Объемная машина Советский патент 1986 года по МПК F01C9/00 

ГчЭ

|

ел

О

со

Изобретение относится к машиностроению, в частности к машинам переменного рабочего объема.

Цель изобретения - повышение эффективности работы путем обеспечения изменения рабочего объема при изменении нагрузки.

На фиг. 1 изображена машина, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кинематическая схема машины при верхнем положении механизма изменения начального угла качания поршня; на фиг. 4 - кинематическая схема машины при среднем положении этого механизма; на фиг. 5 - кинематическая схема машины при нижнем положении механизма.

. Объемная машина состоит из корпуса 1, камеры 2 с плоской поверхностью 3 и циклоидными поверхностями 4, кривошипношатунного механизма, состоящего из коленчатого вала 5 и шатуна 6, поршня 7, соединенного с шатуном 6 и подвижной опорой 8 единым шарниром, выполненным в виде пальца 9, расположенного в расточках поршня 7, шатуна 6 и подвижной опоры 8. Участки пальца 9, расположенные в расточках поршня 7, выполнены эксцентрично участкам, расположенным в расточках подвижной опоры 8. Палец 9 находится во взаимодействии с подвижной опорой 8 посредством упругого элемента 10. Подвижная опора 8 снабжена полостью 11, соединенной с насосом высокого давления.

Поршень 7 имеет дниш,е 12, рабочая поверхность которого образована окружностью с геометрическим центром, расположенным в центре расточки поршня 7. Рабочая полость 13 переменного объема образована плоской и циклоидной поверхностями 3 и 4 рабочей камеры 2, замыкается днишем 12 поршня 7 и уплотняется уплотнениями 14.

Машина снабжена механизмом изменения начального угла качания Уо, выполненным в виде планетарной передачи, состояшей из водила 15, установленного на центральном валу 16, центральной шестерни 17 и сателлита 18. Последний установлен на коленчатом валу 5 соосно с его опорными подшипниками 19, расположенными в расточках водила 15, которое связано с упругим элементом 20 и демпфирующим устройством, выполненным в виде гидроцилиндра 21, в поршне 22 которого имеется дросселирующее отверстие 23 для перетекания жидкости из одной полости гидроцилиндра 21 в другую. Машина снабжена распределительным механизмом 24, распределительный вал 25 которого связан с центральным валом 16 планетарной передачи. На фиг. 3-5 заштрихованная площадь иллюстрирует изменение рабочего объема.

Машина работает следующим образом. При вращении коленчатого вала 5 в направлении по стрелке (л шарнир, соединяющий поршень 7, шатун 6 и подвижную опору 8, совершает возвратно-поступательное движение, а поршень 7 качается, перекатываясь рабочей поверхностью днища 12 по

плоской поверхности 3 камеры 2, причем кромки поршня 7 перемещаются по ее циклоидным поверхностям 4.

Вращение коленчатого вала 5 через сателлит 18 и центральную щестерню 17 передается на центральный вал 16, вращающийся по стрелке (й2. При этом момент на водиле 15 определяется моментами на коленчатом валу 5 и на центральном валу 16. Под действием этого момента водило 15 поворачивается вокруг центрального вала 16, сжимая упругий элемент 20 на величину, определяемую величиной этого момента. При этом гидравлическое демпфирующее устройство за счет сопротивления перетеканию жидкости, оказываемого дросселирующим отверстием 23, гасит колебания,

0 возникающие при работе машины. При изменении внешней нагрузки изменяется момент на водиле 15 и соответственно изменяется и его положение, т.е. изменяется положение опорных подшипников 19 коленчатого вала 5 относительно циклоидных

5 поверхностей 4.

Таким образом изменяется начальный угол качания фо при практически постоянном рабочем угле качания срр, что приводит к изменению полного рабочего объема, который увеличивается при увеличении начального угла качания.

При указанном направлении вращения коленчатого вала 5 полный рабочий объем увеличивается при увеличении внешней нагрузки. Данная конструкция механизма

изменения начального угла качания поршня 7 является саморегулируемой системой и не требует дополнительной системы управления. Механизм изменения начального угла качания может быть выполнен в виде клинового, винтового, либо любого другого меха0 низма, например, гидравлического, обеспечивающего перемещение опорных подшипников относительно циклоидных поверхностей.

В этом случае необходима дополнительная система управления данным механиз5 мом. Регулировка может производиться по любой заданной характеристикегпри постоянной мощности, при постоянной частоте вращения вала, в зависимости от давления, от частоты вращения вала и т.д.

В объемной машине изменение полного рабочего объема происходит при практически постоянной степени сжатия. При изменении полного рабочего объема в 2,28 раз степень сжатия изменяется от 7,6 до 8,6. Это позволяет использовать предлагаемую

5 объемную мащину в качестве двигателя внутреннего сгорания. При этом возможность бесступенчатого изменения полного рабочего объема, а следовательно, и крутящего

момента на коотенчатом валу в зависимости от внешней нагрузки непосредственно в процессе работы позво/гяет существенно повысить -экономичность двигателя и упростить трансмиссию и управление.

Формула изобретения

1. Объемная машина, содержащая корпус с рабочей камерой, образованной циклоидными и плоскими поверхностями, поршень с днищем, выполненным по окружности, в геометрическом центре которой расположен шарнир с направляюца,ей, , соединенный с шарниром поршня и с шатунной шейкой коленчатого вала, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем обеспечения изменения рабочего объема

1 10 2 7 4

15

при изменении нагрузки, она снабжена валом отбора мощности и механизмом изменения начального угла качания поршня, соединенным с опорными шейками коленчатого вала, а последний установлен с возможностью перемещения и кинематически связан с валом отбора мощности.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что механизм изменения начального угла качания поршня выполнен в виде упругодемпфирующего устройства и водила с центральной осью, один конец которого соединен с опорной шейкой коленчатого вала, а другой конец соединен с упруго-демпфирующим устройством, причем коленчатый вал соединен с валом отбора мощности при помощи блока шестерен, а центральная ось водила закреплена в корпусе.

2ff

12

}9

Фиг. 2

В.м. т

20

Фиг. 5

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности работы путем обеспечения изменения рабочего объема машины. Последняя имеет рабочую камеру, образованную циклоидными и плоскими поверхностями. Дниш,е поршня выполнено по окружности, в геометрическом центре которой расположен шарнир с направляющей, с которым соединен шатун. Последний соединен с шатунной шейкой коленчатого вала, а его опорные шейки соединены с механизмом изменения начального угла качания поршня. Коленчатый вал имеет возможность перемешаться и кинематически связан с валом отбора мощности. Механизм изменения начального угла качания выполнен в виде планетарной передачи, состоящей из водила,установленного на центральном валу, центральной шестерни и сателлита. Вращение коленчатого вала через сателлит и центральную шестерню передается на центральный вал. Момент на водиле определяется моментами на коленчатом и центральном валах, и под его действием водило поворачивается вокруг центрального вала. При изменении внешней нагрузки изменяется момент на водиле, и соответственно изменяется его положение, так как изменяется положение опорных подщипников коленчатого вала от(Г носительно циклоидных поверхностей. Изменяется начальный угол качания при праксл тически неизменном рабочем угле качания, что приводит к изменению полного рабочего объема. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.