Механизм преобразования аксиально-поршневого двигателя

 

Использование: механизмы преобразования аксиально-поршневых двигателей. Сущность изобретения: преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращение вала осуществляется при помощи связанного с поршнем силового рычага и кривошипно-шатунного механизма. Ось вращения кривошипа расположена параллельно оси поршня, плечи силового рычага установлены примерно под прямым углом друг к другу, одно плечо шарнирно связано с верхней головкой шатуна, другое плечо - при помощи шатунной тяги- с поршнем. Шарниры головок шатуна выполнены с двумя степенями свободы с возможностью наклона продольной оси шатуна относительно плоскости качания рычага Шарнир 8 верхней головки может быть выполнен карданным, а шарнир 9 - сферическим. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к механизмам преобразования, преимущественно двигателей внутреннего сгорания.

Известен механизм преобразования аксиально-поршневого двигателя, содержащий корпус, соединенные с ним цилиндры, поршни, размещенные в последних, кривошип, ось вращения которого расположена параллельно осям цилиндров, косая шайба, установленная на валу и связанная с поршнями [1] Недостатком механизма является малая надежность его работы из-за необходимости постоянного соблюдения геометрического соответствия, а именно: пересечения в одной точке оси шейки вала, оси его вращения и осей качания шайбы, являющегося условием работоспособности механизма. Однако при действии в механизме значительных сил такое условие выдержать практически невозможно, что приводит к снижению ресурса двигателя и его поломкам.

Известен механизм двигателя, содержащий корпус, соединенные с ним цилиндры, размещенные в них поршни, кривошип, ось вращения которого расположена параллельно осям цилиндров, шатун с верхней и нижней головками, снабженными шарнирами, и силовой рычаг с плечами, расположенными примерно под прямым углом одно относительно другого, причем верхняя головка шатуна посредством шарнира соединена с первым плечом силового рычага, нижняя головка с кривошипом, а второе плечо рычага связано кинематически с поршнями [2] В прототипе частично решена проблема необходимости соблюдения геометрического соответствия. Однако установка оси качания силового рычага на подвижной качающейся опоре приводит к возникновению дополнительной нагрузки в узле соединения его плеча с поршнем и передаче вращения на самое нагруженное звено поршень через промежуточные звенья, что снижает надежность работы всего механизма.

Целью изобретения является повышение надежности работы механизма.

Поставленная цель достигается тем, что в заявленном механизме ось качания рычага расположена в корпусе неподвижно относительно последнего, а шарнир верхней головки выполнен с возможностью изменения наклона продольной оси шатуна к плоскости качания рычага.

Цель достигается также тем, что шарнир верхней головки шатуна может быть выполнен карданным.

Цель достигается также тем, что шарнир нижней головки шатуна может быть выполнен сферическим.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен описываемый механизм; на фиг. 2 вариант выполнения шарнира верхней головки шатуна.

Механизм содержит корпус 1, соединенный с ним цилиндр 2, поршень 3, размещенный а цилиндре 2, кривошип 4, ось вращения которого расположена параллельно оси цилиндра 2, шатун 5 с верхней 6 и нижней 7 головками, снабженными шарнирами соответственно 8 и 9, и силовой рычаг 10 с плечами 11 и 12, расположенными примерно под прямым углом одно относительно другого. Верхняя головка 6 шатуна 5 посредством шарнира 3 соединена с первым плечом 11 силового рычага 10, нижняя головка 7 с кривошипом 4, а второе плечо 12 рычага 10 связано, например, при помощи шатунной тяги 13 с поршнем 3, причем ось 14 качания рычага 10 расположена в корпусе 1 неподвижно относительно.последнего, а шарнир 8 верхней головки 6 выполнен с возможностью изменения наклона продольной оси шатуна 5 к плоскости качания рычага 10.

Шарнир 8 верхней головки 6 шатуна 5 может быть выполнен карданным с крестовиной 15.

Шарнир 9 нижней головки 7 шатуна 5 может быть выполнен сферическим.

Механизм работает следующим образом. Возвратно-поступательное движение поршня 3 преобразуется за счет его связи с плечом 12 в качание рычага 10. Последний за счет углового расположения его плеча 11 преобразует качание в движение шатуна 5 в направлении, например, перпендикулярном движению поршня 3. Выполнение шарниров О и 9 с двумя степенями свободы позволяет шатуну 5 качаться в двух различных плоскостях, что дает возможность преобразовывать качание рычага 10 во вращение кривошипа 4, ось вращении которого параллельна оси цилиндра 2 или расположена а любом другом направлении.

Сложное движение в данном изобретении совершается только одним звеном - шатуном, и не заставляет, в отличие от прототипа, совершать такое же сложное движение все остальные звенья механизма: поршень, шатунную тягу и рычаг вместе с опорой.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет практически реализовать работоспособный, надежный и с высоким ресурсом механизм преобразования двигателя с аксиальной компоновкой.

Источники информации 1. Патент США N 2957462, кл. F 02 В 75\26, опубл. 1960.

2. Патент Франции N 40920З, НКИ 46 а11, опубл.1919.

Формула изобретения

1. Механизм преобразования аксиально-поршневого двигателя, содержащий корпус, соединенный с ним по меньшей мере один цилиндр, поршень, размещенный в цилиндре, кривошип, ось вращения которого расположена параллельно оси цилиндра, шатун с верхней и нижней головками, снабженными шарнирами, и силовой рычаг с плечами, расположенными примерно под прямым углом относительно друг друга, причем верхняя головка шатуна посредством шарнира соединена с первым плечом силового рычага, нижняя головка с кривошипом, а второе плечо рычага связано кинематически с поршнем, отличающийся тем, что ось качания рычага расположена в корпусе неподвижно относительно последнего, а шарнир верхней головки выполнен с возможностью изменения наклона продольной оси шатуна к плоскости качания рычага.

2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что шарнир верхней головки шатуна выполнен карданным.

3. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что шарнир нижней головки шатуна выполнен сферическим.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2