Поршневая машина

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в производстве поршневых машин: насосов, компрессоров и ДВС и позволяет повысить эксплуатационную надежность машины и производительность за счет уравновешивания движущихся деталей. В поршневой машине шток поршня с помощью пальца шарнирно соединен с эксцентричными отверстиями-подшипниками двух параллельных между собой шестерен одинакового диаметра, связанных кинематически посредством поводков с другой парой шестерен одинакового диаметра, смонтированных на раздельных валах, оси которых лежат на одной прямой, а оси шестерен, соединенных пальцем со штоком, опираются на подшипники поводков и радиусные канавки прямоугольного профиля, выполненные в противоположных стенках корпуса. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве поршневых машин: ДВС, насосов, компрессоров и ряда других машин и механизмов.

Известна поршневая машина, содержащая корпус с двумя цилиндрами и размещенные в них два поршня, штоки которых кинематически связаны с шестернями, обеспечивающими возвратно-поступательное движение поршней (см. а. с. N 632863, кл. F 16 H 21/40 от 15.09.81 г.).

Известна поршневая машина, содержащая корпус с оппозитными цилиндрами, в которых размещены четыре поршня, попарно соединенные штоками, последние с помощью пальцев кинематически связаны с шестерней, находящейся в зацеплении с внутренними зубьями солнечной шестерни, наружные зубья которой находятся в зацеплении с ведомой шестерней (См. Чириков К.Ю. Необычные двигатели, с. 21, автора Е.И. Лева. М.: Знание, 1976).

Однако в известной поршневой машине ведущая шестерня, обкатываясь по внутренним зубьям солнечной шестерни, создает инерционные силы, вызывающие усиленные износы пальцев штоков, подшипников и усиление вибрации корпуса машины, что в конечном итоге снижает ее надежность.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы поршневой машины и увеличение производительности за счет уравновешивания движущихся деталей.

Указанная цель достигается тем, что в известной поршневой машине шток поршня с помощью пальца шарнирно соединен с эксцентричными отверстиями-подшипниками двух параллельных между собой шестерен одинакового диаметра, связанных кинематически посредством поводков с другой парой шестерен одинакового диаметра, смонтированных на раздельных валах, оси которых расположены на одной прямой.

Существенными отличиями по данной заявке является то, что шток поршня с помощью пальца шарнирно соединен с эксцентричными отверстиями-подшипниками двух параллельных между собой шестерен одинакового диаметра, связанных кинематически посредством поводков с другой парой шестерен одинакового диаметра, смонтированных на раздельных валах, оси которых расположены на одной прямой, а оси шестерен, соединенных пальцем со штоком, опираются на подшипники поводков и радиусные канавки прямоугольного профиля, выполненные в противоположных стенках корпуса.

На фиг. 1 представлен общий вид поршневой машины; на фиг. 2 - сечение I-I, вид сбоку; на фиг. 3 - сечение по II-II.

Пример конкретного выполнения.

Поршневая машина состоит из корпуса 1 и цилиндра 2, в котором размещен поршень 3, связанный штоком 4 и пальцем 5, цапфы которого установлены в подшипниках 6 и 7, размещенных в эксцентричных отверстиях шестерен 8 и 9. Шестерни 8 и 9 жестко закреплены на осях 10 и 11, опорами которых являются подшипники 12 и 13 поводков 14 и 15 и радиусные канавки прямоугольного профиля 16 и 17, выполненные в стенках корпуса 1. Шестерни 8 и 9 находятся в зацеплении с шестернями 18 и 19. Шестерня 18 смонтирована на валу 20, опирающемся на подшипники 21 и 22. С валом 20 с возможностью поворота взаимодействует подшипник 23 поводка 14. На вале 20 жестко закреплена шестерня 24 и маховик 25. Шестерня 19 смонтирована на валу 26, опирающемся на подшипники 27 и 28, подшипники 27 и 22 размещены в проточке съемного прилива 29 корпуса 1. С валом 26 с возможностью поворота взаимодействует подшипник 30 поводка 15.

Синхронизирующий вал 31 опирается на подшипники 32 и 33, смонтированные в корпусе 1. Шестерня 34, укрепленная на валу 31, находится в зацеплении с паразитной шестерней 35, ось 36 которой, опирается на подшипник 37 корпуса 1, паразитная шестерня 35 находится в зацеплении с шестерней 24, установленной на валу 20, шестерня 39, смонтированная на валу 31, находится в зацеплении с шестерней 40, установленной на валу 26.

Работа поршневой машины.

При работе поршневой машины в режиме насоса или компрессора вращение от маховика 25 передается шестерням 24 и 18. Шестерня 18 передает вращение шестерне 8, а шестерня 24 - паразитной шестерне 35, а эта - шестерне 34, которая через вал 31 передает вращение шестерне 39, шестерне 40 и шестерне 19, передающей вращение шестерне 9. При этом шестерни 8 и 9 начнут вращаться в противоположные стороны, а палец 5, установленный в нижней части штока 4, двинется вниз (по чертежу), а шестерни 8 и 9 за счет поводков 14 и 15 начнут перекатываться в разные стороны по шестерням 18 и 19, заставляя их вращаться в разные стороны.

По достижении пальцем 5 нижнего положения шестерни 8 и 9 изменят направление перекатывания и шток 4 с поршнем 3 начнут двигаться вверх и цикл завершится.

При работе поршневой машины в режиме двигателя внутреннего сгорания вращение от стартера (условно не показан) передается зубчатому венцу маховика 25, а от него через выше описанную кинематику - поршню 3. Воспламеняясь от свечи, сжатая смесь начинает двигать поршень 3, а шток 4 пальцем 5 передает усилие шестерням 8 и 9, которые начинают вращаться в разные стороны вместе со своими осями 10 и 11 и перекатываться по шестерням 19 и 18, а они, вращаясь в разные стороны, передают вращение синхронизирующему валу 31 через шестерни 24, 35, 34, 39 и 40. Таким образом осуществляется рабочий цикл двигателя.

Шестерни 8 и 9, а также 18 и 19 одинакового диаметра.

Технико-экономическая или иная эффективность.

Предлагаемая поршневая машина позволяет увеличить производительность насосов, компрессоров за счет увеличения оборотов, так как поршень избавлен от боковых нагрузок, увеличить мощность двигателей за счет оборотов и достаточной уравновешенности вращающихся и качающихся деталей. Поршневая машина дешевле в изготовлении, так как имеет выбор деталей с освоенной технологией изготовления.

Формула изобретения

Поршневая машина, содержащая корпус с цилиндром, размещенный в нем поршень со штоком, связанный с помощь пальца с эксцентричным отверстием шестерни, находящейся в зацеплении с другой шестерней, отличающаяся тем, что шток поршня с помощью пальца шарнирно соединен с эксцентричными отверстиями - подшипниками двух параллельных между собой шестерен одинакового диаметра, связанных кинематически посредством поводков с другой парой шестерен одинакового диаметра, смонтированных на раздельных валах, оси которых расположены на одной прямой, а оси шестерен, соединенных пальцем со штоком, опираются на подшипники поводков и радиусные канавки прямоугольного профиля, выполненные в противоположных стенках корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3