обох (наприклад, при приводі двох гребних гвинтів). Двигуни цієї схеми в основному двотактні з турбонаддувом. Ця схема застосовується на авіадвигунах, танкових двигунах (Т-64, Т-80УД, Т-84, Chieftain), двигунах тепловозів (ТЕ3, 2ТЕ10) і великих морських суднових дизелях. Зустрічається й інша назва цього типу двигунів - двигун з протилежно-рухомі, що рухаються (двигун з ПДП).

Принцип дії:
1 впуск
2 приводний нагнітач
3 повітропровід
4 запобіжний клапан
5 випускний КШМ
6 впускний КШМ (запізнюється на ~20° щодо випускного)
7 циліндр з впускними та випускними вікнами
8 випуск
9 сорочка водяного охолодження
10 свічка запалювання

Ротативний двигун- зіркоподібний двигун повітряного охолодження, заснований на обертанні циліндрів (зазвичай представлених у непарній кількості) разом з картером та повітряним гвинтом навколо нерухомого колінчастого валу, закріпленого на моторній рамі. Подібні двигуни широко використовувалися в часи першої світової війни та громадянської війни в Росії. Протягом цих воєн ці двигуни перевершували за питомою масою двигуни водяного охолодження, тому в основному використовувалися саме вони (у винищувачах та літаках-розвідниках).
Зіркоподібний двигун (радіальний двигун) - поршневий двигун внутрішнього згоряння, циліндри якого розташовані радіальними променями навколо одного колінчастого валу через рівні кути. Зіркоподібний двигун має невелику довжину і дозволяє компактно розміщувати велику кількість циліндрів. Знайшов широке застосування авіації.
Зіркоподібний двигунвідрізняється від інших типів конструкцією кривошипно-шатунного механізму. Один шатун є основним, він схожий на шатун звичайного двигуна з рядним розташуванням циліндрів, інші є допоміжними і кріпляться до основного шатуна по його периферії (такий самий принцип застосовується в V-подібних двигунах). Недоліком конструкції зіркоподібного двигуна є можливість протікання олії в нижні циліндри під час стоянки, у зв'язку з чим потрібно перед запуском двигуна переконатися у відсутності олії в нижніх циліндрах. Запуск двигуна за наявності олії в нижніх циліндрах призводить до гідроудару та поломки кривошипно-шатунного механізму.
Чотиритактні зіркоподібні мотори мають непарну кількість циліндрів у ряду - це дозволяє давати іскру в циліндрах «через один».

Роторно-поршневий двигунвнутрішнього згоряння (РПД, двигун Ванкеля), конструкція якого розроблена в році інженером компанії NSU Вальтером Фройде, йому ж належала ідея цієї конструкції. Двигун розроблявся у співавторстві з Феліксом Ванкелем, який працював над іншою конструкцією роторно-поршневого двигуна.
Особливість двигуна - застосування тригранного ротора (поршня), що має вигляд трикутника Рело, що обертається всередині циліндра спеціального профілю, поверхня якого виконана по епітрохоїді.

Конструкція
Встановлений на валу ротор жорстко з'єднаний із зубчастим колесом, яке входить у зачеплення із нерухомою шестернею – статором. Діаметр ротора набагато перевищує діаметр статора, незважаючи на це ротор із зубчастим колесом обкатується навколо шестерні. Кожна з вершин тригранного ротора здійснює рух епітрохоїдальної поверхні циліндра і відсікають змінні об'єми камер в циліндрі за допомогою трьох клапанів.
Така конструкція дозволяє здійснити будь-який 4-тактний цикл Дизеля, Стірлінга або Отто без застосування спеціального механізму газорозподілу. Герметизація камер забезпечується радіальними та торцевими ущільнювальними пластинами, що притискаються до циліндра відцентровими силами, тиском газу та стрічковими пружинами. Відсутність механізму газорозподілу робить двигун значно простішим за чотиритактний поршневий (економія становить близько тисячі деталей), а відсутність сполучення (картерний простір, колінвал і шатуни) між окремими робочими камерами забезпечують надзвичайну компактність і високу питому потужність. За один оборот ванкель виконує три повні робочі цикли, що еквівалентно роботі шестициліндрового поршневого двигуна. Сумішоутворення, запалювання, мастило, охолодження, запуск принципово такі ж, як і у звичайного поршневого двигуна внутрішнього згоряння.
Практичне застосування отримали двигуни з тригранними роторами, із ставленням радіусів шестірні та зубчастого колеса: R:r = 2:3, які встановлюють на автомобілях, човнах тощо.

Конфігурація двигуна W
Двигун розроблений компаніями Audi і Volkswagen і являє собою два V-подібно розташовані двигуни. Крутний момент знімається з обох колінвалів.

Роторно-лопатевий двигунвнутрішнього згоряння (РЛД, двигун Вігріянова), конструкція якого розроблена в 1973 інженером Михайлом Степановичем Вігріяновим. Особливість двигуна - застосування складного ротора, що обертається, розміщеного всередині циліндра і що складається з чотирьох лопатей.
КонструкціяНа парі співвісних валів встановлені по дві лопаті, що розділяють циліндр на чотири робочі камери. Кожна камера за один оборот здійснює чотири робочі такти (набір робочої суміші, стиск, робочий хід та викид відпрацьованих газів). Таким чином, в рамках даної конструкції можна реалізувати будь-який чотиритактний цикл. (Ніщо не заважає використовувати цю конструкцію для роботи парового двигуна, тільки лопат доведеться використовувати дві замість чотирьох.)

Врівноваженість двигунів

Ступінь урівноваженості (зелений осередок - врівноважені сили або моменти, червоний - вільні)

1

R2

R2*

V2

B2

R3

R4

V4

B4

R5

VR5

R6

V6

VR6

B6

R8

V8

B8

V10

V12

B12

Сили інерції першого порядку

Аксіальний ДВС Duke Engine

Ми звикли до класичного дизайну двигунів внутрішнього згоряння, який, по суті, існує вже ціле століття. Швидке згоряння горючої суміші всередині циліндра призводить до збільшення тиску, який штовхає поршень. Той, своєю чергою, через шатун і кривошип крутить вал.

Класичний ДВС

Якщо ми хочемо зробити двигун потужнішим, в першу чергу потрібно збільшувати об'єм камери згоряння. Збільшуючи діаметр, ми збільшуємо вагу поршнів, що негативно позначається на результаті. Збільшуючи довжину, ми подовжуємо і шатун, і збільшуємо весь двигун загалом. Або ж можна додати циліндрів - що, природно, також збільшує результуючий об'єм двигуна.

З такими проблемами зіткнулися інженери ДВС для перших літаків. Вони, зрештою, прийшли до гарної схеми «зіркоподібного» двигуна, де поршні та циліндри розташовані по колу щодо валу через рівні кути. Така система добре охолоджується потоком повітря, але дуже вона габаритна. Тому пошуки рішень продовжувалися.

У 1911 році Macomber Rotary Engine Company з Лос-Анджелеса представила перший з аксіальних (осьових) ДВС. Їх ще називають «бочковими», двигунами з шайбою, що гойдається (або косою). Оригінальна схема дозволяє розмістити поршні та циліндри навколо основного валу та паралельно йому. Обертання валу відбувається за рахунок шайби, на яку по черзі тиснуть шатуни поршнів.

У двигуна Макомбер було 7 циліндрів. Виробник стверджував, що двигун був здатний працювати на швидкостях від 150 до 1500 об/хв. При цьому на 1000 об/хв він видавав 50 л. Будучи виготовлений з доступних на той час матеріалів, він важив 100 кг і мав розміри 710 480 мм. Такий двигун був встановлений у літак авіатора-першопрохідця Чарльза Френсіса Уолша «Срібний дротик Волша».

Геніальний і злегка божевільний інженер, винахідник, конструктор і бізнесмен Джон Захарія Делореан мріяв побудувати нову автомобільну імперію в спис існуючим, і зробити унікальний «автомобіль мрії». Усі ми знаємо машину DMC-12, яку називають просто DeLorean. Вона не лише стала зіркою екрану у фільмі «Назад у майбутнє», але й відрізнялася унікальними рішеннями у всьому — починаючи від алюмінієвого кузова на плексигласовому каркасі та закінчуючи дверима «крила чайки». На жаль, на тлі економічної кризи виробництво машини не виправдало себе. А потім Делореан довго судився з фальшивої справи про наркотики.

Але мало хто знає, що Делореан хотів доповнити унікальний зовнішній вигляд машини ще й унікальним мотором – серед знайдених після його смерті креслень були креслення аксіального ДВС. Судячи з його листів, він задумав такий двигун ще 1954 року, а всерйоз взявся за розробку 1979-го. У двигуні Делореана було три поршні, і вони розташовувалися рівностороннім трикутником навколо валу. Але кожен поршень був двостороннім — кожен із кінців поршня мав працювати у своєму циліндрі.

Креслення з зошита Делореана

З якихось причин народження двигуна не відбулося — можливо тому, що розробка автомобіля з нуля вийшла досить складним підприємством. На DMC-12 встановлювали 2,8-літровий двигун V6 спільної розробки Peugeot, Renault та Volvo потужністю 130 л. с. Допитливий читач може вивчити скани креслень та нотаток Делореана на цій сторінці.

Екзотичний варіант аксіального двигуна – «двигун Требента»

Тим не менш, такі двигуни не набули широкого поширення — у великій авіації поступово відбувся перехід на турбореактивні двигуни, а в автомобілях досі використовується схема, в якій вал перпендикулярний циліндрам. Цікаво тільки, чому така схема не прижилася в мотоциклах, де компактність припала б саме до речі. Очевидно, вони не змогли запропонувати якоїсь істотної вигоди порівняно зі звичним дизайном. Зараз такі двигуни існують, але встановлюються в основному в торпедах завдяки тому, як добре вони вписуються в циліндр.

Варіант під назвою "Циліндричний енергетичний модуль" із двосторонніми поршнями. Перпендикулярні штоки в поршнях описують синусоїду, рухаючись хвилястою поверхнею

Головна відмінна риса аксіального ДВЗ - компактність. Крім того, в його можливості входить зміна ступеня стиснення (об'єму камери згоряння) просто шляхом зміни кута нахилу шайби. Шайба гойдається на валу завдяки сферичному підшипнику.

Проте новозеландська компанія Duke Engines у 2013 році представила свій сучасний варіант аксіального ДВЗ. У їхньому агрегаті п'ять циліндрів, але лише три форсунки для впорскування палива і — жодного клапана. Також цікавою особливістю двигуна є той факт, що вал та шайба обертаються у протилежних напрямках.

Усередині двигуна обертаються не тільки шайба та вал, а й набір циліндрів з поршнями. Завдяки цьому вдалося позбутися системи клапанів - циліндр, що рухається, в момент запалення просто проходить повз отвори, куди впорскується паливо і де стоїть свічка запалювання. На стадії випуску циліндр проходить повз випускний отвор для газів.

Завдяки такій системі кількість необхідних свічок і форсунок виходить меншою, ніж кількість циліндрів. А на один оборот припадає в сумі стільки ж робочих ходів поршня, як у шестициліндрового двигуна звичайного дизайну. При цьому вага аксіального двигуна на 30% менша.

Крім того, інженери з Duke Engines стверджують, що і ступінь стиснення їх двигуна перевершує звичайні аналоги і становить 15:1 для 91-го бензину (у стандартних автомобільних ДВЗ цей показник зазвичай дорівнює 11:1). Всі ці показники можуть призвести до зменшення витрати палива, і, як наслідок - до зменшення шкідливого впливу на навколишнє середовище (ну або збільшення потужності двигуна - залежно від ваших цілей).

Наразі компанія доводить двигуни до комерційного застосування. У наш час відпрацьованих технологій, диверсифікації, економії на масштабі тощо. складно уявити, як можна серйозно вплинути на індустрію. У Duke Engines, мабуть, це теж уявляють, тому мають намір пропонувати свої двигуни для моторних човнів, генераторів та малої авіації.

Демострація малих вібрацій двигуна Duke

Національний університет кораблебудування

ім. адм. Макарова

Кафедра ДВС

Конспект лекцій з курсу двс (сдвс) Миколаїв – 2014

	Тема 1.Порівняння ДВЗ з іншими типами теплових двигунів. Класифікація ДВЗ. Область їх застосування, перспективи та напрями подальшого розвитку. Співвідношення в ДВС та їх маркування………………………………………………...
	Тема. 2Принцип роботи чотиритактного та двотактного двигуна з наддувом і без……………………………………………..
	Тема 3Основні конструктивні схеми різних типів ДВЗ. Конструктивні схеми кістяка двигуна. Елементи кістяка двигуна. Призначення. Загальна будова та схема взаємодії елементів КШМ ДВС……………………………………...
	Тема 4.Системи ДВС…………………………………………………...
	Тема 5.Допущення в ідеальному циклі, процеси та параметри циклу. Параметри робочого тіла у характерних місцях циклу. Порівняння різних ідеальних циклів. Умови перебігу процесів у розрахунковому та дійсному циклах……………
	Тема 6Процес заповнення циліндра повітрям. Процес стиснення, умови проходження, ступінь стиснення та її вибір, параметри робочого тіла при стисканні…………………………………..
	Тема 7Процес згоряння. Умови виділення та використання тепла при згорянні палива. Кількість повітря необхідне згоряння палива. Чинники, що впливають ці процеси. Процес розширення. Параметри робочого тіла наприкінці процесу. Робота процесу. Процес випуску відпрацьованих газів…………………………………………………….
	Тема 8Індикаторні та ефективні показники роботи двигуна.
	Тема 9.Наддув ДВЗ як спосіб підвищення техніко-економічних показників. Схеми наддуву. Особливості робочого процесу двигуна із наддувом. Способи використання енергії відпрацьованих газів…………………………………………………...
	Література………………………………………………………………

Тема 1. Порівняння ДВС з іншими типами теплових двигунів. Класифікація двс. Область їх застосування, перспективи та напрями подальшого розвитку. Співвідношення в ДВС та їх маркування.

Двигун внутрішнього згоряння- Це такий тепловий двигун, в якому теплова енергія, що виділяється при згорянні палива в робочому циліндрі, перетворюється на механічну роботу. Перетворення теплової енергії в механічну здійснюється за допомогою передачі енергії розширення продуктів згоряння на поршень, зворотно-поступальний рух якого, у свою чергу, через кривошипно-шатунний механізм перетворюється на обертальний рух колінчастого валу, що приводить в рух гребний гвинт, електричний генератор, насос або інший споживач енергії.

ДВС можна класифікувати за такими основними ознаками:

– за родом робочого циклу- З підведенням теплоти до робочого тіла при постійному обсязі, з підведенням теплоти при постійному тиску газів і зі змішаним підведенням теплоти, тобто спочатку при постійному обсязі, а потім при постійному тиску газів;

– за способом здійснення робочого циклу– чотиритактні у яких цикл здійснюється за чотири послідовні ходи поршня (за два обороти колінчастого валу), та двотактні, у яких цикл здійснюється за два послідовні ходи поршня (за один оборот колінчастого валу);

– за способом повітропостачання- З наддувом і без наддуву. У чотиритактних ДВЗ без наддуву циліндр наповнюється свіжим зарядом (повітрям або горючою сумішшю) всмоктуючим ходом поршня, а в двотактних ДВЗ - продувним компресором з механічним приводом від двигуна. У всіх ДВЗ з наддувом наповнення циліндра здійснюється спеціальним компресором. Двигуни з наддувом нерідко називають комбінованими, так як крім поршневого двигуна вони мають і компресор, що подає повітря двигун при підвищеному тиску;

– за способом займання палива– із запаленням від стиснення (дизелі) н із іскровим запаленням (карбюраторні до газові);

– за родом застосовуваного палива- Рідкого палива та газові. До ДВЗ рідкого палива відносяться і багатопаливні двигуни, які без конструктивних змін можуть працювати на різних паливах. До газових ДВЗ відносяться і двигуни з займанням від стиснення, в яких основне паливо газоподібне, а рідке паливо в невеликій кількості використовується як запальне, тобто для займання;

– за способом сумішоутворення– з внутрішнім сумішоутворенням, коли паливоповітряна суміш утворюється всередині циліндра (дизелі), та із зовнішнім сумішоутворенням, коли ця суміш готується до її подачі в робочий циліндр (карбюраторні та газові двигуни з іскровим запалюванням). Основні способи внутрішнього сумішоутворення – об'ємне, об'ємно-плівкове та плівкове ;

– за типом камери згоряння (КС)– з нерозділеними однопорожнинними КС, з напіврозділеними КС (КС у поршні) та розділеними КС (передкамерні, вихрекамерні та повітряно-камерні КС);

– за частотою обертання колінчастого валу n - малооборотні (МОД) з nдо 240 хв -1 середньооборотні (СОД) з 240< n < 750 мин -1 , повышенной оборотности (ПОД) с 750 1500 хв-1;

– по призначенню- Головні, призначені для приводу суднових рушників (гребних гвинтів), і допоміжні електричні генератори суднових електростанцій або суднові механізми, що приводять в рух;

– за принципом дії– простої дії (робочий цикл здійснюється тільки в одній порожнині циліндра), подвійної дії (робочий цикл відбувається у двох порожнинах циліндра над і під поршнем) і з поршнями, що протилежно рухаються (у кожному циліндрі двигуна є два механічно пов'язаних поршня, що рухаються в протилежних напрямках, з вміщеним між ними робочим тілом);

– по конструктивному виконанню кривошипно-шатунного механізму (КШМ)- Тронкові та крейцкопфні. У тронковому двигуні сили нормального тиску, що виникають при нахилі шатуна, передаються направляючою частиною поршня - тронком, що ковзає у втулці циліндра; у крейцкопфного двигуна поршень не створює сил нормального тиску, що виникають при нахилі шатуна, нормальне зусилля створюється в крейцкопфному з'єднанні та передається повзунами на паралелі, які закріплені поза циліндром на станині двигуна;

– за розташуванням циліндрів– вертикальні, горизонтальні, однорядні, дворядні, У-подібні, зіркоподібні тощо.

Основними визначеннями, що належать до всіх ДВС, є:

– верхняі нижня мертві точки (ВМТ і НМТ), що відповідають верхньому та нижньому крайньому положенню поршня в циліндрі (у вертикальному двигуні);

– хід поршня, т. е. відстань при переміщенні поршня з одного крайнього положення в інше;

– об'єм камери згоряння(або стиснення), відповідний обсягу порожнини циліндра при знаходженні поршня у ВМТ;

– робочий об'єм циліндраякий описаний поршнем при його ході між мертвими точками.

Марка дизеля даєуявлення про його тип та основні розміри. Маркування вітчизняних дизелів здійснюють відповідно до ГОСТ 4393-82 «Дизелі стаціонарні, суднові, тепловозні та промислові. Типи та основні параметри». Для маркування прийнято умовні позначення, що складаються з букв та цифр:

Ч- Чотиритактний;

Д- Двотактний;

ДД- Двотактний подвійної дії;

Р- Реверсивний;

З- З реверсивною муфтою;

П- З редукторною передачею;

До- Крейцкопфний;

Г– газовий;

Н- З наддувом;

1А, 2А, ЗА, 4А- Ступінь автоматизації за ГОСТ 14228-80.

Відсутність в умовному позначенні літери Доозначає, що дизель тронковий, літери Р– дизель нереверсивний, а літери Н- Дизель без наддуву. Цифри в марці перед літерами вказують число циліндрів, а після літер: число у чисельнику – діаметр циліндра у сантиметрах, у знаменнику – хід поршня у сантиметрах.

У марці дизеля з поршнями, що протилежно рухаються, вказують обидва ходи поршня, з'єднаних знаком «плюс», якщо ходи різні, або добуток «2 на хід одного поршня» при рівності ходів.

У марці суднових дизелів виробничого об'єднання «Брянський машинобудівний завод» (ПЗ БМЗ) додатково вказується і номер модифікації, починаючи з другої. Цей номер наводиться наприкінці маркування за ГОСТ 4393-82. Нижче наведено приклади маркування деяких двигунів.

12ЧНСП1А 18/20- Дизель дванадцятнциліндровий, чотиритактний, з наддувом, з реверсивною муфтою, з редукторною передачею, автоматизований по 1-му ступеню автоматизації, з діаметром циліндра 18 см і ходом поршня 20 см.

16ДПН 23/2 X 30- дизель шістнадцятициліндровий, двотактний, з редукторною передачею, з наддувом, з діаметром циліндра 23 см і з двома поршнями, що протилежно рухаються, мають кожен хід 30 см,

9ДКРН 80/160-4- Дизель дев'ятициліндровий, двотактний, крейцкопфний, реверсивний, з наддувом, з діаметром циліндра 80 см, ходом поршня 160 см, четвертої модифікації.

На деяких вітчизняних заводах крім обов'язкової за ГОСТом марки дизелям, що випускаються, присвоюють і марку заводську. Наприклад, заводській марці Г-74 (завод "Двигун революції") відповідає марка 6ЧН 36/45.

У більшості розвинених країн маркування двигунів не регламентується стандартами, а фірми-будівельники використовують власні системи умовних позначень. Але навіть одна і та сама фірма нерідко змінює прийняті позначення. Проте необхідно зазначити, що багато фірм в умовних позначеннях вказують основні розміри двигуна: діаметр циліндра і хід поршня.

Тема. 2 Принцип роботи чотиритактного та двотактного двигуна з наддувом та без.

Чотирьохтактний ДВС.

Чотирьохтактний ДВС На рис. 2.1 показано схему роботи чотиритактного тронкового дизеля без наддуву (чотиритактні двигуни крейцкопфного типу взагалі не будують).

Рис. 2.1. Принцип роботи чотиритактного ДВЗ

1-й такт – впуск або наповнення . Поршень 1 рухається від ВМТ до НМТ. При низхідному ході поршня через впускний патрубок 3 і розташований у кришці впускний клапан 2 в циліндр надходить повітря, так як тиск в циліндрі через збільшення об'єму циліндра стає нижче тиску повітря (або робочої суміші в карбюраторному двигуні) перед впускним патрубком р о. Впускний клапан відкривається дещо раніше ВМТ (точка r), тобто, з кутом випередження 20 ... 50 ° до ВМТ, що створює більш сприятливі умови для надходження повітря на початку наповнення. Впускний клапан закривається після НМТ (точка а"), тому що в момент приходу поршня в НМТ (точка а) тиск газу в циліндрі ще нижче, ніж у впускному патрубку. Надходження повітря в робочий циліндр в цей період сприяє і інерційний підпор повітря, що надходить в циліндр. Тому впускний клапан закривається з кутом запізнення 20 ... 45 ° після НМТ.

Кути випередження та запізнення визначають дослідним шляхом. Кут повороту колінчастого валу (ПКВ), що відповідає всьому процесу наповнення, становить приблизно 220...275 ° ПКВ.

Відмінна риса дизеля з наддувом полягає в тому, що за час одного такту новий заряд повітря засмоктується не з навколишнього середовища, а надходить у впускний патрубок при підвищеному тиску зі спеціального компресора. У сучасних суднових дизелях компресор рухається газовою турбіною, що працює на відпрацьованих газах двигуна. Агрегат, що складається з газової турбіни та компресора, називають турбокомпресором. У дизелях з наддувом лінія наповнення зазвичай йде вище за лінію випуску (4-го такту).

2-й такт – стиск . При зворотному ході поршня до ВМТ з моменту закриття впускного клапана свіжий заряд повітря, що надходить в циліндр, стискається, в результаті чого підвищується його температура до рівня, необхідного для самозаймання палива. Паливо в циліндр упорскується форсункою 4 з деяким випередженням до ВМТ (точка n) при високому тиску, що забезпечує якісне розпилювання палива. Випередження сприскування палива до ВМТ необхідне підготовки його до самозаймання в останній момент приходу поршня у район ВМТ. У цьому випадку створюються найсприятливіші умови для роботи дизеля з високою економічністю. Кут упорскування на номінальному режимі в МОД зазвичай дорівнює 1 ... 9 °, а в СОД - 8 ... 16 ° до ВМТ. Момент займання (точка з) на малюнку показаний у ВМТ, проте він може бути і дещо зміщений щодо ВМТ, тобто запалення палива може початися раніше або пізніше ВМТ.

3-й такт – згоряння і розширення (Робочий хід). Поршень рухається від ВМТ до НМТ. Розпорошене паливо, змішане з гарячим повітрям, спалахує і згоряє, внаслідок чого різко підвищується тиск газів (точка z), а потім починається їхнє розширення. Гази, діючи на поршень під час робочого ходу, здійснюють корисну роботу, яка через криво-шатунний механізм передається споживачеві енергії. Процес розширення закінчується у момент початку відкриття випускного клапана 5 (крапка b’ ), яке відбувається з випередженням 20 ... 40 °. Деяке зменшення корисної роботи розширення газу порівняно з тим, коли клапан став би відкриватися в НМТ, компенсується зниженням роботи, що витрачається на наступному такті.

4-й такт – випуск . Поршень рухається від НМТ до ВМТ, виштовхуючи гази, що відпрацювали, з циліндра. Тиск газів у циліндрі в даний момент дещо вищий за тиск після випускного клапана. Щоб повністю видалити гази, що відпрацювали з циліндра, випускний клапан закривається після проходу поршнем ВМТ, при цьому кут запізнення закриття становить 10...60° ПКВ. Тому протягом часу, що відповідає куту 30...110° ПКВ, одночасно відкриті впускний та випускний клапани. Це покращує процес очищення камери згоряння від відпрацьованих газів, особливо в дизелях з наддувом, так як тиск наддувного повітря в даний період вище тиску відпрацьованих газів.

Таким чином, випускний клапан відкритий у період, що відповідає 210...280° ПКВ.

Принцип роботи чотиритактного карбюраторного двигуна відрізняється від дизеля тим, що робоча суміш – паливо та повітря – готується поза циліндром (у карбюраторі) і надходить у циліндр у період 1-го такту; суміш займається в районі ВМТ від електричної іскри.

Корисна робота, отримана за періоди 2-го та 3-го тактів, визначається площею aзzba(Площа з похилою штрихуванням, см, 4-й такт). Але під час 1-го такту двигун витрачає роботу (з урахуванням атмосферного тиску під поршнем), рівну площі над кривою r" maдо горизонтальної лінії, що відповідає тиску р о. За час 4-го такту двигун витрачає роботу на виштовхування газів, що відпрацювали, рівну площі під кривою brr" до горизонтальної лінії р о. Отже, в чотиритактному двигуні без наддуву робота так званих «насосних» ходів, тобто 1-го і 4 -го тактів, коли двигун виконує роль насоса, є негативною (ця робота на індикаторній діаграмі показана площею з вертикальним штрихуванням) і має бути віднімається з корисної роботи, рівної різниці робіт у період 3-го і 2-го тактів, В реальних умовах робота насосних ходів дуже мала, у зв'язку з чим цю роботу умовно відносять до механічних втрат.

Двотактний ДВЗ.

У двотактних двигунах очищення робочого циліндра від продуктів згоряння та наповнення його свіжим зарядом, тобто процеси газообміну, відбуваються тільки в той період, коли поршень знаходиться в районі НМТ при відкритих органах газообміну. Очищення циліндра від газів, що відпрацювали, при цьому здійснюється не поршнем, а попередньо стисненим повітрям (у дизелях) або горючою сумішшю (у карбюраторних і газових двигунах). Попереднє стиснення повітря або суміші відбувається в спеціальному продувному або наддувному компресорі. У процесі газообміну в двотактних двигунах деяка частина свіжого заряду неминуче видаляється з циліндра разом з газами, що відпрацювали через випускні органи. У зв'язку з цим подача продувного або наддувного компресора має бути достатньою, щоб компенсувати цей витік заряду.

Випуск газів із циліндра відбувається через вікна або через клапан (кількість клапанів може бути від 1 до 4). Впуск (продування) свіжого заряду в циліндр у сучасних двигунах здійснюється тільки через вікна. Випускні та продувальні вікна розміщені в нижній частині втулки робочого циліндра, а випускні клапани – у кришці циліндра.

Схема роботи двотактного дизеля з контурною продуванням, тобто коли випуск і продування відбуваються через вікна, показано на рис. 2.2. Робочий цикл має два такти.

1-й такт- Перехід поршня від НМТ (точка m) до ВМТ. Спочатку поршень 6 перекриває продувні вікна 1 (Точка d"), припиняючи тим самим надходження свіжого заряду в робочий циліндр, а потім поршень перекриває і випускні вікна 5 (крапка b" ), після чого починається процес стиснення повітря в циліндрі, який закінчується, коли поршень прийде у ВМТ (точка з). Крапка nвідповідає моменту початку впорскування палива форсункою 3 у циліндр. Отже, протягом одного такту в циліндрі закінчуються випуск , продування і наповнення циліндра, після чого відбувається стиск свіжого заряду і починається впорскування палива .

Рис. 2.2. Принцип роботи двотактного ДВЗ

2-й такт- Перехід поршня від ВМТ до НМТ. У районі ВМТ форсункою впорскується паливо, яке займається і згоряє, при цьому тиск газів досягає максимального значення (точка z) і починається їхнє розширення. Процес розширення газів закінчується в момент початку відкриття поршнем 6 випускних вікон 5 (крапка b), після чого починається випуск відпрацьованих газів з циліндра за рахунок перепаду тиску газу в циліндрі та випускному колекторі 4 . Потім поршень відкриває продувні вікна. 1 (крапка d) і відбуваються продування та наповнення циліндра свіжим зарядом. Продувка почнеться тільки після того, як тиск газів в циліндрі стане нижчим за тиск повітря р s в продувному ресивері 2 .

Таким чином, протягом 2-го такту в циліндрі відбуваються впорскування палива , його згоряння , розширення газів , випуск відпрацьованих газів , продування і наповнення свіжим зарядом . Під час цього такту здійснюється робочий хід , Забезпечує корисну роботу.

Індикаторна діаграма представлена ​​на рис. 2 однакова як для дизеля без наддуву, так і для дизеля з наддувом. Корисна робота циклу визначається площею діаграми md" b"зzbdm.

Робота газів у циліндрі позитивна в період 2-го такту та негативна під час 1-го такту.

Корисна модель відноситься до галузі двигунобудування. Запропоновано конструкцію двигуна, що працює за двотактним циклом з наддувом і комбінованою схемою газообміну, при якій протягом першої фази відбувається продування і наповнення циліндра одним повітрям за звичайною кривошипно-камерною схемою газообміну, при другій фазі відбувається наддув циліндра, перезбагаченої в карбюраторі, з паливною сумішшю через впускні вікна в циліндрі, що мають фази впуску, що перевищують фази випуску. Для запобігання попаданню продуктів згоряння з циліндра в ресивер при такті розширення вікна закриті спеціальним кільцем, що виконує роль золотника, керованим кулачком або ексцентриком на цапфі колінчастого валу, або будь-якого іншого валу, що обертається з ним синхронно.

Двигун виконаний з двома протилежними циліндрами, встановленими на одному загальному картері, і трьома колінчастими валами, з яких один має два кривошипи, розташовані під кутом 180° відносно один одного. Циліндри містять поршні з двома поршневими пальцями, з'єднаними шатунами з кривошипами колінчастих валів, симетрично розташованих щодо осі циліндрів. Поршні складаються з головки з компресійними кільцями та двосторонньої спідниці. Нижня частина спідниці виконана у вигляді фартуха, що прикриває випускні вікна при положенні поршня у верхній мертвій точці (ВМТ). При положенні поршня в нижній мертвій точці (НМТ) фартух розміщений в зоні колінчастих валів. Верхня частина спідниці при положенні поршня в ВМТ входить у кільцеве місце, розташоване навколо камери згоряння. Кожен циліндр двигуна має індивідуальний компресор, поршні яких за допомогою штока з'єднані з поршнями двигуна протилежних циліндрів.

Економічний ефект зниження витрати палива за вартості бензину 35 крб./л. становитиме близько 7 руб./кВт·ч, тобто. двигун потужністю 20 кВт за ресурс 500 мотогодин заощадить близько 70000 рублів або 2000 літрів бензину.

Враховуючи наявність високих енерго-економічних показників за потужністю, масою та габаритами, що забезпечуються застосуванням 2-х тактного циклу, наддуву, зниженням на 2530% витрати палива, при збереженні моторесурсу в колишніх межах 5001000 мотогодин за рахунок зменшення навантажень на шатунні. подвоєння, пропонована конструкція двигуна в 2-х або 4-х циліндровому виконанні потужністю в межах 2060 кВт може знайти застосування в силових установках літальних апаратів, глісуючих маломірних суден з рушіями у вигляді повітряних або гребних гвинтів, портативних мотовиробів, застосовуваних населенням, у відомствах , армії та флоту, а також в інших установках, де потрібна мала питома маса та габарити.

Пропонована корисна модель відноситься до галузі двигунобудування, зокрема, до двотактних карбюраторних двигунів внутрішнього згоряння (ДВС), що передає зусилля від тиску газів на поршень кривошипом колінчастих валів, симетрично розташованих відносно осі циліндра і обертаються в протилежних напрямках.

Зазначені двигуни мають ряд переваг, головні з яких можливість врівноваженості сил інерції зворотно-поступально рухомих мас за рахунок противаг колінчастих валів, відсутність сил, що викликають підвищене тертя поршня об стінки циліндра, відсутність реактивного крутного моменту, високі питомі енерго-економічні параметри і габаритам, знижені навантаження на шатунні підшипники колінчастого валу, які переважно лімітують ресурс двигуна.

Відомий двотактний карбюраторний двигун з кривошипно-камерною схемою газообміну, що містить циліндр, розміщений в ньому поршень з двома поршневими пальцями, два колінчастих вала, симетрично розташованих відносно осі циліндра, причому кожен з них з'єднаний шатуном з одним з поршневих пальців. (Двотактний двигун внутрішнього згоряння. Патент UA 116906 U1. Беднягін Л.В., Лебединська О.Л. Бюл. 16. 2012.).

Двигун відрізняється тим, що поршень виконаний у вигляді головки з двосторонньою спідницею, нижня частина спідниці при положенні поршня в нижній мертвій точці (НМТ) розміщена в зоні, що займає колінчасті вали, верхня частина спідниці, при положенні поршня у верхній мертвій точці частково входить в кільцевий простір, розташований навколо камери згоряння, причому впускні та випускні вікна розташовані на двох рівнях: впускні вікна розташовані над головкою поршня при його положенні в НМТ, випускні - над верхньою кромкою спідниці.

Відома конструкція двигуна, виконана за схемою один циліндр - два колінчасті вали, що забезпечує підвищення потужності за рахунок застосування наддуву (Двотактний двигун внутрішнього згоряння з наддувом. Заявка 2012132748/06 (051906). Беднягін Л.В., Лебєдинська 31.07.12), де співвісно циліндру двигуна розміщений циліндр компресора (нагнітача), поршень якого за допомогою штока з'єднаний з поршнем двигуна, зовнішня нагнітальна порожнина насоса з'єднана каналами з внутрішньо-картерним простором, від якого його внутрішня порожнина ізольована за допомогою ущільнюючої втул на штоку та зафіксованій між двох половин картера. Зовнішня порожнина компресора забезпечує додаткову подачу паливної суміші картер двигуна. Для можливості забезпечення дозарядки циліндр двигуна обладнаний додатковими впускними (продувними) вікнами, розташованими над основними, з фазами впуску, що перевищують фази випуску, при цьому між ними в площині роз'єму циліндра і картера розміщені зворотні пластинчасті клапани, що запобігають потраплянню продуктів згорілого палива з циліндра коли тиск у ньому перевищує тиск усередині картера. Зазначений двигун є прототипом пропонованої конструкції ПМ.

Всі карбюраторні двотактні двигуни з кривошипно-камерною схемою газообміну (продуванням і наповненням циліндра свіжою паливною сумішшю), у тому числі і прототип, мають загальну істотну ваду - підвищену витрату палива, пов'язану з втратою частини палива при продуванні, що здійснюється безпосередньо паливом.

Роботи з усунення цього недоліку практично ведуться в одному напрямку - здійсненні продування чистим повітрям і безпосереднього впорскування палива в циліндр. Основна труднощі, що стримує впровадження систем безпосереднього упорскування палива на двотактних двигунах - висока вартість паливної апаратури, яка на малорозмірних двигунах або двигунах, що працюють епізодично (наприклад, пожежна мотопомпа), при існуючих цінах не окупається за весь період їх експлуатації.

Друга причина - проблема забезпечення працездатності паливної апаратури та якості сумішоутворення у зв'язку з необхідністю дворазового збільшення частоти подачі палива в циліндр при використанні двотактного циклу та подальшого її збільшення з урахуванням тенденцій зростання швидкісних режимів ДВЗ, і особливо малорозмірних, що працюють за двотактним циклом.

Проте, годі було очікувати, що створення нової, досконалішої апаратури для «двотактників» підвищить економічну доцільність її застосування на зазначених вище двигунах, т.к. буде ще дорожче.

Технічним результатом запропонованої конструкції двигуна є зниження питомої витрати палива до величини 380410 г/кВт·ч, що на 2530% нижче, ніж у двотактних карбюраторних двигунів, що випускаються з кривошипно-камерною схемою газообміну (Перспективи двотактних ДВС на ЛА. Новосільців (http://www.aviajournal.com/arhiv/2004/06/02.html), за збереження високих енергетичних та інших показників, що забезпечують його конкурентоспроможність.

Для досягнення зазначеного результату використано комплекс конструктивних рішень:

1. Застосований двотактний двигун внутрішнього згоряння з двома протилежними циліндрами, встановленими на одному загальному картері, що забезпечує передачу сил від тиску газів на кривошипи колінчастих валів, симетрично розташованих відносно осі циліндрів. Застосування зазначеної схеми дозволяє використовувати їх переваги, зазначені вище, і раціонально розмістити поршневі компресори з приводом для здійснення наддуву.

2. Для реалізації двотактного циклу роботи двигуна з кривошипно-камерною продуванням та поліпшення його параметрів зменшено об'єм кривошипної камери, для чого застосований поршень у вигляді головки з двосторонньою спідницею, що забезпечує розміщення нижньої спідниці в зоні колінчастих валів, а верхній - у зоні кільця розташований навколо камери згоряння.

3. Циліндри двигуна забезпечені трьома комплектами вікон, розташованими на різних рівнях: продувальні над днищем головки поршня, при його положенні в НМТ, випускні - над верхньою кромкою спідниці поршня. При цьому збільшується час-перетин вікон, виключаються явища короткого замикання - прямого викиду (паливної) суміші з випускних вікон у випускні, знижується рівень залишкових газів, весь периметр випускних вікон стає доступним для закінчення відпрацьованих газів і майже вдвічі скорочується їхній шлях; що сприяє збереженню параметрів газообміну зі збільшенням швидкісного режиму двигуна. Слід також відзначити, що пристрій, що забезпечує несиметричність фаз газорозподілу, розташовано в зоні малонавантаженої термічно, що вигідно відрізняє його від подібних пристроїв, що працюють у каналах випуску газів, що відпрацювали на двигунах спортивних машин.

4. Впускні вікна, розташовані над продувними, з фазами впуску, що перевищують фази випуску, для запобігання попаданню продуктів згоряння з циліндра в ресивер 10 при такті розширення, на відміну від прототипу, закриті кільцем 11, що виконує роль золотника, керованого кулачком колінчастого валу (або будь-якого іншого валу, що обертається з ним одночасно).

5. Для економії палива запропонована конструкція, що забезпечує застосування комбінованої схеми газообміну шляхом здійснення продування циліндрів спочатку чистим повітрям із кривошипної камери, потім їх дозарядки (наддуві) перезбагаченою паливною сумішшю за рахунок застосування окремих для кожного циліндра компресорів.

6. Впускний тракт паливної суміші, що містить карбюратор(и), зворотні пластинчасті клапани (ОПК), всмоктуючий і нагнітальний порожнини компресора, ресивер і впускні вікна циліндра, роз'єднаний з внутрішньо-картерним простором, який обладнаний своєю індивідуальною системою впуску повітря, що використовується для продувки циліндрів.

7. Кожен циліндр двигуна та компресора виконані в одному блоці, при цьому синхронний рух їх поршнів у протилежних напрямках досягається наявністю зв'язку поршня компресора з поршнем двигуна циліндра протилежного.

8. Необхідні напрямки обертання колінчастих валів та потоків продувного повітря забезпечено застосуванням трьох колінчастих валів, з яких один виконаний з двома кривошипами, розташованими під кутом 180° один до одного, що забезпечує рух поршнів у протилежних напрямках.

9. Для зниження габаритів двигуна нижня спідниця поршня виконана у вигляді одностороннього фартуха, що забезпечує прикриття випускних вікон при його положенні у ВМТ.

10. Для збереження тиску в ресивері під час руху поршня двигуна у напрямку ВМТ нагнітальна порожнина компресора відокремлена від нього зворотним пластинчастим клапаном.

Конструктивні рішення, що мають ознаки, що характеризують новизну запропонованої моделі:

1. Конструкція двотактного карбюраторного двигуна в опозитному виконанні з двома протилежними циліндрами, змонтованими на одному картері, і трьома колінчастими валами, що забезпечує передачу зусиль від поршня на кривошипи колінчастих валів, симетрично розташованих щодо осі циліндра (п.п.1; далі див. вище);

2. Комбінована схема газообміну, при якій протягом першої фази відбувається продування та наповнення циліндра одним повітрям, по-друге - відбувається наддув циліндра перезбагаченою паливною сумішшю (див. вище, п.5).

3. Окремий впускний тракт паливної суміші, що включає впускні вікна циліндра, роз'єднаний з внутрішньо-картерним простором (п.6).

4. Привід поршнів компресора за рахунок їх зв'язку з поршнями двигуна циліндрів протилежних (п.7), що забезпечують рух поршнів двигуна і компресора в протилежних напрямках.

5. Поршень з спідницею, виконаної у вигляді одностороннього «фартуха» (п.9).

6. Пристрій, який забезпечує несиметричність фаз газорозподілу (п.4).

7. Розміщення циліндрів двигуна та компресора в одному блоці (п.7).

Компонування пропонованої моделі двигуна показано на кресленнях: на фіг.1 дано горизонтальний розріз по осях циліндрів. На фіг.2 - вертикальний розріз А-А по осях колінчастих валів, на якому також показаний редуктор, що забезпечує кінематичну зв'язок колінчастих валів між собою і видно можливість створення чотирициліндрової модифікації шляхом установки аналогічного двоциліндрового двигуна з нижньої сторони редуктора.

Циліндри містять 1 розміщені в них поршні 2 з двома поршневими пальцями, кожен з яких з'єднаний шатуном 3 з кривошипами колінчастих валів 4, симетрично розташованих відносно осі циліндрів. Поршень складається з головки з компресійними кільцями та двосторонньої спідниці. Нижня частина спідниці виконана у вигляді одностороннього фартуха, що прикриває випускні вікна при положенні поршня у ВМТ. При положенні поршня в НМТ фартух розміщений у зоні, що займає колінчасті вали. Верхня частина спідниці при положенні поршня (ВМТ) входить в кільцеве простір 5, розташоване навколо камери згоряння, яка з'єднана з ним тангенціальними каналами. Кожен циліндр двигуна забезпечений індивідуальним компресором 6, виконаним в одному з ним блоці, поршні 7 яких за допомогою штоків 8 пов'язані з поршнями протилежних двигуна циліндрів 2.

Циліндри двигуна обладнані впускними вікнами 9, розташованими над продувними, з фазами впуску, що перевищують фази випуску. Для запобігання попаданню продуктів згоряння з циліндра в ресивер 10 при такті розширення, вікна закриті кільцем 11, що виконує роль золотника, керованим кулачком або ексцентриком на цапфі колінчастого вала 4 (або іншого вала, що обертається з ним синхронно). Механізм управління показано на фіг.3.

Нагнітальна порожнина компресора з'єднана каналами не з внутрішньо-картерним простором, а з ресивером, звідки попередньо перезбагачена в карбюраторі паливна суміш через впускні вікна потрапляє в циліндр, де, змішуючись з повітрям, що надійшли з картера при продуванні і залишковими газами, утворює робочу. Між всмоктувальною порожниною компресора, ізольованого від внутрішньо-картерного простору, і карбюратором встановлені зворотні пластинчасті клапани (на фіг. не показані), що забезпечують надходження паливної суміші компресор. Для подачі повітря, що використовується для продування, аналогічні клапани встановлені на картері з боку циліндрів двигуна. Клапани 12, встановлені на виході суміші з компресора, призначені для збереження тиску в ресивері під час руху поршня двигуна в напрямку ВМТ.

Прийняте компонування з трьома колінчастими валами забезпечує раціональне розташування циліндрів двигуна і компресора для організації надходження паливної суміші з компресора в двигун, знижує опір потоку повітря продувки при його перепуску з картера в циліндр, підвищує технологічність за рахунок виготовлення циліндрів в одному блоці, без особливих витрат дозволяє створити чотирициліндрову модифікацію, або редуктор з валами, що обертаються у протилежних напрямках.

Таким чином, зниження питомої витрати палива досягається за рахунок застосування для продування циліндрів двигуна замість паливоповітряної суміші тільки одного повітря, яке паливо для здійснення робочого процесу надходить, в основному, після завершення процесу продування у вигляді перезбагаченої паливної суміші з компресора, що здійснюється наддув, через впускні вікна, коли випускні вікна закриті верхньою кромкою спідниці поршня.

Оскільки трудомісткість виготовлення двигуна з пропонованою комбінованою схемою газообміну в порівнянні з трудомісткістю виготовлення аналогічного двигуна, виконаного з кривошипно-камерною продувкою циліндрів паливо-повітряною сумішшю, практично не зміниться, економічний ефект при її використанні визначатиметься лише зниженням втрат палива при газообміні, які при продувці паливною сумішшю становлять близько 35% від загальної його витрати (Г.Р. Рікардо. Швидкохідні двигуни внутрішнього згоряння. Держ. науково-техн. вид-во машинобудівної літератури. M. 1960. (с.180); А.Є. Юшин .Система безпосереднього впорскування палива в двотактних ДВС.В СБ «Удосконалення потужнісних, економічних та екологічних показників «ДВС», ВлГУ, м. Володимир, 1997., (С.215).

Економічний ефект від застосування пропонованої конструкції двигуна з комбінованою системою газообміну, що забезпечує зниження питомої витрати палива в порівнянні з колишньою кривошипно-камерною схемою, що використовує для продування паливну суміш, при вартості бензину 35 руб/л. становитиме близько 7 руб/кВт·ч, тобто. двигун потужністю 20 кВт за ресурс 500 мотогодин заощадить близько 70000 рублів або 2000 літрів бензину. При розрахунках було прийнято, що втрати палива під час продування зменшаться на 80%, т.к. можливість попадання паливної суміші у випускну систему скорочено лише за тривалістю одночасного відкриття впускних та випускних вікон зі 125° повороту колінчастого валу до 15°. Розміщення впускних та випускних вікон на різних рівнях дає підстави вважати, що втрати палива скоротяться ще більше або припиняться зовсім.

Враховуючи наявність високих енерго-економічних показників, що забезпечуються застосуванням двотактного циклу, наддуву, зниженням на 2530% витрати палива, при збереженні моторесурсу в колишніх межах 5001000 мотогодин за рахунок зменшення навантажень на шатунні підшипники колінчастих валів при їх 2 або 4-х циліндровому виконанні потужністю в межах 2060 кВт може знайти застосування в силових установках літальних апаратів, що глісують маломірних суден з рушіями у вигляді повітряних або гребних гвинтів, портативних мотовиробів, що застосовуються населенням, у відомствах МНС, армії та флоту, а також в інших установках, де потрібні малі питома маса та габарити.

1. Двотактний двигун внутрішнього згоряння з наддувом і комбінованою схемою газообміну, що передає зусилля від тиску газів на поршень одночасно двом колінчастим валам, симетрично розташованим щодо осі циліндра, що містить вбудовані співвісно з віссю циліндра компресори, поршні яких обладнані впускними вікнами, розташованими над продувними, з фазами впуску, що перевищують фази випуску, з одним загальним картером, який відрізняється тим, що він виконаний в двоциліндровому оппозитному виконанні, з поршнями, що протилежно рухаються, з трьома колінчастими валами, з яких один має кри окремий, ізольований від кривошипної камери впускний тракт паливної суміші, що включає карбюратор, зворотні пластинчасті клапани, компресор з всмоктувальної і нагнітальної порожнинами і ресивер, пов'язаний з впускними вікнами циліндра, через які перезбагачена паливна суміш надходить в циліндри двигуна, ом поршні компресора кінематично пов'язані з поршнями протилежних циліндрів двигуна.

Винахід може бути використаний у двигунобудуванні. Двигун внутрішнього згоряння включає, щонайменше, один модуль циліндра. Модуль містить вал, що має перший кулачок з декількома робочими виступами, аксіально встановлений на валу, другий сусідній кулачок з декількома робочими виступами та диференціальну зубчасту передачу до першого кулачка з декількома робочими виступами для обертання навколо осі у зворотному напрямку навколо валу. Циліндри кожної пари розташовані діаметрально протилежно до валу з кулачками. Поршні у парі циліндрів жорстко взаємопов'язані. Кулачки з декількома робочими виступами містять 3+n робочих виступів, де n є нулем або цілим парним числом. Поворотно-поступальний рух поршнів у циліндрах повідомляє обертальний рух валу через зв'язок між поршнями та поверхнями кулачків з декількома робочими виступами. Технічний результат полягає в поліпшенні моменту, що крутить, і характеристик управління циклом двигуна. 13 з.п. ф-ли, 8 іл.

Винахід відноситься до двигунів внутрішнього згоряння Зокрема, винахід відноситься до двигунів внутрішнього згоряння з покращеним керуванням різними циклами в процесі експлуатації двигуна. Винахід відноситься до двигунів внутрішнього згоряння з більш високими характеристиками крутного моменту. Двигуни внутрішнього згоряння, які використовуються в автомобілях, як правило, є двигунами зворотно-поступального типу, в яких поршень, що коливається в циліндрі, рухає колінчастий вал через шатун. Існують численні недоліки в традиційній конструкції поршневого двигуна з кривошипно-шатунним механізмом, недоліки в основному пов'язані зі зворотно-поступальним рухом поршня і шатуна. Було розроблено численні конструкції двигуна з метою подолання обмежень та недоліків традиційних двигунів внутрішнього згоряння з кривошипно-шатунним механізмом. Дані розробки включають роторні двигуни, такі як двигун Ванкеля, і двигуни, в яких кулачок або кулачки використовуються замість, принаймні, колінчастого валу і в деяких випадках також шатуна. Двигуни внутрішнього згоряння, в яких кулачок або кулачки замінюють колінчастий вал, описані, наприклад, у заявці N 17897/76 на австралійський патент. Однак у той час як досягнення в двигуні даного типу дали можливість подолати деякі недоліки традиційних поршневих двигунів з кривошипно-шатунним механізмом, двигуни, що використовують кулачок або кулачки замість колінчастого валу, не експлуатуються в повному масштабі. Відомі також випадки використання двигунів внутрішнього згоряння, що мають протилежно рухаються взаємопов'язані поршні. Опис такого пристрою наводиться у заявці N 36206/84 на австралійський патент. Однак ні в цьому розкритті предмета винаходу, ні в подібних документах немає пропозиції про можливість використання концепції взаємопов'язаних поршнів, що протилежно рухаються, спільно з чимось іншим, ніж колінчастим валом. Завдання винаходу полягає у створенні двигуна внутрішнього згоряння кулачкового роторного типу, який може мати поліпшений момент, що крутить, і більш високі характеристики управління циклами двигуна. Завданням винаходу є також створення двигуна внутрішнього згоряння, який дає можливість подолати щонайменше деякі недоліки існуючих двигунів внутрішнього згоряння. У широкому сенсі винахід пропонує двигун внутрішнього згоряння, що включає, щонайменше, один модуль циліндра, зазначений модуль циліндра містить: - вал, що має перший кулачок з декількома робочими виступами, аксіально встановлений на валу, і другий сусідній кулачок з декількома робочими виступами і диференціальної зубчастої передачі до першого кулачка з декількома робочими виступами для обертання навколо осі у зворотному напрямку навколо валу; - щонайменше одну пару циліндрів, циліндри кожної пари розташовані діаметрально протилежно по відношенню до валу з кулачками з кількома робочими виступами, які вставлені між ними; - поршень у кожному циліндрі, поршні у парі циліндрів жорстко взаємопов'язані; в якому кулачки з декількома робочими виступами містять 3+n робочих виступів, де n є нулем або цілим парним числом; і в якому зворотно-поступальний рух поршнів у циліндрах повідомляє обертальний рух валу через зв'язок між поршнями та поверхнями кулачків з декількома робочими виступами. Двигун може містити від 2 до 6 модулів циліндра і дві пари циліндрів на кожен модуль циліндра. Пари циліндрів можуть бути розташовані під кутом 90 один до одного. Переважно кожен кулачок має три робочі виступи, і кожен виступ є асиметричним. Жорсткий взаємозв'язок поршнів включає чотири шатуни, що проходять між парою поршнів з шатунами, що знаходяться на однаковій відстані один від одного по периферії поршня, причому для шатунів передбачені напрямні втулки. Диференціальна зубчаста передача може бути встановлена ​​всередині двигуна спільно з кулачками, що обертаються у зворотному напрямку, або з зовнішнього боку двигуна. Двигун може бути двотактним двигуном. Крім того, зв'язок між поршнями і поверхнями кулачків з декількома робочими виступами здійснюється через роликові підшипники, які можуть мати загальну вісь, або їх осі можуть бути зміщені один до одного і осі поршня. З вищесказаного слід, що колінчастий вал і шатуни традиційного двигуна внутрішнього згоряння замінені лінійним валом і кулачками з декількома робочими виступами двигуна відповідно до винаходу. Використання кулачка замість пристрою шатуна/колінчастого валу забезпечує можливість більш ефективного контролю за позиціонуванням поршня в процесі роботи двигуна. Наприклад, період перебування поршня у верхній мертвій точці (TDC) може бути продовжений. Далі з докладного опису винаходу слід, що незважаючи на наявність двох циліндрів, щонайменше, в одній парі циліндрів, насправді створено пристрій циліндр-поршень подвійної дії за допомогою протилежно розташованих циліндрів із взаємозалежними поршнями. Жорсткий взаємозв'язок поршнів також усуває перекошує кручення і зводить до мінімуму контакт між стінкою циліндра і поршнем, таким чином, зменшуючи тертя. Використання двох кулачків, що обертаються в протилежному напрямку, дає можливість досягти більш високого моменту, що крутить, ніж при використанні традиційних двигунів внутрішнього згоряння. Це пояснюється тим, що як тільки поршень починає робочий такт, він має максимальну механічну перевагу по відношенню до робочого виступу кулачка. Звернемося тепер до більш конкретних деталей двигунів внутрішнього згоряння відповідно до винаходу, такі двигуни, як зазначено вище, включають щонайменше один модуль циліндра. Двигун з одним модулем циліндра є кращим, хоча двигуни можуть мати від двох до шести модулів. У двигунах з декількома модулями одиночний вал проходить через усі модулі або як єдиний елемент, або взаємопов'язані частини валу. Аналогічно, блоки циліндра двигунів з кількома модулями можуть бути виконані як одне ціле один з одним або окремо. Модуль циліндра має одну пару циліндрів. Однак двигуни згідно з винаходом можуть мати дві пари циліндрів на один модуль. У модулях циліндрів, що мають дві пари циліндрів, пари, як правило, розташовані під кутом 90 o один до одного. Що стосується кулачків з декількома робочими виступами в двигунах відповідно до винаходу, то перевага віддається кулачку з трьома робочими виступами. Це забезпечує можливість шести циклів запалювання на один оберт кулачка у двотактному двигуні. Однак двигуни можуть також мати кулачки з п'ятьма, сімома, дев'ятьма або великою кількістю робочих виступів. Робочий виступ кулачка може бути асиметричним для регулювання швидкості поршня на певній стадії циклу, наприклад, для збільшення тривалості знаходження поршня у верхній мертвій точці (TDC) або нижній мертвій точці (BDC). За оцінкою фахівців у даній галузі техніки, збільшення тривалості знаходження у верхній мертвій точці (TDC) покращує згоряння, в той час як збільшення тривалості знаходження в нижній мертвій точці (BDC) сприяє поліпшенню продування. Регулювання швидкості поршня за допомогою робочого профілю дає можливість регулювати також прискорення поршня та додаток моменту, що крутить. Зокрема, це дає можливість отримати більш значний момент, що крутить, відразу ж після верхньої мертвої точки, ніж у традиційному поршневому двигуні з кривошипно-шатунним механізмом. Інші конструктивні особливості, що забезпечуються змінною швидкістю поршня, включають регулювання швидкості відкривання отвору в порівнянні зі швидкістю закриття і регулюванням швидкості стиснення по відношенню до швидкості згоряння. Перший кулачок з декількома робочими виступами може встановлюватися на вал будь-яким способом, відомим у даній галузі техніки. Альтернативно, вал і перший кулачок з кількома робочими виступами можуть бути виготовлені як єдиний елемент. Диференціальна зубчаста передача, яка забезпечує можливість обертання у зворотному напрямку першого та другого кулачків з кількома робочими виступами, також синхронізує обертання кулачків у зворотному напрямку. Спосіб диференціальної зубчастої передачі кулачків може бути будь-яким способом, відомим у даній галузі техніки. Наприклад, конічні зубчасті колеса можуть встановлюватися на протилежних поверхнях першого і другого кулачків з декількома робочими виступами з щонайменше одним зубчастим колесом між ними. Переважно, встановлюються два діаметрально протилежні зубчасті колеса. Підтримуючий елемент, в якому вільно обертається вал, передбачений для зубчастих коліс, що підтримують, що дає певні переваги. Жорсткий взаємозв'язок поршнів, як правило, включає щонайменше два шатуни, які встановлюються між ними і кріпляться до нижньої поверхні поршнів, суміжних з периферією. Переважно використовуються чотири шатуни, розташовані на однаковій відстані один від одного по периферії поршня. У модулі циліндра передбачені напрямні втулки для шатунів, що взаємозв'язують поршні. Напрямні втулки зазвичай мають конфігурацію, яка забезпечує можливість бічного руху шатунів при розширенні та стисканні поршня. Дотик між поршнями та поверхнями кулачків сприяє зменшенню вібрації та втрат у результаті тертя. З нижньої сторони поршня є роликовий підшипник для зіткнення з кожною поверхнею кулачка. Слід зазначити, що взаємозв'язок поршнів, що включають пару протилежно рухаються поршнів, забезпечує можливість регулювання зазору між площею контакту поршня (будь то роликовий підшипник, каретка тощо) і поверхнею кулачка. Більш того, такий спосіб контакту не вимагає канавок або того подібного в бічних поверхнях кулачків з метою отримання традиційного шатуна, як у деяких двигунах аналогічної конструкції. Дана характеристика двигунів аналогічної конструкції при перевищенні швидкості призводить до зношування та надмірного шуму, дані недоліки значною мірою усуваються у цьому винаході. Двигуни, згідно з винаходом, можуть бути двотактними або чотиритактними. У першому випадку суміш палива зазвичай подається з наддувом. Однак будь-який вид подачі палива та повітря можуть використовуватися спільно у чотиритактному двигуні. Модулі циліндрів відповідно до винаходу можуть також бути повітряними або газовими компресорами. Інші аспекти двигунів згідно з винаходом відповідають тому, що зазвичай відомо в даній галузі техніки. Однак слід зазначити, що потрібно лише подача олії під дуже низьким тиском на диференціальну зубчасту передачу кулачків з декількома робочими виступами, зменшуючи таким чином втрати потужності за допомогою масляного насоса. Більш того, інші елементи двигуна, включаючи поршні, можуть одержувати масло шляхом розбризкування. У цьому відношенні слід зазначити, що розбризкування олії на поршні за допомогою відцентрової сили служить також для охолодження поршнів. Переваги двигунів відповідно до винаходу включають в себе наступне: - двигун має компактну конструкцію з невеликою кількістю деталей, що рухаються; - двигуни можуть працювати у будь-якому напрямку при застосуванні кулачків з кількома симетричними робочими виступами; - Двигуни є легшими, ніж традиційні поршневі двигуни з кривошипно-шатунним механізмом; - двигуни легше виготовляються та збираються, ніж традиційні двигуни;
- більш тривала перерва в роботі поршня, яка стає можливою завдяки конструкції двигуна, забезпечує можливість використання більш низького, ніж звичайна, ступеня стиснення;
- усунуті деталі зі зворотно-поступальним рухом, такі як шатуни валу поршня-кривошипа. Іншими перевагами двигунів відповідно до винаходу завдяки застосуванню кулачків з декількома робочими виступами є наступні: кулачки можуть легше виготовлятися, ніж колінчасті вали; кулачки не вимагають додаткових противаг; і кулачки подвоюють дію як маховик, таким чином забезпечуючи більшу кількість руху. Розглянувши винахід у широкому сенсі, наведемо тепер конкретні приклади здійснення винаходу з посиланням на креслення, що додаються, коротко описані нижче. Фіг. 1. Поперечний переріз двотактного двигуна, що включає один модуль циліндра з поперечним перерізом по осі циліндрів і поперечним перерізом по відношенню до валу двигуна. Фіг. 2. Частина поперечного перерізу лінії A-A фіг. 1. Фіг. 3. Частина поперечного перерізу лінії B-B фіг. 1, що показує деталь нижньої частини поршня. Фіг. 4. Графік, що показує положення конкретної точки на поршні при перетині одного асиметричного робочого виступу кулачка. Фіг. 5. Частина поперечного перерізу іншого двотактного двигуна, що включає один модуль циліндра з поперечним перерізом в площині центрального валу двигуна. Фіг. 6. Вид з торця одного з блоків шестерень двигуна, показаного на фіг. 5. Фіг. 7. Схематичний вигляд частини двигуна, що показує поршень у зіткненні з кулачками з трьома робочими виступами, що обертаються у напрямку. Фіг. 8. Деталь поршня, що має підшипники, що стикаються зі зміщеним кулачком. Однакові позиції на фігурах пронумеровані однаково. На фіг. 1 показаний двотактний двигун 1, що включає один модуль циліндра, який має одну пару циліндрів, що складається з циліндрів 2 і 3. Циліндри 2 і 3 мають поршні 4 і 5, які взаємопов'язані чотирма шатунами, два з яких видно в позиціях 6a і 6b . Двигун 1 також включає центральний вал 7, з яким пов'язані кулачки з трьома робочими виступами. Кулачок 9 фактично збігається з кулачком 8, як показано на фігурі, зважаючи на те, що поршні знаходяться у верхній мертвій точці або в нижній мертвій точці. Поршні 4 і 5 стикаються з кулачками 8 і 9 через роликові підшипники, положення яких, загалом, вказується в позиціях 10 і 11. Інші конструктивні особливості двигуна 1 включають водяну сорочку 12, свічки запалювання 13 і 14, маслоотстойник 15 масляного насоса та врівноважуючі вали 17 та 18. Розташування впускних отворів зазначено позиціями 19 та 20, яке також відповідає положенню вихлопних отворів. На фіг. 2 більш детально показані кулачки 8 і 9 разом з валом 7 і диференціальної зубчастої передачі, які будуть коротко описані. Поперечний переріз, показаний на фіг. 2, повернуто на 90 o по відношенню до фіг. 1 і робочі виступи кулачка знаходяться в трохи іншому положенні порівняно з положеннями, показаними на фіг. 1. Диференційна або синхронізуюча зубчаста передача включає в себе конічне зубчасте колесо 21 на першому кулачці 8, конічне зубчасте колесо 22 на другому кулачці 9 і провідні шестерні 23 і 24. Провідні шестерні 23 і 24 підтримуються . Корпус 26 валу, переважно, є частиною модуля циліндра. На фіг. 2 показаний також маховик 27, шків 28 і підшипники 29-35. Перший кулачок 8 в основному виготовлений за одне ціле з валом 7. Другий кулачок 9 може обертатися у зворотному напрямку по відношенню до кулачка 8, але регулюється часом обертання кулачка 8 диференціальної зубчастою передачею. На фіг. 3 показана нижня сторона поршня 5, показаного на фіг. 1 для того, щоб подати деталь роликових підшипників. На фіг. 3 показаний поршень 5 і вал 36, що проходить між бобишками 37 і 38. Роликові підшипники 39 і 40 встановлені на валу 36, які відповідають роликовим підшипникам, як зазначено цифрами 10 і 11 на фіг. 1. Взаємоз'єднані шатуни можуть бути видні у поперечному перерізі на фіг. 3, один із них зазначений позицією 6а. Показано муфти, через які проходять взаємоз'єднані шатуни, одна з яких зазначена цифрою 41. Незважаючи на те, що фіг. 3 виконана у більшому масштабі, ніж фіг. 2 з неї слід, що роликові підшипники 39 і 40 можуть стикатися з поверхнями 42 і 43 кулачків 8 і 9 (фіг. 2) в процесі експлуатації двигуна. Робота двигуна 1 може бути оцінена фіг. 1. Рух поршня 4 і 5 зліва направо при робочому такті в циліндрі 2 викликає обертання кулачків 8 і 9 через контакт з роликовим підшипником 10. В результаті відбувається ефект роботи "ножиць". Обертання кулачка 8 впливає на обертання вала 7, в той час як зворотне обертання кулачка 9 також сприяє обертанню кулачка 7 за допомогою диференціальної зубчастої передачі (див. фіг. 2). Завдяки дії "ножиць" досягається більш значний момент, що крутить, при робочому такті, ніж у традиційному двигуні. Справді, співвідношення діаметра поршня/довжини ходу поршня, показане на фіг. 1, може прагнути значно більшої площі конфігурації зі збереженням адекватного крутного моменту. Ще однією конструктивною особливістю двигунів відповідно до винаходу, показаного на фіг. 1 є те, що еквівалент картера двигуна герметизований по відношенню до циліндрів на відміну від традиційних двотактних двигунів. Це дає можливість використовувати паливо без масла, таким чином зменшуючи компоненти, що виділяються двигуном у повітря. Регулювання швидкості поршня та тривалість знаходження у верхній мертвій точці (TDC) і нижній мертвій точці (BDC) при використанні робочого виступу асиметричного кулачка показано на фіг. 4. Фіг. 4 - графік конкретної точки на поршні при його коливанні між середньою точкою 45, верхньою мертвою точкою (TDC) 46 і нижньою мертвою точкою (BDC) 47. Завдяки робочому виступу асиметричного кулачка швидкість поршня може регулюватися. По-перше, поршень знаходиться у верхній мертвій точці 46 протягом більш тривалого періоду часу. Швидке прискорення поршня позиції 48 забезпечує можливість більш високого крутного моменту при такті згоряння, в той час як нижча швидкість поршня позиції 49 в кінці такту згоряння забезпечує можливість більш ефективного регулювання отвору. З іншого боку, більш висока швидкість поршня на початку такту 50 стиснення забезпечує можливість більш швидкого закриття підвищення економії палива, в той час як низька швидкість поршня в кінці 51 даного такту забезпечує більш високі механічні переваги. На фіг. 5 показаний інший двотактний двигун, що має одноциліндровий модуль. Двигун показаний у частковому поперечному перерізі. Насправді половину блоку двигуна видалено для того, щоб показати внутрішню деталь двигуна. Поперечний переріз є площиною, що збігається з віссю центрального валу двигуна (див. нижче). Таким чином блок двигуна розділений по середній лінії. Однак деякі компоненти двигуна також показані в поперечному перерізі, такі як поршні 62 і 63, несучі бобишки 66 і 70, кулачки з трьома робочими виступами 60 і 61 і втулка 83, пов'язана з кулачком 61. Всі ці позиції будуть розглянуті нижче. Двигун 52 (фіг. 5) включає блок 53, головки 54 і 55 циліндрів і циліндри 56 і 57. Свічка запалювання включена в головку кожного циліндра, але для ясності на кресленні не показана. Вал 58 може обертатися в блоці 53 та підтримується роликовими підшипниками, один з яких зазначений позицій 59. Вал 58 має перший кулачок 60 з трьома робочими виступами, прикріпленими до нього, кулачок розташований поряд з кулачком 61 з трьома робочими виступами, що обертається у зворотному напрямку. Двигун 52 включає пару жорстко взаємопов'язаних поршнів 62 в циліндрі 56 і 63 в циліндрі 57. Поршні 62 і 63 пов'язані чотирма шатунами, два з яких вказані в позиціях 64 і 65. (Шатуни 64 і 65 знаходяться в іншій Аналогічним чином, точки зіткнення шатунів і поршнів 62 і 63 не знаходяться в одній і тій же площині решти поперечного перерізу. -3). Перемичка 53а проходить всередині блоку 53 і включає отвори, через які проходять шатуни. Ця перемичка стримує шатуни і, отже, поршні на одній прямій з віссю модуля циліндра. Роликові підшипники вставлені між нижніми сторонами поршнів та поверхнями кулачків із трьома робочими виступами. Що стосується поршня 62, то на нижній стороні поршня встановлена ​​несуча бобишка 66, яка утримує вал 67 для роликових підшипників 68 і 69. Підшипник 68 стикається з кулачком 60, в той час як підшипник 69 стикається з кулачком 61. себе ідентичну несучу бобишку 70 з валом та підшипниками. Слід зазначити з урахуванням несучої бобишки 70, що перемичка 53b має відповідний отвір для забезпечення можливості проходження несучої бобишки. Перемичка 53а має аналогічний отвір, але частина перемички, показана на кресленні, знаходиться в тій же площині, що і шатуни 64 і 65. Обертання у зворотному напрямку кулачка 61 по відношенню до кулачка 60 здійснюється диференціальною зубчастою передачею 71, встановленої ззовні . Корпус 72 призначений для утримання та покриття компонентів зубчастої передачі. На фіг. 5 корпус 72 представлений у поперечному перерізі, у той час як зубчаста передача 71 та вал 58 показані не в поперечному перерізі. Зубчаста передача 71 включає в себе сонячну шестерню 73 на валу 58. Сонячна шестерня 73 стикається з провідними шестернями 74 і 75, які, у свою чергу, стикаються з планетарними шестернями 76 і 77. другим комплектом планетарних шестерень 80 і 81, які встановлені з сонячною шестернею 73 на втулці 83. Втулка 83 є коаксіальною по відношенню до валу 58 і віддалений від центру кінець втулки прикріплений до кулачка 61. Ведучі шестерні 74 і 75 встановлені на вали 84 і 85, вали підтримуються підшипниками в корпусі 72. Частина зубчастої передачі 71 показана на фіг. 6. Фіг. 6 - це вигляд з торця валу 58, якщо дивитися знизу фіг. 5. На фіг. 6 сонячна шестерня 73 видно біля валу 57. Ведуча шестерня 74 показана в дотику з планетарною шестернею 76 на валу 78. На фігурі показана також друга планетарна шестерня 76 на валу 78. На фігурі показана також друга планета 8 втулці 83. З фіг. 6 слід, що обертання за годинниковою стрілкою, наприклад, валу 58 і сонячної шестерні 76 і 00 73 і надає 6 6. та 61 можуть обертатися у зворотному напрямку. Інші конструктивні особливості двигуна, показані на фіг. 5 і принцип роботи двигуна є такими ж, як у двигуна, показаного на фіг. 1 і 2. Зокрема, спрямоване вниз тягове зусилля поршня надає кулачкам дію, подібну до ножиць, що може призвести до зворотного обертання за допомогою диференціальної зубчастої передачі. Слід підкреслити, що у той час як у двигуні, показаному на фіг. 5, використовуються звичайні шестерні диференціальної зубчастої передачі може також застосовуватися конічна зубчаста передача. Аналогічним чином, звичайні шестерні можуть використовуватися в диференціальній зубчастій передачі, показаній на фіг. 1 та 2, двигуна. У двигунах, які наводяться як приклади на фіг. 1-3 і 5, суміщені осі роликових підшипників, які стикаються з поверхнями кулачків з трьома робочими виступами. Для подальшого поліпшення характеристик крутного моменту осі роликових підшипників можуть бути зміщені. Двигун зі зміщеним кулачком, який стикається з підшипниками, схематично показаний на фіг. 7. На даній фігурі, яка є видом по центральному валу двигуна, показані кулачок 86, кулачок 87, що обертається у зворотному напрямку, і поршень 88. Поршень 88 включає в себе несучі бобишки 89 і 90, які несуть роликові підшипники 91 і 92, показані в контакті з робочими виступами 93 і 99 відповідно кулачків з трьома робочими виступами 86 і 87. З фіг. 7 слід, що осі 95 і 96 підшипників 91 і 92 зміщені по відношенню один до одного та по відношенню до осі поршня. При розташуванні підшипників на певній відстані від осі поршня збільшується момент, що крутить, за допомогою збільшення механічної переваги. Деталь іншого поршня зі зміщеними підшипниками на нижній стороні поршня наводиться на фіг. 8. Поршень 97 показаний з підшипниками 98 і 99, поміщеними в корпуси 100 та 101 на нижній стороні поршня. Звідси випливає, що осі 102 і 103 підшипників 98 і 99 зміщені, але не настільки, як зміщені підшипники на фіг. 7. Звідси випливає, що більший поділ підшипників, як показано на фіг. 7, збільшує крутний момент. Вищеописані конкретні варіанти здійснення винаходу відносяться до двотактних двигунів, слід зазначити, що загальні принципи відносяться до двох-і чотиритактних двигунів. Нижче зазначається, що багато змін і модифікації можуть проводитися в двигунах, як показано у наведених вище прикладах без відступу від меж і обсягу винаходу.