ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК F01B7/02 F02B75/28 

Изобретение относится к машиностроению.

Известна поршневая машина, содержащая корпус с рамой, цилиндр с продольными вырезами, два встречно-движущихся поршня со штоками, размещенных в цилиндре с камерами переменного объема, две пары кривошипно-шатунных механизмов, попарно связанных по обе стороны цилиндра с разными поршнями, соосные кривошипные валы, маховики и шестерни.

Недостатком указанной машины является то, что она не обеспечивает достаточное уравновешивание центробежных сил, возникающих при работе машины, не обладает возможностью попеременного переключения циклов компрессора и детандера.

Изобретением решается задача повышения динамического уравновешивания центробежных сил путем вращения и возвратно-поступательного перемещения кривошипных валов в противоположные стороны с возможностью попеременного переключения циклов компрессора и детандера.

Это достигается тем, что известная поршневая машина, содержащая корпус с рамой, цилиндр с продольными вырезами, два встречно-движущихся поршня со штоками, размещенных в цилиндре с камерами переменного объема, две пары кривошипно-шатунных механизмов, попарно связанных по обе стороны корпуса цилиндра с разными поршнями, соосные кривошипные валы, маховики и шестерни, дополнительно снабжена двумя парами противоположно расположенных на корпусе цилиндра соосных кривошипных валов с уравновешивающимися грузами, установленных посредством попарно соединенных между собой ползунов в продольных на корпусе цилиндра и перпендикулярных на штоках поршней вырезах, перегородками в цилиндре для образования двух пар камер переменного объема, центральным кривошипным валом с маховиками и центральным кривошипно-шатунным механизмом, ползуны которого установлены в дополнительных продольных вырезах в раме корпуса цилиндра, а пара шатунов соединена с кривошипами центрального вала, при этом последний с маховиками посредством двух шестерен с передаточным отношением 1:2 соединен с валом золотника, связанного с помощью каналов с камерами цилиндра и дополнительной торовой камерой постоянного объема.

На фиг. 1 представлена кинематическая и гидравлическая схема паровой машины; на фиг. 2 вторая проекция паровой машины (вид по стрелке А на фиг. 1).

Поршневая машина содержит уравновешивающие грузы 1, 2, 3 и 4, установленные на кривошипах 5, 6, 7 и 8 в вырезах 9, 10, 11 и 12 на ползунах 13, 14, 15 и 16, параллельных корпусу цилиндра 17, и двух перпендикулярных вырезах 18 и 19 на штоках поршней 22 и 23 корпуса цилиндра 17, расположенных на штоках 20 и 21 поршней 22 и 23 корпуса 17, расположенных соответственно на штоке 20 поршня 22 и на штоке 21 поршня 23. Ползуны 24-27, расположенные в вырезах 18 и 19 штоков 20 и 21, соединены с шатунами 28-31 с центральным соосным этим шатуном валом 32. Уравновешенный кривошипно-шатунный механизм содержит кривошипы 33 и 34, связанные с шатунами 35 и 36 и ползунами 37 и 38, расположенными в дополнительных вырезах 39 и 40 на раме 41 корпуса цилиндра 17. Центральный кривошипный вал 32 соединен с шестернями 42 и 43 при передаточном отношении чисел зубьев 1:2 и кинематически соединен с валом золотника 44, соединенного каналами с цилиндром 17. В цилиндре установлены перегородки 45 и 46 для образования двух пар камер переменного объема. Поршневые машины соединены каналами с камерами цилиндра и дополнительной торовой камерой 47 постоянного объема. На вале 32 установлены маховики 48 и 49 для связи поршневых машин с двумя муфтами сцепления. При этом предполагается, что одна муфта сцепления использует для привода коробки передач переднего моста движителей, а другая для привода коробки передач заднего моста движителей.

Паровая машина работает следующим образом.

При открытии вентиля 50 заполняют рабочим телом объем торовой камеры постоянного объема 47 из заправочной емкости 51. При достижении давления в камере 47 рабочее тело попадает в золотник 44 и направляется по каналам во внутренние объемы цилиндра-полости 52 и 53. Под действием давления поршни 22 и 23 перемещаются по оси цилиндра в разные направления. Поршни передают движения штокам 20 и 21, которые перемещают ползуны 13, 14, 16 и 15 по параллельным вырезам на корпусе цилиндра и по перпендикулярным вырезам 18 и 19 на штоках 20 и 21 относительно качающихся шатунов 28-31, связанных с точкой опоры на центральном вале 32. Одновременно шатуны 35 и 36 перемещаются в дополнительных вырезах 39 и 40.

Ползуны 37 и 38, уравновешивающие грузы 1-4 соосных кривошипов 5-8 перемещают ползуны 13-16 в вырезах 10, 9, 11 и 12 при движении поршней к крайним периферийным точкам.

В этом случае кривошипы 33 и 34 с помощью шестерен 42 и 43 при передаточном числе зубьев шестерен 1:2 перемещают золотник 44 на угол ϕ который перекрывает входные и выходные отверстия с поршнями 22 и 23. Однако это не означает, что поршни остановятся и совершат удар по двум торцовым крышкам цилиндра. Для исключения последнего поршневые массы снабжены уравновешивающими центробежными грузами. Причем так, что они в момент замедления движения поршней создают регенеративное торможение с соответствующим переключением направления движения поршней с помощью золотника.

В результате приобретается момент количества движения. После переключения движения поршней в результате приобретенного момента количества движения процесс перемещения поршней и их центробежных грузов 1, 2, 3 и 4 по тангенциальным направлениям осуществляется в обратном направлении за счет кинематической энергии центрального кривошипного вала.

Изобретение относится к машиностроению. Машина дополнительно снабжена двумя парами противоположно расположенных на корпусе цилиндра 17 соосных кривошипных валов 5-8 с уравновешивающими грузами 1-4, установленных посредством попарно соединенных между собой ползунов 13-16 в продольных 9-12 на корпусе цилиндра и перпендикулярных 18,19 на штоках поршней 22,23 вырезах, перегородками в цилиндре для образования двух пар камер переменного объема, центральным кривошипным валом 32 с маховиками 48,49 и центральным кривошипно-шатунным механизмом, ползуны 40,41 которого установлены в дополнительных продольных вырезах 39,40 в раме корпуса цилиндра 17, а пара шатунов 35,36 соединена с кривошипами 33,34 центрального вала 32. Причем последний с маховиками 48 и 49 посредством шестерен 42,43 с передаточным отношением 1:2 связан с валом золотника 44, соединенного с помощью каналов с камерами цилиндров и дополнительной торовой камерой постоянного объема. 2 ил.

ПОРШНЕВАЯ МАШИНА, содержащая корпус с рамой, цилиндр с продольными вырезами, два встречно движущихся поршня со штоками, размещенных в цилиндре с камерами переменного объема, две пары кривошипно-шатунных механизмов, попарно связанных по обе стороны цилиндра с разными поршнями, соосные кривошипные валы, маховики и шестерни, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена двумя парами противоположно расположенных на корпусе цилиндра соосных кривошипных валов с уравновешивающимися грузами, установленных посредством попарно соединенных между собой ползунов в продольных на корпусе цилиндра и перпендикулярных на штоках поршней вырезах, перегородками в цилиндре для образования двух пар камер переменного объема, центральным кривошипным валом с маховиками и центральным кривошипно-шатунным механизмом, ползуны которого установлены в дополнительных продольных вырезах в раме корпуса цилиндра, а пара шатунов соединена с кривошипами центрального вала, при этом последний с маховиками посредством двух шестерен с передаточным отношением 1:2 соединен с валом золотника, соединенного с помощью каналов с камерами цилиндра и дополнительной торовой камерой постоянного объема.