Поршневая машина

 

Машина предназначена для использования в качестве двигателя, насоса или компрессора. Машина содержит корпус, цилиндр, размещенный в нем поршень с штоком, вал и два кулачковых ротора, имеющих на параллельных стенках волнообразные замкнутые канавки. Причем на конце штока смонтирован шаровой шарнир с шаром, взаимодействующим с канавками роторов, один ротор установлен на валу жестко, другой ротор установлен на валу посредством жестко смонтированной с ним втулки, опирающейся на два шарикоподшипника вала, причем роторы имеют по четыре кулачковых выступа, формы их волнообразных канавок повторяют наружные профили роторов, а каждая канавка имеет поперечный профиль, образованный дугой радиуса шара шарового шарнира штока и прямоугольным углублением в средней части канавки. Изобретение обеспечивает повышение производительности и надежности. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве поршневых машин: Д.В.С., насосов, компрессоров и ряда других машин и механизмов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является поршневая машина, содержащая корпус, цилиндр, размещенный в нем поршень со штоком, вал и два кулачковых ротора, имеющих на параллельных стенках волнообразные замкнутые канавки и установленных на валу с возможностью взаимодействия штока поршня с этими канавками (DE 3326294 A1, кл. F 01 В 9/06, опубл. 31.01.1985).

Однако в известной поршневой машине ход поршня зависит от высоты выступов и впадин, а увеличение ее ведет к перекосу поршня в цилиндре, что в конечном итоге вызывает усиленное трение поршня о стенки цилиндра и уменьшает производительность и надежность.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности и производительности поршневой машины за счет устранения перекоса поршня и увеличения его хода.

Поставленная задача решается за счет того, что в описанной поршневой машине на конце штока смонтирован шаровой шарнир с шаром, взаимодействующим с канавками роторов, один ротор установлен на валу жестко, другой ротор установлен на валу посредством жестко смонтированной с ним втулки, опирающейся на два шарикоподшипника вала, причем роторы имеют по четыре кулачковых выступа, формы их волнообразных канавок повторяют наружные профили роторов, а каждая канавка имеет поперечный профиль, образованный дугой радиуса шара шарового шарнира штока и прямоугольным углублением в средней части канавки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид поршневой машины, сечение I-I вид сбоку, сечение по II-II и профиль канавки по III-III в увеличенном масштабе.

Поршневая машина содержит корпус 1, цилиндр 2, в котором размещен поршень 3, шток 4 которого заканчивается шаровым шарниром 5 и шаром 6, который своей поверхностью контактирует с волнообразными канавками 7 четырехкулачковых роторов 8 и 9. Роторы 8 и 9 располагаются на валу 10, опирающемся на шарикоподшипники 11 и 12, смонтированные в корпусе 1. Ротор 8 жестко закреплен на валу 10, а ротор 9 жестко закреплен на втулке 13, опирающейся на шарикоподшипники 14 и 15, смонтированные на валу 10. Шестерня 16 жестко закреплена на валу 10 и взаимодействует с шестерней 17 одинакового с ней диаметра, закрепленной на валу 18, опирающемся на шарикоподшипники 19 и 20, смонтированные в корпусе 1. На втором конце вала 10 жестко посажена шестерня 21 одинакового диаметра с шестерней 22, смонтированной на валу 18. Промежуточная шестерня 23 смонтирована на оси 24, опирающейся на шарикоподшипники 25 и 26. На конце вала 10 жестко смонтирован маховик 27 с зубчатым венцом 28.

Поршневая машина работает следующим образом.

При работе поршневой машины в режиме насоса или компрессора вращение от маховика 27 передается шестерне 16 и ротору 8, от шестерни 16 вращение передается шестернями 17 и 22, а последняя через промежуточную шестерню 23 передает вращение шестерне 21 и ротору 9. При этом ротор 9 вращается в направлении, противоположном направлению вращения ротора 8. В результате шаровой шарнир 5 с шаром 6 начинает двигать шток 4 и поршень 3 вверх к верхней мертвой точке. При дальнейшем вращении роторов 8 и 9 шаровой шарнир 5 с шаром 6, штоком 4 и поршнем 3 начнут двигаться вниз к нижней мертвой точке. Далее процесс повторяется. При работе поршневой машины в режиме двигателя внутреннего сгорания вращение от стартера (условно не показан) передается зубчатому венцу 28 маховика 27, а от него - через вышеописанную кинематику поршню 3, двигая его вверх. Сжатая смесь, воспламеняясь от свечи (условно не показана) и расширяясь при сгорании, начинает двигать поршень 3 вниз, а шток 4 шаровым шарниром 5 и шаром 6 начнет вращать роторы 8 и 9 в разные стороны. Таким образом за один оборот вала 10 при четырехтактном исполнении двигателя происходит два рабочих хода поршня 3.

Изобретение обеспечивает повышение производительности, надежность и компактность.

Формула изобретения

Поршневая машина, содержащая корпус, цилиндр, размещенный в нем поршень с штоком, вал и два кулачковых ротора, имеющих на параллельных стенках волнообразные замкнутые канавки и установленных на валу с возможностью взаимодействия штока поршня с этими канавками, отличающаяся тем, что на конце штока смонтирован шаровой шарнир с шаром, взаимодействующим с канавками роторов, один ротор установлен на валу жестко, другой ротор установлен на валу посредством жестко смонтированной с ним втулки, опирающейся на два шарикоподшипника вала, причем роторы имеют по четыре кулачковых выступа, формы их волнообразных канавок повторяют наружные профили роторов, а каждая канавка имеет поперечный профиль, образованный дугой радиуса шара шарового шарнира штока и прямоугольным углублением в средней части канавки.

РИСУНКИ

Рисунок 1