АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Российский патент 1996 года по МПК F02B75/26 F02B75/32 F01B3/00 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к аксиально-поршневым машинам, преимущественно двигателям внутреннего сгорания.

Известна аксиально-поршневая машина, содержащая соосные оппозитные цилиндры с размещенными в них поршнями, связанными между собой и соединенными с качающейся шайбой, установленной на Z-образном кривошипном валу (1).

Недостатками аналога являются малая надежность работы механизма и значительная стоимость производства из-за соблюдения высокой точности изготовления механизма машина, а также сравнительно большие габариты машины.

Известна аксиально-поршневая машина, содержащая корпус, соосные оппозитные цилиндры с размещенными в них втулками, головки, поршни, связанные между собой и расположенные во втулках с образованием оппозитных камер переменного объема, кривошипный вал с шатунной шейкой и установленной на ней кривошипной втулкой, снабженной шатунным узлом, шарнирную тягу, и треугольный рычаг, размещенный в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипной втулки и установленный на оси качания, расположенной в одной из его вершин, причем первое плечо треугольного рычага соединено с шарнирной тягой, связанной с поршнями, а второе его плечо с шатунным узлом кривошипной втулки (2).

Недостатками прототипа являются значительные его габариты в поперечной плоскости, а также недостаточная надежность работы механизма преобразования движения поршней.

Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение поперечных габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая машина снабжена шарнирным звеном и установленным в корпусе линейным двуплечим рычагом, втулки связаны между собой и выполнены подвижными с возможностью перемещения в противофазе с поршнями, а треугольный рычаг расположен в районе головки одного из цилиндров, причем первое плечо линейного рычага соединено с шарнирно с поршнями, второе его плечо с шарнирной тягой, а подвижные втулки соединены при помощи шарнирного звена с первым плечом треугольного рычага в месте, расположенном между его соединением с шарнирной тягой и осью качания рычага.

Цель достигается также тем, что кривошипный вал машины может быть установлен соосно с цилиндрами.

Цель достигается тем, что шатунный узел машины может быть выполнен в виде пары шатунов со сферическими шарнирами, расположенных параллельно и соединенных одними концами между собой и с плечом рычага, а другими с кривошипной втулкой с образованием параллелограммного шарнирного механизма.

На фиг. 1 представлена принципиальная кинематическая схема предлагаемой поршневой машины; на фиг. 2 вариант выполнения шатунного узла.

Машина содержит корпус 1, соосные оппозитные цилиндры 2 с размещенными в них подвижными втулками 3, скрепленными с головками 4, поршни 5, связанные между собой, например, при помощи шатунных тяг 6, и установленные во втулках 3 с образованием оппозитных камер 7 переменного объема, кривошипный вал 8 с шатунной шейкой 9, установленную на ней кривошипную втулку 10, снабженную шатунным узлом 11, шарнирную тягу 12, треугольный рычаг 13 с плечами 14 и 15, установленный на оси 16 качания, шарнирное звено 17 и линейный двуплечий рычаг 18 с плечами 19 и 20. Первое плечо 14 рычага 13 соединено со вторым плечом 20 рычага 18 при помощи шарнирной тяги 12, второе плечо 15 рычага 13 с шатунным узлом 11, а первое плечо 19 рычага 18 соединено с шатунными тягами 6 поршней 5. Подвижные втулки 3 связаны между собой, например, при помощи тяги 21 и соединены с первым плечом 14 рычага 13 при помощи шарнирного звена 17.

Кривошипный вал 8 может быть установлен соосно с цилиндрами 2.

Шатунный узел 11 может быть выполнен, например, в виде пары шатунов 22 со сферическими шарнирами 23, расположенных параллельно, соединенных одними концами с плечом 15 рычага 13, а другими с кривошипной втулкой 10 с образованием параллелограммного шарнирного механизма.

Поршневая машина работает следующим образом. Поршни 5 и головки 4, скрепленные со втулками 3, перемещаются возвратно-поступательно в противоположных направлениях. Движение поршней 5 преобразуется в качание рычага 13 посредством рычага 18 и шарнирной тяги 12. Перемещение втулок 3 передается рычагу 13 при помощи шарнирного звена 17. Качание рычага 13, в свою очередь, преобразуется во вращение кривошипного вала 8 при помощи шатунного узла 11.

При расположении оси вала 8 в районе оси цилиндров 2 или соосно с ней возможно достижение минимальных габаритов машины в поперечной ее плоскости.

Выполнение механизма преобразования машины в виде простых кинематических звеньев, не требующих при их изготовлении сборке механизма соблюдения высокой точности, позволяет повысить надежность работы машины и снизить стоимость ее изготовления.

Кроме того, одновременное перемещение поршней и головок, то есть рабочих органов машины, позволяет при неизменном рабочем объеме машины снизить величину угловых перемещений рычагов и уменьшить силы реакции, в частности, в цилиндропоршневой группе.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить надежность машины, снизить ее себестоимость и уменьшить поперечные ее габариты, что позволяет использовать ее в качестве авиационного двигателя.

Использование: в области машиностроения, а именно аксиально-поршневые машины, преимущественно двигатели внутреннего сгорания. Сущность изобретения: машина содержит корпус 1, соосные оппозитные цилиндры 2 с размещенными в них подвижными втулками 3, скрепленными с головками 4, и связанные между собой поршни 5, размещенные во втулках 3 с образованием оппозитных камер 7 переменного объема. Поршни 5 и головки 4 со втулками 3 перемещаются в противоположных направлениях. При этом движение поршней 5 преобразуется в качание треугольного рычага 13 при помощи двуплечего рычага 18 и шарнирной тяги 12, а движение втулок 3 - при помощи связанного с рычагом 13 шарнирного звена 17. Качание треугольного рычага 13 преобразуется во вращение кривошипного вала 8 посредством шатунного узла 11. Вал 8 может быть установлен соосно с цилиндрами 2 или параллельно им. Изобретение позволяет повысить надежность работы машины, снизить себестоимость ее изготовления и эксплуатации, а также уменьшить ее поперечные габариты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Аксиально-поршневая машина, содержащая корпус, по меньшей мере два соосных оппозитных цилиндра с размещенными в них втулками, головки, поршни, связанные между собой и расположенные во втулках с образованием оппозитных камер переменного объема, кривошипный вал с шатунной шейкой и установленной на ней кривошипной втулкой, снабженной шатунным узлом, шарнирную тягу и треугольный рычаг, размещенный в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипной втулки, и установленный на оси качания, расположенной в одной из его вершин, причем первое плечо треугольного рычага соединено с шарнирной тягой, связанной с поршнями, а второе его плечо с шатунным узлом кривошипной втулки, отличающаяся тем, что она снабжена шарнирным звеном и установленным в корпусе линейным двуплечим рычагом, втулки связаны между собой и выполнены подвижными с возможностью перемещения в противофазе с поршнями, а треугольный рычаг расположен в районе головки одного из цилиндров, причем первое плечо линейного рычага соединено шарнирно с поршнями, второе его плечо с шарнирной тягой, а подвижные втулки соединены при помощи шарнирного звена с первым плечом треугольного рычага в месте, расположенном между его соединением с шарнирной тягой и осью качания рычага. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что кривошипный вал установлен соосно с цилиндрами. 3. Машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что шатунный узел выполнен в виде пары шатунов со сферическими шарнирами, расположенных параллельно и соединенных одними концами с плечом рычага, а другими с кривошипной втулкой с образованием параллелограммного шарнирного механизма.