ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Российский патент 1997 года по МПК F01B1/08 F01B9/02 F02B75/24 F02B75/32 

Изобретение относится к машиностроению и касается усовершенствования поршневых машин, ДВС, насосов, компрессоров.

Наиболее близким аналогом изобретения является поршневая машина, содержащая корпус, пары оппозитных цилиндров, расположенные под углом друг к другу, поршни, размещенные в цилиндрах и попарно соединенные штоками, и коленчатый вал, кинематически связанный с последними, установленный в корпусе, имеющий радиус кривошипов, составляющий 1/4 хода поршня и снабженный шестернями с образованием зубчатого зацепления с шестернями внутреннего зацепления, неподвижно установленными в корпусе, с передаточным отношением 1/2 [1]
Недостатками этой машины является невысокая надежность, значительные габариты.

Задачей, не решение которой направлено изобретение, является повышение надежности работы и обеспечение простоты и компактности конструкции.

Это достигается за счет того, что машина снабжена опорными эксцентричными дисками с эксцентриситетом, равным 1/4 хода поршня, установленными по меньшей мере по два на каждом кривошипе вала и развернутыми друг относительно друга, и кольцами, охватывающими диски и жестко связанными со штоками поршней.

При этом каждое кольцо жестко связано с двумя штоками поршневых пар, расположенными с разных сторон кольца.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 схематично показана машина в разрезе (сечение А А на фиг. 2); на фиг. 2 сечение Б Б на фиг. 1; на фиг. 3 сечение B -B на фиг. 1; на фиг. 4 вариант выполнения машины; на фиг. 5 сечение Г-Г на фиг. 4; на фиг. 6 вариант выполнения машины.

Поршневая машина (фиг.1-3) состоит из следующих основных деталей. В корпусе I, закрытом крышкой 2, установлен на подшипниках жесткий коленвал, содержащий хвостовик 3, вал 4 отбора мощности с коленами 5 и кривошипами (пальцами) 6. На каждом кривошипе 6 установлен с возможностью вращения блок дисков и шестерен, содержащий шестерни 7, находящийся в зацеплении с шестернями 8 внутреннего зацепления с передаточным отношением 1/2, и диски 9, 10, 11, эксцентриситет которых равен 1/4 хода поршня. Диски 9, 10, 11 равнорасположены по окружности (фиг. 2,3). Шестерни 8 жестко закреплены в корпусе 1. Количество дисков может быть не три, а два и более трех. Среднее колесо 5 коленвала установлено в роликоподшинике 12. На дисках 9, 10, 11 установлены с возможностью вращения (показан роликовый подшипник) кольца 13, в приливах которых жестко закреплены по два штока 14, на других концах которых жестко закреплены поршни (поршни цилиндра на чертежах условно не показаны).

При выполнении поршневой машины в варианте ДВС большой мощности (с большим числом цилиндров), чтобы не применять кривошипы 6 увеличенного диаметра (а значит и не увеличивать массу блоков дисков и шестерен), кривошипы 6 жестко закреплены в шестернях 15, как показано на фиг. 4. На этой фигуре не показаны детали 7 14, которые выполняются, как это показано на фиг. 1. Шестерни 15 своими буртами установлены в подшипниках 16 через ролики 17. В корпусе 1 в промежуточной перемычке для размещения шестерен 15 выполнены прорези 18. Вал 19 служит для подсоединения к электропусковой аппаратуре и т.д. Шестерни 15 находится в зацеплении с шестернями 20, жестко закрепленными на валу 21. Вал 21 закреплен гайкой 22. На фиг. 4,5 показана поршневая машина, выполненная в варианте ДВС самолета, которая может располагаться в крыле самолета. На фиг. 4, 5 показаны: 23 винт, 24 контур крыла, 25 условно показано убранное шасси, расположенное в гондоле двигателя. При таком расположении ДВС (фиг. 5) изгибающие силы, действующие на несущие балки крыла, будут значительно меньше, чем при существующих конструкциях крепления двигателей в крыльях самолетов, так как основной вес двигателя (детали 1-18) расположены ближе к фюзеляжу самолета.

В случае выполнения машины без шестерен 7,8 она выполняется с крейцкопфами. При этом для повышения числа цилиндров 26 (фиг.6) при сохранении числа дисков 9 11 на каждом кольце 13 с каждой стороны закреплено по два штока 14, на концах которых закреплены поршни 27, а плоскости кольца 13 и направляющих 28 образуют крейцкопфную пару. При работе такой машины в качестве ДВС в рядом расположенных цилиндрах должны производиться одинаковые такты. Хотя "обслуживание" каждым диском по четыре цилиндра возможно и в машине по фиг. 1 4. На чертежах условно не показаны противовесы (балансиры).

Поршневая машина (фиг. 1-3) работает следующим образом.

При движении поршней штоки давят на кольца 13, которые давят на диски 9
11, заставляя поворачиваться коленвал, сами же блоки дисков шестерен поворачиваются вокруг кривошипов 6. Шестерни 7 катятся внутри шестерен 8. В поршневой машине ДВС (фиг.4) вышеуказанная работа производит вращение шестерен 15, которые вращают шестерни 20 (вал 21).

Использование: в машиностроении при проектировании поршневых ДВС, насосов и компрессоров. Сущность изобретения: машина содержит корпус, пары оппозитных цилиндров, расположенные под углом друг к другу, поршни, размещенные в цилиндрах и попарно соединенные штоками, и коленчатый вал, кинематически связанный с последними, установленный в корпусе, имеющий радиус кривошипов, составляющий 1/4 хода поршня, и снабженный шестернями с образованием зубчатого зацепления с шестернями внутреннего зацепления, неподвижно установленными в корпусе, с передаточным отношением 1/2. Машина снабжена опорными эксцентричными дисками с эксцентриситетом, равным 1/4 хода поршня, установленными по меньшей мере по два на каждом кривошипе вала и развернутыми друг относительно друга, и кольцами, охватывающими диски и жестко связанными со штоками поршней. При этом каждое кольцо жестко связано с двумя штоками поршневых пар, расположенными с разных сторон кольца. 1 3.п.ф-лы, 6 ил.

1. Поршневая машина, содержащая корпус, пары оппозитных цилиндров, расположенные под углом друг к другу, поршни, размещенные в цилиндрах и попарно соединенные штоками, и коленчатый вал, кинематически связанный с последними, установленный в корпусе, имеющий радиус кривошипов, составляющий 1/4 хода поршня, и снабженный шестернями с образованием зубчатого зацепления с шестернями внутреннего зацепления, неподвижно установленными в корпусе, с передаточным отношением 1/2, отличающаяся тем, что она снабжена опорными эксцентричными дисками с эксцентриситетом, равным 1/4 хода поршня, установленными по меньшей мере по два на каждом крипошипе вала и развернутыми друг относительно друга, и кольцами, охватывающими диски и жестко связанными со штоками поршней. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что каждое кольцо жестко связано с двумя штоками поршневых пар, расположенными с разных сторон кольца.