Припустимо, син запитає вас: «Тато, а який найдивовижніший мотор на світі»? Що ви йому дасте відповідь? 1000-сильний агрегат Bugatti Veyron? Або новий турбодвигун AMG? Або двигун Volkswagen з подвійним наддувом?
Останнім часом з'явилося чимало крутих винаходів, і всі ці наддуви-вприскування здаються дивовижними… якщо не знати. Бо найдивовижніший двигун, про який я знаю, був зроблений у Радянському Союзі і, як ви здогадалися, не для «Лади», а для танка Т-64. Він називався 5ТДФ, і ось кілька дивовижних фактів.
Він був п'ятициліндровий, що саме по собі незвичайно. У нього було 10 поршнів, десять шатунів і два колінчасті вали. Поршні рухалися в циліндрах у протилежних напрямках: спочатку назустріч один одному, потім назад, знову назустріч і таке інше. Відбір потужності здійснювався з обох колінчастих валів, щоб було зручно для танка.
Двигун працював за двотактним циклом, і поршні грали роль золотників, які відкривали впускні та випускні вікна: тобто ніяких клапанів та розподільних валів у нього не було. Конструкція була геніальною та ефективною – двотактний цикл забезпечував максимальну літрову потужність, а прямоточне продування – високу якість наповнення циліндрів.
До того ж 5ТДФ був дизелем з безпосереднім упорскуванням, де паливо подавалося в простір між поршнями незадовго до моменту, коли вони досягали максимального зближення. Причому впорскування здійснювалося чотирма форсунками по хитрій траєкторії, щоб забезпечити миттєве сумішоутворення.
Але цього мало. Двигун мав турбокомпресор з родзинкою – величезних розмірів турбіна та компресор розміщувалися на валу та мали механічний зв'язок з одним із колінчастих валів. Геніально - на режимі розгону компресор підкручувався від колінчастого валу, що виключало турбояму, а коли потік вихлопних газів добре розкручував турбіну, потужність від неї передавалася на колінчастий вал, підвищуючи економічність двигуна (така турбіна називається силовою).
До того ж мотор був багатопаливним, тобто міг працювати на дизпаливі, гасі, авіаційному паливі, бензині або будь-якій їх суміші.
Плюс до цього ще півсотні незвичайних рішень, на кшталт складових поршнів із вставками із жароміцної сталі та системи мастила із сухим картером, як у гоночних автомобілів.
Всі хитрощі мали дві мети: зробити мотор максимально компактним, економічним і потужним. Для танка важливі всі три параметри: перший полегшує компонування, другий покращує автономність, третій – маневреність.
І результат вийшов вражаючим: при робочому об'ємі 13,6 літра в форсованій версії мотор розвивав більше 1000 к.с. Для дизеля 60-х років це був чудовий результат. За питомою літровою та габаритною потужностями мотор перевершував аналоги інших армій у кілька разів. Я бачив його наживо, і компонування справді вражає уяву – прізвисько «Чемодан» йому дуже йде. Я б навіть сказав «щільно набиту валізу».
Він не прижився через надмірну складність і дорожнечу. На тлі 5ТДФ будь-який автомобільний мотор - навіть від Bugatti Veyron - здається якимось не можна банальним. І чим чорт не жартує, техніка може зробити виток і знову повернутись до рішень, колись використаних на 5ТДФ: двотактному дизельному циклу, силовим турбінам, багатофорсуночному упорскування.
Почалося ж масове повернення до турбомоторів, які у свій час вважалися занадто складними для неспортивних машин.
Двигун із зустрічним рухом поршнів- конфігурація двигуна внутрішнього згоряння з розташуванням поршнів два ряди один навпроти іншого в загальних циліндрах таким чином, що поршні кожного циліндра рухаються назустріч один одному і утворюють загальну камеру згоряння. Колінвали механічно синхронізовані, причому випускний вал обертається з випередженням щодо впускного на 15-22°, потужність відбирається або з одного з них або з обох (наприклад, при приводі двох гребних гвинтів або двох фрикціонів). Компонування автоматично забезпечує прямоточне продування - найдосконалішу для двотактної машини та відсутність газового стику.
Зустрічається та інша назва цього типу двигунів - двигун з протилежно-рухомими поршнями (двигун з ПДП).
Пристрій двигуна із зустрічним рухом поршнів:
1 - Впускний патрубок; 2 - Нагнітач; 3 - повітропровід; 4 - запобіжний клапан; 5 - Випускний КШМ; 6 - впускний КШМ (запізнюється на ~20 ° від випускного); 7 - циліндр з впускними та випускними вікнами; 8 - Випуск; 9 - сорочка водяного охолодження; 10 - Свіча запалювання. ізометріяНе буде перебільшенням сказати, що більшість саморушних пристроїв сьогодні оснащені двигунами внутрішнього згоряння різноманітних конструкцій, що використовують різні принципові схеми роботи. Принаймні, якщо говорити про автомобільний транспорт. У статті ми розглянемо докладніше ДВС. Що це таке, як працює даний агрегат, у чому його плюси та мінуси, ви дізнаєтесь, прочитавши її.
Принцип роботи двигунів внутрішнього згоряння
Головний принцип роботи ДВС заснований на тому, що паливо (тверде, рідке або газоподібне) згоряє у спеціально виділеному робочому обсязі всередині самого агрегату, перетворюючи теплову енергію на механічну.
Робоча суміш, що надходить у циліндри такого двигуна, піддається стиску. Після її займання за допомогою спеціальних пристроїв виникає надлишковий тиск газів, що змушують поршні циліндрів повертатися у вихідне положення. Так створюється постійний робочий цикл, що перетворює за допомогою спеціальних механізмів кінетичну енергію в момент, що крутить.
На сьогоднішній день пристрій ДВС може мати три основні види:
- часто званий легким;
- чотиритактний силовий агрегат, що дозволяє досягти більш високих показників потужності та значень ККД;
- які мають підвищені потужнісні характеристики.
Крім цього існують інші модифікації основних схем, що дозволяють поліпшити ті чи інші властивості силових установок даного виду.
Переваги двигунів внутрішнього згоряння
На відміну від силових агрегатів, що передбачають наявність зовнішніх камер, ДВЗ має значні переваги. Головними з них є:
- набагато компактніші розміри;
- вищі показники потужності;
- оптимальні значення ККД.
Слід зазначити, говорячи про ДВС, що це такий пристрій, що у переважній більшості випадків дозволяє використовувати різні види палива. Це може бути бензин, дизельне паливо, природний або гас і навіть звичайна деревина.
Такий універсалізм приніс цій принциповій схемі двигуна заслужену популярність, повсюдне поширення і світове лідерство.
Короткий історичний екскурс
Прийнято вважати, що двигун внутрішнього згоряння веде відлік своєї історії з моменту створення французом де Рівасом в 1807 поршневого агрегату, що використовував як паливо водень в газоподібному агрегатному стані. І хоча з того часу пристрій ДВЗ зазнав значних змін і модифікацій, основні ідеї цього винаходу продовжують використовуватися і в наші дні.
Перший чотиритактний двигун внутрішнього згоряння побачив світ 1876 року в Німеччині. В середині 80-х років XIX століття в Росії був розроблений карбюратор, що дозволяв дозувати подачу бензину в циліндри двигуна.
А наприкінці позаминулого століття знаменитий німецький інженер запропонував ідею займання горючої суміші під тиском, що суттєво підвищувало потужнісні характеристики ДВЗ та показники ККД агрегатів подібного виду, які до цього залишали бажати багато кращого. З того часу розвиток двигунів внутрішнього згоряння йшло в основному шляхом поліпшення, модернізації та впровадження різноманітних поліпшень.
Основні види та типи ДВС
Проте більш ніж 100-річна історія агрегатів цього виду дозволила розробити кілька основних видів силових установок із внутрішнім згорянням палива. Вони відрізняються між собою не тільки складом робочої суміші, що використовується, але і конструктивними особливостями.
Бензинові двигуни
Як випливає з назви, агрегати цієї групи використовують як паливо різні види бензину.
У свою чергу такі силові установки прийнято поділяти на дві великі групи:
- Карбюраторні. У таких пристроях паливна суміш перед надходженням до циліндрів збагачується повітряними масами у спеціальному пристрої (карбюраторі). Після чого відбувається її запалення за допомогою електричної іскри. Серед найбільш яскравих представників даного типу можна назвати моделі ВАЗ, ДВЗ яких дуже довгий час був виключно карбюраторного типу.
- Інжекторні. Це більш складна система, в якій впорскування палива в циліндри здійснюється за допомогою спеціального колектора та форсунок. Він може відбуватися як механічним способом, так і за допомогою спеціального електронного пристрою. Найбільш продуктивними вважаються системи прямого безпосереднього упорскування "Коммон Рейл". Встановлюються майже всі сучасні автомобілі.
Інжекторні бензинові двигуни прийнято вважати економічнішими і такими, що забезпечують вищий ККД. Однак вартість таких агрегатів набагато вища, а обслуговування та експлуатація – помітно складніше.
Дизельні двигуни
На зорі існування агрегатів подібного виду дуже часто можна було чути жарт про ДВС, що це такий пристрій, який їсть бензин, як кінь, а рухається набагато повільніше. З винаходом дизельного двигуна цей жарт частково втратив свою актуальність. Головним чином тому, що дизель здатний працювати на паливі набагато нижчої якості. А значить, і на набагато дешевшому, ніж бензин.
Основною важливою відмінністю внутрішнього згоряння є відсутність примусового займання паливної суміші. Солярка впорскується в циліндри спеціальними форсунками, а окремі краплі палива спалахують через силу тиску поршня. Поряд з перевагами дизельний двигун має і цілу низку недоліків. Серед них можна виділити такі:
- набагато менша потужність у порівнянні з бензиновими силовими установками;
- великими габаритами та ваговими характеристиками;
- труднощами із запуском за екстремальних погодних та кліматичних умов;
- недостатньою тяжкістю та схильністю до невиправданих втрат потужності, особливо на порівняно високих оборотах.
Крім того, ремонт ДВЗ дизельного типу, як правило, набагато складніший і витратніший, ніж регулювання або відновлення працездатності бензинового агрегату.
Газові двигуни
Незважаючи на дешевизну природного газу, що використовується як паливо, пристрій ДВЗ, що працюють на газі, набагато складніше, що веде до істотного подорожчання агрегату в цілому, його монтажу та експлуатації зокрема.
На силових установках подібного типу скраплений або природний газ надходить у циліндри через систему спеціальних редукторів, колекторів та форсунок. Запалення паливної суміші відбувається так само, як і в карбюраторних бензинових установках, - за допомогою електричної іскри, що походить від свічки запалювання.
Комбіновані типи двигунів внутрішнього згоряння
Мало хто знає про комбіновані системи ДВС. Що це таке і де застосовується?
Йдеться, звичайно ж, не про сучасні гібридні автомобілі, здатні працювати як на пальному, так і від електричного мотора. Комбінованими двигунами внутрішнього згоряння прийнято називати такі агрегати, які поєднують у собі елементи різних принципів паливних систем. Найбільш яскравим представником сімейства таких двигунів є газодизельні установки. Вони паливна суміш надходить у блок ДВС практично як і, як й у газових агрегатах. Але підпал пального проводиться не за допомогою електророзряду від свічки, а запальної порцією солярки, як це відбувається у звичайному дизельному моторі.
Обслуговування та ремонт двигунів внутрішнього згоряння
Незважаючи на досить широке розмаїття модифікацій, усі двигуни внутрішнього згоряння мають аналогічні принципові конструкції та схеми. Тим не менш, для того щоб якісно здійснювати обслуговування та ремонт ДВЗ, необхідно досконально знати його пристрій, розуміти принципи роботи та вміти визначати неполадки. Для цього, безумовно, необхідно ретельно вивчити конструкцію двигунів внутрішнього згоряння різних типів, усвідомити призначення тих чи інших деталей, вузлів, механізмів і систем. Справа ця непроста, але дуже цікава! А головне, потрібне.
Спеціально для допитливих розумів, які бажають самостійно осягнути всі обряди та секрети практично будь-якого транспортного засобу, приблизна принципова схема ДВС представлена на фото вище.
Отже, ми з'ясували, що являє собою даний силовий агрегат.
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 запалення 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
– за призначенням- 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 в 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).
Мал. 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 .
Мал. 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. Продування 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.
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.
