МАШИНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2013 года по МПК F02B41/00 A01B69/04 A01B39/06 

Изобретение относится к машиностроению, двигателестроению, автомобилям, самоходным машинам различных отраслей высокой экологической значимости и высокой проходимости.

Общеизвестны автомобили, тракторы и др. машины.

Уровень технологий и техники характеризуется разобщением функций, ограничением области использования, узостью взглядов, обострением проблем энерго-, ресурсо,- природо-, человекосбережения, так как 25% энергии тратят на трение, износ /уничтожение ресурса/, требуют сложных систем смазки и охлаждения. Вращение затрудняет газообмен. Известен двигатель с поршнями, но без шатунов /Клименко А.И. Наземный транспорт будущего. Издат. Московский рабочий, 1975 г. стр.87/. Поршни на жестких штангах соединены с крейцкофами и с коленчатым валом из трех частей (с коленчатым валом вращения на двух кривошипах). Крутящий момент передается колесам сложной трансмиссией без плавного изменения скорости.

Известна машина и способ передачи энергии от поршней к шестерне, установленной внутри другой, составляющей гидромашину, кривошип и гидромеханическую передачу плавного регулирования скорости /пат. 2079005, Б.И. 13, 10.05.97/. Она - прототип. Отбор крутящего момента и давления жидкости позволяет регулировать скорость плавно, но ограничивает длину энергопотока, требует высоких точностей производства, затрат энергии на двойное преобразование части мощности. Все машины - источники силы тяги для прицепов и рабочих органов - источников сопротивления, взаимодействующие с землей или дорогой, противодействуют друг другу и затрудняют управление движением в нужном направлении.

Научной основой цели изобретения является передача силы и мощности потребителям с возможностью экономичного и безопасного регулирования и распределения энергии с учетом курса.

Цель изобретения - повышение экономичности и безопасности.

Машина содержит цилиндр для пуска и работы (цилиндр для пуска других цилиндров). Машина имеет вариатор сотовой передачи или браслетную передачу.

Способ управления включает вращение (раскручивание) маховика средствами малой мощности и нитью соединяют с цилиндров пуска других цилиндров. Машина использует движение силами ног и/или рук человека, изменяют число цилиндров и используют как машину малой, средней и высокой мощности и производительности.

По мере повышения разности скоростей бортов скорость машины снижают до нуля и преобразуют линейное движение в поворот нулевым радиусом.

Цилиндры переводят в режим пуска, компрессора, дизеля, изменяют степень сжатия для адаптации к видам топлива. Маховик раскручивают известными средствами малой мощности и нитью соединяют с цилиндром пуска других цилиндров. Изменяют число цилиндров и используют как машину малой, средней и высокой производительности, т.е. снижают число типов машин. Силу, скорость и мощность двигателя трансформируют сотово-, ните-храповым трансформатором. По мере повышения разности скоростей бортов скорость машины снижают до нуля и преобразуют движение в поворот нулевым радиусом, т.е. создают условия для работы без смазки.

В графической части изобретения на фиг.1 изображена схема двигателя с одним контуром на много цилиндров, на фиг.2 - вариант исполнения, на фиг.3 - схема установки 4 цилиндров и одной шестерни, на фиг.5 - схема двигателя - делителя потока энергии между бортами, на фиг.6а - нитевой вариант, на фиг.6б - схема силового вариатора с подвижной зубчаткой, на фиг.6в - вход сверху, на фиг 6г - схема раскроя деталей с сотами из проката высокой готовности, на фиг.7а - схема пруткового вариатора вид сбоку, на фиг.7б - вид диаметральной плоскости. На фиг.8 - схема вариатора прямой передачи, на фиг.9 - схема вариатора-делителя потока энергии и нити с бусиками сцепления, на фиг.10а - подачи импульсов на один оборот, на фиг.10б - эпюра скоростей V по длине рычага и схема - храповой передачи реверса. На фиг.10в - схема работы линейного храпового хода, группового бригадного привода колес живой силой биомеханического действия при котором люди при движении руками и ногами, как показано действие двух человек, способствуют движению для укрепления здоровья и движения без затрат энергии, на фиг.10д - схема привода одного колеса от четырех цилиндров реверсивной храповой передачей от шестерни.

Двигатель машины содержит цилиндры 1 (фиг.1) с поршнями 2 на штоках 3 с секторами-зубчатками 4 или шестернями для согласования их возвратно-поступательного движения, рычаг 5 и шатун 6 отбора мощности от всех цилиндров. Ограничитель 7 ограничивает ход, механизм 8 газораспределения допускает газообмен. Механизм газораспределения 8 без кулачкового вала управляет клапанами упорами, храповиками или рычагами линейного быстрого открытия, что повышает "ВРЕМЯ-СЕЧЕНИЕ" и степень наполнения цилиндров. У двухтактного принципа работы двигателя их нет. Дополнительные контуры 9 и шестерни 10 или нить 11 без шатунов и коленчатого вала составляют новые методы и средства машин.

Следующий вариант исполнения двигателя отличается установкой для замкнутого контура нити 11 (фиг.5), пропущенной через ролики 12 механизма 13 включения связи цилиндров и потребителей.

Механизм поворота 14 - регулятор разности скоростей выполнен в виде скользящих точек на рычагах 15 храповиков 16, рабочий ход которых изменяется сеператором 17 зубчатки 18 колеса 19.

Эта связь аналогична дифференциалу свободного хода, ход которого регулируется сепаратором, например рулем. Храповик 16 из-за двух кулачков допускает импульсы переднего и заднего хода.

Дополнительная ось 18 и прицеп устроены аналогично, содержат сотовый регулятор 20, 21, 22 скорости - вариатор имеющий сверху вид /фиг.6в/ и развертку 20 из проката высокой готовности (деталей) /фиг.6г/.

Вариант исполнения вариатора из прутков 23 /фиг.7/ регулирует скорость осевым перемещением полушкива из прутков

Еще один вариант вариатора прямого потока имеет сотовые ролики 24 /фиг.8/ на валу 25 с упругостями 26 и может плавно регулировать скорость.

Другой вариант сотового регулятора скорости-делателя потока энергии имеет нитевую передачу высокого сцепления (браслетку) 28.

Нить 11, 28 /фиг.9/ браслетного типа для сотовой передачи может передать энергию и регулировать передаточное число с точностью зубчатой передачи, а также нулевой радиус поворота.

Привод от 4 цилиндров одного колеса машины большой мощностью через шестерни 29 /фиг.10д/ исключает много передач и допускает крутой поворот и поперечное движение.

Другие элементы устроены и действуют аналогично известным.

Двигатель - датчик реактивного момента - выполняет функции регулятора положения при работе на склонах и стене, средства управления вариатором /изменения скорости/.

Однополупериодное выпрямление движений поршней с нитевой передачей - привод является вариантом адаптации к нагрузке и саморегулятором известной ходовой системы и в шагающем режиме. Один поток энергии к одному колесу исключает потребность в делителе потока энергии и регуляторе разности скоростей. Одно колесо поворотом на 90° движением вдоль и поперек в транспортном режиме и рабочими органами шагания вдоль и поперек допускает работу в поле.

Двигатель без шатунов и коленчатого вала изменением режимов работы цилиндров замещает функции компрессора, стартера, тормоза. Это создает условия для унификации двигателей, раличной мощности упрощения трансмиссий и ходовых систем, замещения функций тракторов, автомобилей, самоходов любого назначения.

Энергию от поршней к колесам передают трансформатором или одним шатуном от множества поршней, ила храповым трансформатором, или сотовым трансформатором и делителем энергопотока с возможностью распределения энергии между колесами с учетом реакций и траектории движения.

Двигатель-машина выполнена из пакета цилиндров, один из которых имеет отключатель и маховик для инерционного автономного пуска или эстафетного пуска и работы в различных режимах: пускового, основного, тягового, тормозного, компрессорного, утилизационного. Цилиндр соединен с потребителем энергии сектором без и с шатуном с кривошипом маховика и без шатунов, коленчатого вала. Двигатель соединен с ходовой частью сотово-нитевым трансформатором и содержит регулятор разности скоростей движителей бортов с возможностью работы в режимах поворота нулевым радиусом. Сотовое зацепление вариатора имеет регуляторы передаточного числа и знака /направления вращения/.

Цилиндры переводят в режим пуска, компрессора, дизеля, допускают ограничителем изменение степени сжатия для адаптации к видам топлива. Маховик раскручивают известными средствами малой мощности и нитью соединяют с цилиндром пуска других цилиндров. Изменяют число цилиндров и используют как машину малой, средней и высокой производительности вместо тысячи других машин. Силу, скорость и нагрузку двигателя трансформируют сотово-, ните-храповым трансформатором. По мере повышения разности скоростей бортов скорость машины снижают до нуля и преобразуют движение в поворот нулевым радиусом.

Совмещение функций пускового цилиндра и основного /рабочего/ с возможностью работы после пуска в рабочем режиме как метод регулирования мощности реализуется без увеличения числа цилиндров. Такой принцип и метод реализуются цилиндрами без увеличения числа средств (цилиндров) - цилиндром пуска других цилиндров. Для передачи мощности двигателя потребителям машина имеет много вариантов исполнения вариаторов, из которых простой сотовой из двух конусов очевиден из чертежей 6, 8 и 9, изготовление которых возможно из раскроя - проката высокой готовности деталей /фиг.6г/. Аналогично и с возможностью регулирования разности скоростей бортов выполнена браслетная передача.

Способ управления включает вращение маховика средствами малой мощности и нитью или обгонной муфтой реверсивного действия - храповой передачей для вращения колеса и маховика - пуска цилиндра для пуска других цилиндров.

Машина использует движение силами ног и рук человека с возможностью повышения полезности для человека и машины. Это расширяет возможности работы в аварийных условиях.

По мере повышения разности скоростей бортов колеса одной оси снижают скорость машины до нуля и преобразуют линейное движение машины в поворотное и реализуют поворот нулевым радиусом.

Множество вариантов исполнения и управления позволяет выделить признаки более высокой важности:

машина содержит цилиндр для пуска и работы /пуска других цилиндров, вариатор сотовой передачи или браслетную передачу.

Способы управления вращением маховика средствами малой мощности и соединение нитью с цилиндрами, использование мускульной-биомеханической силы ног и силы рук, изменение числа цилиндров и согласование скоростей движения и поворота.

Шагание повышает в 20-100 раз потенциал ходовой части. Качение колес на транспортной скорости, шагание в поле /вдоль и поперек/ снижают ограничения мощности и производительности дифференциалом и буксованием колес. Шагание рабочих органов - шагоход исключает ограничения производительности в многих отраслях обработки почвы и грунтов. Это открывает пути развития механизации горного земледелия.

Облегчается поочередный пуск цилиндров и применение электрогидравлического эффекта для пуска гидростартером-муфтой-насосом-датчиком нагрузки-регулятором глубины /нагрузки/ известных двигателей и тракторов.

Подвеска имеет пневмогидрокамеры-цилиндры аварийного питания рулевого и тормозного управления, регулятора силуэта, положение на склоне.

Пуск одного, двух цилиндров после отключения от других возможен стартером малой мощности от конденсатора, от инерции маховика, даже от руки и ноги. Для этого нитевая передача ослабляется для отключения и затягивается для соединения и совместной работы. Такая нитевая связь регулирует число цилиндров, мощность в тяговом режиме, утилизацию сил торможения. В каждом случае регулируется скорость в тяговом и тормозном режимах.

Здесь торможение цилиндром в режиме компрессора-утилизатора кинетической энергии создает условия для накопления воздуха для пуска также, как торможение генератором для зарядки аккумулятора при торможении для пуска, и повышения мощности при перегрузке, например, на подъеме.

Сочетание механических, пневматических и электрических потоков совмещением функций упрощает конструкцию и эксплуатацию. Холодный пуск двигателя безопасен при отсутствии шатунов, коленвала, подшипников, сложной системы смазки. При этом исключение подогревателя упрощает конструкции и эксплуатацию машины, повышает безопасность работы в холодной зоне: облегчает обработку земли зимой и ремонт машин летом.

Перекладки поршней около мертвых точек, сил давления на боковые поверхности, нарушения форм /цилиндричности/ их и цилиндров из-за неравномерности износа, наличие шатунов, колен вала часто с подшипниками скольжения, изменение плеча сил/крутящего момента, необходимость непрерывной смазки, высокие требования к маслам, металлам, температурам снижает ресурс и работоспособность.

Нить с шариками или рычагами может преобразовать импульсы во вращение двух конусов сотового вариатора /фиг.5/ регулятора передаточного числа силовой передачи. Нитевой привод 21 к колесам как муфта-включатель ходовой части может отключать колеса от нитевого привода качения при включении шагающего привода рабочих органов. Нить шагания имеет две звездочки-шкивы с сотами связи с нитью или рычагом системы отбора силы для привода рабочих органов или прицепов-возов для перевозки грузов.

Двигатель с нитевым отбором мощности составляет средство пуска, регулятор режимов.

Два конуса составляют с нитью и шариками сотовый вариатор-регулятор скорости и разности скоростей. Две обгонные муфты отбора мощности для 2-х бортов совмещают функции механизма поворота и изменения скорости.

Вращающиеся массы можно использовать для ускорения и замедления. Ножной привод колес /фиг.10г/ дает здоровье людям.

Двух полупериодное выпрямление вращения и перемещения /взаимопреобразователя/ соответствуют требованиям различных машин. Адекватность сил и вращающих моментов реактивным значениям допускает совмещение функций датчиков и регуляторов, средств саморегуляции и адаптации к внешним условиям.

Возможно вращение и перемещение колес и рабочих органов нитевой передачей /без смазки/ при любой температуре. Поэтому к технико-экономической эффективности можно отнести:

- упрощение конструкции и эксплуатации двигателя, трансмиссии ходовой системы, механизмов поворота, торможения, регулирования мощности, нагрузки, скорости, - ручной, можно электро и пневмопривод, а привод силами людей полезно для них и машин,

- регулирование хода поршня, степени сжатия, числа цилиндров, режимов их пуска и работы без коленчатого и куличкового валов, шатунов, потерь энергии на трение, /ресурса/.

- пакетируемость цилиндров, изменение мощности и производительности,

- унифицируемость цилиндров двигателей различной мощности, компактность и агрегатируемость машинами любой навески.

Вариатор с двумя конусами из проката с сотами - ячейками (фиг.6, 8, 9) имеет дорожку для размыкания энергопотока, имеет упругость для защиты, органы управления /регулирования передаточного числа/, разности скоростей бортов и скорости с возможностью их согласования с радиусом поворота так, чтобы по мере повышения разности скоростей снижали радиус поворота и скорость до нуля.

Реверсивно храповой привод снижает расход нити и каждый вариант исполнения трансмиссии служит приводом колес, осей, бортов и рабочих органов.

Нитевой с бусиками сцепления привод шагающих средств может отобрать силу от нити. Храповик воспринимает импульсы сил любого хода /вперед, назад/, изменяет передаточное число и расширяет диапазон регулирования скорости и нагрузки. Изменением шага импульса храповика гладкой пластиной-сеператором храповика и зубчатки, радиусов нитевого огибания можно определять режим работы в 14 отраслях во всех странах.

Нить простая или с покрытием, с шариками из пластика или резины с полушкивами составляют вариатор сотовой передачи. Прокат таких деталей содержит замочное звено в виде шара /узла/ для отбора силы привода колес, осей, прицепов. Гибкость передачи допускает поворот колес. Спицы /лопатки/ делают колесо винтом - водоходным движителем.

Сотовый вариатор и нить с резиновой оболочкой составляют привод потребителей в режим качения, шагания их сочетания и повторения работ.

Сигнал о нагрузке в виде натяжения нити пружиной регулируемой упругости /нагрузки/ применим для саморегуляции скорости без усилителя.

Изобретение относится к мобильным машинам, двигателям, автомобилям, тракторам. В первом варианте машина содержит поршни на штоках в цилиндрах двигателя, силовую передачу энергии потребителям и механизм управления. Штоки поршней цилиндров двигателя соединены между собой секторами или шестернями. Второй вариант раскрывает машину, содержащую двигатель, силовую передачу и механизм управления. При этом силовая передача выполнена в виде вариатора шариково-сотовой или браслетной передачи. Достигается повышение экономичности машины. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

1. Машина, содержащая поршни на штоках в цилиндрах двигателя, силовую передачу энергии к потребителям (колесам и рабочим органам) и механизм управления, отличающаяся тем, что содержит сектора или шестерни связи между штоками поршней цилиндров двигателя.

2. Машина, содержащая двигатель, силовую передачу и механизм управления, отличающаяся тем, что имеет в силовой передаче вариатор шариково-сотовой или браслетной передачи.