Бесшатунный механизм поршневой машины Советский патент 1986 года по МПК F16H21/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к поршневым машинам, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, насосах, компрессорах и т.п. преимущественно двухзального типа.

Цель изобретения - повьпиение надежности и КПД механизма путем устранения боковых усилий, возникающих в парах поршень - цилиндр.

На фиг. 1 показана кинематическая схема механизма} на фиг. 2 - вид А на фиг. 1} на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - вариант исполнения механизма с десятью цилиндрами

Механизм содержит основные передний 1, задний 2 и промежуточные 3 и 4 кривошипы, выполненные в виде одинаковых дисков с зубчатыми венцами. Все кривошипы связаны между собой зубчатой передачей в виде четырех зубчатых колес 5, жестко закрепленных на соединительном валу 6, и двух промежуточных зубчатых колес 7, Кривошипы 1 и 3 связаны с колесами 5 непосредственно, а кривошипы 2 и 4 - через промежуточные колеса 7.

В кривошипах 1-4 выполнены гнезда 8 под подшипники коленчатых валов. В гнездах 8 кривошипов 1 и 3 размещены коренные шейки коленчатого вала 9, на шатунной шейке которого с возможностью вращения размещен шток 10, связанный с поршнем 11. В гнездах 8 кривошипов 2 и 4 размещены коренные шейки коленчатого вала 12, на шатунной шейке которого также размещен шток 13, связанньш с поршнем 14.

Плечи коленчатых валов 9 и 12, взаимодействующие соответственно с кривошипами 3 и 4, образуют симметричные двуплечие рычаги, связанные между собой цилиндрическим шарниром 15. На шарнире 15 также можно разместить шток, связанный с дополнительным поршнем. На продолжении штока 10 и 13 также можно установить поршни. В результате может быть получена двухвальная десятицилиндрова машина (фиг. 5).

Симметрично основным кривошипам 1-4 установлены дополнительные кривошипы 16-19, полностью аналогичные им по конструкции и взаимодействующие с ними через зубчатые венцы. В

гнездах 8 кривошипов 16 и 17 размещены коренные шейки дополнительного коленчатого вала 20, а в гнездах кривошипов 18 и 19 - коренные шейки

дополнительного коленчатого вала 21. Валы 20 и 21 по конструкции аналогичны валам 9 и 12, установлены симметрично им и также связаны между собой шарниром 15.

Шатунные шейки валов 9 и 20, а также валов 12 и 21, размещенные соответственно в двух параллельных плоскостях, связаны между собой стержнями 22 и 23. На шатунных шейках валов 20 и 21 с возможностью вращения размещены штоки 24 и 25 соответственно. Стержень 22 жестко соединен со штоками 10 и 24, а стержень 23 аналогично - со штоками 13 и 25. Штоки

24 и 25 вторыми концами связаны с поршнями 26 и 27 соответственно, а поршни 11, 14, 26 и 27 размещены в цилиндрах 28 - 31.

Работоспособность механизма обеспечивается при условии, что плечи всех коленчатых валов и радиусы всех кривошипов имеют одинаковую величину.

Механизм работает следующим образом.

При рабочем ходе, например,поршней 11 и 26 штоки 10 и 24 приводят во вращение соответственно коленчатые валы 9 и 20, которые, в свою очередь, сообщают вращение кривошипам 1, 3

и 16, 17. При этом шатунные шейки валов 9 и. 20,совершают возвратно- поступательное перемещение в параллельных плоскостях, проходящих соответственно через оси вращения кривошипов 1, 3 и 16, 17. Шарниры 15 также совершают возвратно-поступательное перемещение в плоскости, проходящей через оси вращения кривошипов 1,3 и 16, 17 и перпендикулярной плоскостям перемещения шатунных шеек валов 9 и 20.

Вращение всех кривошипов синхронизировано через их зубчатые венцы, взаимодействующие между собой и с

колесами 5 вала 6. При этом кривошипы 2 и 4 связаны с колесами 5 через промежуточные колеса 7, благодаря чему кривошипы 2 и 4 и связанные с ними кривошипы 18 и 19 вращаются противоположно соответственно кривошипам- 1, 3 и 16, 17. При этом поршни 14 и 27 работают противофазно поршням 11 и 26.

Рабочую нагрузку снимают или с соединительного вала 6, или с осей любого из кривошипов 1, 2, 16 и 1 . Возникающие при работе механизма боковые усилия воспринимаются стерж12229484

нями 22 и 2 и благодаря симметрии механизма замыкаются на них. При этом штоки 10, 13, 24 и 25 и связанные с ними поршни I 1 , 14 и 26 полностью освобождаются от боковых нагрузок.

29

в

2i

ВидА

i5

Фиг.2

3IH31) -

i6{rr}- г(г5}

«г8(гз)

-//// ;

Ш З)