Поршневая машина

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к двигателестроению, и касается усовершенствования поршневого двигателя внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение надежности поршневой машины Поршневая машина содержит по меньшей мере один цилиндр (Ц) 1, размещенный в нем поршень (П) 2 с пазами, выполненными на его боковых поверхностях, установленные в пазах П 2 кулисы 4 и 5 с ползунами 6, 7 и 8, 9 и кривошипами 10 и 11, а также конические шестерни 12 и 13, упорную шестерню 14, установленную с возможностью взаимодействия с шестернями 12 и 13. Причем ползуны 7 и 9 установлены в ползунах 6 и 8 кулис 4 и 5 с возможностью перемещения параллельно оси Ц 1, последний установлен в ступице упорной шестерни 14с возможностью вращения, а пазы П 2 выполнены под одинаковым углом наклона к продольной оси Ц 1 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 01 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ъ 1 9 9 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ у -. /

1б

14 (21) 4721415/29 (22) 24.07.89 (46) 07.06.92. Бюл. М 21 (75) М. Н. Иванов и М. B. Подольский (53) 621.437(088.8) (56) Патент Германии

М 540776, кл. F 01 В 7/16. 1931. (54) ПОРШНЕВАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и касается усовершенствования поршневого двигателя внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение надежности поршневой машины. Поршневая машина содержит по меньшей мере один,,. Ы„„1739062 А1 цилиндр (Ц) 1, размещенный в нем поршень (П) 2 с пазами, выполненными на его боковых поверхностях, установленные в пазах П

2 кулисы 4 и 5 с ползунами 6, 7 и 8, 9 и кривошипами 10 и 11, а также конические шестерни 12 и 13, упорную шестерню 14, установленную с возможностью взаимодействия с шестернями 12 и 13. Причем ползуны 7 и 9 установлены в ползунах 6 и 8 кулис

4 и 5 с возможностью перемещения параллельно оси Ц 1, последний установлен в ступице упорной шестерни 14 с возможностью вращения, а пазы П 2 выполнены под одинаковым углом наклона к продольной оси Ц 1. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1739062

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, и может быть применено в авиационной, автомобильной, тракторной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности путем ликвидации бокового трения поршней о зеркало цилиндра за счет использования двух и более кривошипов на один поршень, исключения возможности взаимного заклинивания этих кривошипов, обеспечения полной естественной динамической и статической уравновешенности машины.

На фиг. 1 представлена машина, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, продольный разрез; на фиг, 3 — схема, поясняющая принцип работы пар ползунов без заклинивания при несовпадении осей кривошипов, при разных радиусах кривошипов, при неравномерном шаге зубьев шестерен, при неточном выполнении пазов кулис как по углу наклона, так и по высоте расположения относительно днища поршня.

Поршневая машина содержит цилиндр

1, в котором размещен поршень 2 с уплотнительными кольцами 3, кулисы 4, 5, пары ползунов 6, 7 и 8, 9, кривошипы 10, 11 с коническими шестернями 12. 13 и упорные шестерни 14, поршни 2 размещены симметрично в цилиндре 1 относительно оси 15, кривошипы 10, 11 с шестернями 12, 13— симметрично относительно оси 16, В режиме двигателя поршневая машина работает следующим образом: при сгорании рабочего тела в цилиндре 1 между поршнями движение поршня 2 передается на ползуны 6, 7 и 8, 9, кривошипы 10, 11 и шестерни 12, 13, которые обегают упорные шестерни 14 и своими осями-кривошипами поворачивают весь цилиндр 1 вместе с поршнями 2 вокруг оси 16.

B режиме компрессора или насоса поршневая машина работает в обратном порядке. Вращение цилиндра 1 вокруг оси 16 передается на шестерни 12, 13 и через них на коленчатые валы (кривошипы) 10, 11, которые сообщают поршням 2 возвратно-поступательное движение.

Кинематическая схема поршневой машины предполагает, что при любом положении поршня 2 усилие, передаваемое им, равномерно распределяется через ползуны

6, 7 и 8, 9 на кривошипы 10, 11, Боковые силы от кривошипов, прижимающие поршень 2 к цилиндру 1 и вызывающие повышенное трение и износ в одношатунных или в однокулисных машинах, в предлагаемой машине преобразуются в моменты сил вок5

55 руг оси 16, скручивающие кривошипы, Эти моменты уравновешиваются силами упругости и прочности кривошипов и подшипников. Таким образом, ликвидируется трение поршня 2 о цилиндр 1. Так как поверхность трения особенно в подшипниках качения в сотни раз меньше поверхности трения поршня 2, то потери энергии на трение оказываются во много раз меньше, При несовпадении осей коренных шеек кривошипов .10, 11, при разных радиусах кривошипов, при неравномерном шаге зубьев конических шестерен, при неточном изготовлении ползунов 6-9 и пазов кулис 4, 5 поршня 2 по расстоянию отднища поршня

2 и по углу наклона (все в пределах допуска на изготовление), а также вследствие износа и тепловых изменений размеров деталей возможно заклинивание всего механизма, Схема ликвидации заклинивания представлена на фиг, 3. Если ползун 6 кривошипа 10 упирается в верхнюю плоскость кулисы 4, а ползун 8 кривошипа 11 упирается в нижнюю плоскость кулисы 5, то при жесткой связи этих ползунов со своими кривошипами дальнейшее вращение становится невозможным. Введение ползунов 7 и 9, допускающих их перемещение относительно основных ползунов 6 и 8, перпендикулярно к их траектории движения или же в направлении оси 16 цилиндра 1 ликвидирует заклинивание. Вспомогательные ползуны 7 и 9 предотвращают заклинивание ползунов и в кулисах разных поршней, Использование кулис приводит к заметному уменьшению размеров поршневой машины, к снижению ее общего веса, а также трудоемкости изготовления, При использовании в ДВС.предлагаемых поршней не возникает заклинивания поршней в верхней и нижней точках, так как в эти моменты ползуHbl 6, 8 в кулисах 4, 5 с максимальной скоростью проходят через плоскость оси цилиндра 1 и осей коренных шеек кривошипов 10, 11 в противоположные стороны и этим способствуют более быстрому подходу поршня 2 к верхней или нижней мертвым точкам и такому же быстрому отходу от этих точек, нежели в традиционной кривошип но-шатун ной передаче, В то же время эти ползуны, оказываясь в крайних точках .кулис, способствуют заметному снижению осевой скорости движения поршня, уменьшая его силу инерции за счет центробежных сил, действующих на ползуны. Этому же способствует наклон кулис 4, 5 к оси цилиндра под углом й, что приводит к разложению осевой силы газов, действующих на поршень 2, на две силы, перпендикуля рные к плоскости скольжения кулис 4, 5

1739062 фиг.2 и разводящих кривошипы 10, 11 в разные стороны.

Поршень 2 через кулисы 4, 5 передает энергию газов кривошипам Я,11 без трения поршня 2 о гильзу цилиндра 1. Два и более кривошипа с приводом от двух и более кулис на один поршень 2 создают условия, при которых поршень 2 перемещается строго по оси даже и без цилиндра 1, т.е. создают условия перемещения поршня 2 без боковой силы, а следовательно, и без овализации цилиндра 1, с чем связано уменьшение удельного расхода топлива на 10-20 io.

Формула изобретения

1. Поршневая машина, содержащая по меньшей мере один цилиндр, размещенный в нем поршень с пазами, выполненными на

его боковых поверхностях, установленные в пазах поршня кулисы с ползунами и кривошипами, а также механизм синхронизации, выполненный в виде конических шестерен, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, машина снабжена

5 упорной шестерней со ступицей и дополнительными ползунами, упорная, шестерня установлена с возможностью взаимодействия с коническими шестернями, дополнительные ползуны установлены в ползунах кулис

10 с возможностью перемещения перпендикулярно направлению перемещения полэунов и параллельно оси цилиндра, последний установлен в ступице упорной шестерни с возможностью вращения, а пазы поршня

15 выполнены под одинаковым углом наклона к продольной оси цилиндра.

2. Поршневая машина по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что дополнительные ползуны выполнены квадратными.

1739062

35

45

Редактор В,Данко

Заказ 1988 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

О

Составитель А.Павлов

Техред М.Моргентал Корректор С Шевкун