Объемная поршневая машина Советский патент 1986 года по МПК F02B75/26 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в компрессорах, расширительных машинах в двигателях специальных схем для особых целей, речных и морских судах и других областях техники, и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. № 1038510.

Цель изобретения - обеспечение боле плавной работы двигателя путем уменьшения инерционных сил, а также возможность получения большего хода поршня без значи- тельного увеличения габаритов по высоте.

На фиг. 1 показана принципиальная конструкция объемной машины; на фиг. 2 - пояснительная схема для определения зависимостей между звеньями кинематиче- ской цепи; на фиг. 3 - механизм привода поршня объемной поршневой машины, изо- метрия.

Объемная поршневая машина содержит картер 1 и жестко соединенный с ним цилиндр 2 с цилиндровой крышкой 3 и запаль- ной свечой 4. В цилиндре 2 размещен поршень 5 со штоком 6. Последний шарнирно соединен с шатуном (рычагом) 7, противоположный конец которого соединен с моты- левой шейкой 8 кривошипа. На щеку 9 кривошипа с возможностью скольжения установлено кольцо 10 (шарнирно). Посредством оси 11 кольцо 10 соединено с серединой коромысла 12, один конец которого шарнирно соединен при помощи оси 13 со штоком 6, а второй - с ползуном 14. Послед- НИИ расположен в горизонтальных направляющих 15. При этом длина / шатуна (рычага) 7 по центрам шарниров равна радиусу кривошипа 9 коленчатого вала и составляет cosa/2 от длины L коромысла 12.

Работа бесшатунного двигателя внутрен- него сгорания осуществляется следующим образом.

Под действием расширяющихся газов, образующихся при сгорании горючей смеси в камере сгорания, поршень 5 со штоком 6 перемещается вниз до крайнего положения, как показано пунктиром на величину хода поршня. Н (фиг. 1). При этом центр оси 13 перемещается строго по вертикали, а центр шарнира, соединяющего противоположный конец коромысла 12 с ползуном 14,строго перемещается по горизонтали. Центр оси 11

перемеш,ается по дуге с радиусом, равным половине длины коромысла 12, согласно известной теореме о центроиде. В период перемещения поршня 5 со штоком 6 в нижнее крайнее положение рычаг 7 непрерывно вращается вокруг центра мотылевой шейки 8 кривошипа 9 (фиг. 1, пунктир). Под действием инерционных или других сил кривошип начинает поворачиваться с нижнего крайнего положения в верхнее, при достижении которого цикл в цилиндре повторяется точно так же как это осушествляется в обычных классических двигателях внутреннего сгорания.

При определении длины / шатуна следует иметь ввиду, что согласно фиг. 2 точка А скользит по оси ординат У-У, а точка Б - по оси ординат X-X. Тогда середина коромысла (точка С) перемещается по окружности с радиусом R, где R L/2,

Для определения длины / шатуна 7 из точки С проводят перпендикуляр к оси ординат У-У и получают точку К.

Из треугольника АСК определяют длину /

/ : 75 Cosa;

21 L-Cos «c,

отсюда

/ л Cos а.

При таком выполнении обеспечивается увеличение хода поршня без значительного увеличения по высоте.

Из равнобедренного треугольника ОСА следует, что I г (радиус кривошипа), если / г, то механизм неработоспособен, так как шатун 7 не вращается вокруг точки К при перемещении точки А по ординате Y-Y, а работает как обычный шатун, т.е. совершает колебательное движение, как это происходит в обычных классических двигателях внутреннего сгорания. Оптимальным углом а для определения длины / шатуна 7 следует считать угол 45°, так как при этом угле ползун 14 не заходит в зону кольца 10 при верхнем крайнем положении коромысла 12. При этом снижаются нагрузки на скользящие детали машины.

12

Составитель Г. Смирнова

Редактор С. ЛисинаТехред И. ВересКорректор А. Знмокосов

Заказ 4104/34Тираж 523Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4