ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Российский патент 1994 года по МПК F01B9/02 

Изобретение относится к двигателестроению сгорания.

Известны поршневые машины, основным механизмом которых является кривошипно-шатунный механизм. Мощность таких машин зависит от угла передачи усилия от поршня на кривошип коленчатого вала.

Известна поршневая машина, содержащая цилиндр, размещенный в нем поршень связанный через шатун с коромыслом. Другой конец коромысла соединен через дополнительный шатун с коленчатым валом, с кривошипом дополнительного вала. Оба вала связаны между собой тягой через дополнительные кривошипы. Кривошип основного коленчатого вала закреплен с возможностью ориентации перпендикулярно оси цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке (1).

Недостаток известной машины - сложность конструкции, обусловленная тем, что имеет дополнительный вал с двумя кривошипами с увязкой через дополнительный кривошип основного коленчатого вала посредством тяги, дополнительный шатун, а также недостаточная мощность из-за малого радиуса кривошипов при соединении основного шатуна с концом коромысла, создающих большой ход поршня и потери мощности на дополнительные узлы кривошипно-шатунного механизма.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является поршневая машина, содержащая цилиндр, размещенный в нем поршень, соединенный штоком с концом шатуна, который другим концом соединен с кривошипом коленчатого вала. С концами шатуна и штока соединено коромысло, которое другим концом шарнирно соединено с основанием. При такой конструкции кривошип смещен от мертвой точки при нахождении поршня в верхней мертвой точке (2).

Недостаток известной машины - малый радиус кривошипа коленчатого вала, большой ход поршня, незначительное отклонение кривошипа от мертвой точки при нахождении поршня в мертвой точке создают недостаточную мощность машины.

Цель изобретения - повышение мощности машины.

Указанная цель достигается тем, что в поршневой машине, содержащей цилиндр, размещенный в нем поршень с штоком, коленчатый вал, коромысло, связанное одним концом с шатуном, а другим концом - с основанием в точке, симметричной концам шатуна, шток поршня соединен с серединой шатуна.

При такой конструкции усилие от поршня передается через шток и шатун к коромыслу и через шатун на кривошип вала, расположенного перпендикулярно шатуну при нахождении поршня в верхней мертвой точке.

На чертеже представлена предлагаемая поршневая машина.

Поршневая машина содержит цилиндр 1, поршень 2, связанный пальцем 3 с штоком 4. Другой конец штока 4 связан с серединой шатуна 5, который одним концом связан с кривошипом 6 коленчатого вала 7, а другим концом - с коромыслом 8. Другой конец коромысла 8 соединен с основанием 9. Кривошип 6 вала 7 в положении поршня 2 в верхней мертвой точке расположен перпендикулярно шатуну 5, размещенному, в свою очередь, в этом положении перпендикулярно оси цилиндра 1.

Поршневая машина работает следующим образом.

В цилиндре 1 от давления газов на поршень 2 усилие передается через шток 4 на шатун 5, а через него - на коромысло 8, которое отклоняется и через шатун 5 поворачивает кривошип 6 до горизонтального положения, отмеченного короткими пунктирами. На этом такт расширения заканчивается. Поршень находится в нижней мертвой точке. При дальнейшем повороте кривошипа 6 начинается подъем коромысла 8 и поршня 2. При положении кривошипа 6 в нижнем положении поршень 2 находится в середине цилиндра. Это показано длинными пунктирными линиями. При повороте кривошипа в крайнее левое положение поршень 2 находится в середине цилиндра. Это показано тонкой сплошной линией.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой поршневой машины заключается в простоте конструкции и повышении мощности, которая достигается изменением расположения связей шатуна с кривошипом и штоком, что позволяет передать мощность на кривошип под прямым углом с радиусом, большим чем у прототипа.

Использование: в двигателестроении, в частности в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: шток 4 поршня 2 шарнирно связан с серединой шатуна 5, один конец которого шарнирно соединен с коромыслом 8, установленным шарнирно на основании 9, а другим концом шарнирно связанным с кривошипом 6 коленчатого вала 7. 1 ил.

ПОРШНЕВАЯ МАШИНА, содержащая цилиндр, размещенный в нем поршень со штоком, коленчатый вал, коромысло, шарнирно соединенное одним концом с основанием, и связанный со штоком шатун, один конец которого шарнирно соединен с кривошипом вала, а другой - со свободным концом коромысла, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения мощности, шток поршня шарнирно соединен с серединой шатуна.