Поршневая расширительная машина Советский патент 1991 года по МПК F01B9/02 F01B23/02 

Vt 5 70 11 15 Ч 75 5 М 73

Изобретение относится к мапино- строению, а именно к расширительным газовым машинам. Целью изобретения является повышение эффективности работы машины. Поршневая расширительная машина содержит корпус 1, размещенные в нем поршни 2 и 3, полости высокого 4 и низкого Ь давлений, коленчатый вал 6, соединенный с поршнями 2 и 3 и размешенным в цилиндрическом корпусе 7 с впускными 8 и выпускными 9 окнами, механизмом газораспределения, состоящим из наружно- - го 10 и внутреннего 11 концентричных золотников и приводов их .е- ния 12 и 13, окна 14 и 15 на боковой поверхности наружного золотника 8. Приводы выполнены в виде кривошипно- шатунпых механизмов с коленчатыми валами 16 и 17, шатунами 18 и 19 и коническими зубчатыми передачами 20 и 21 .Машина содержит также зубчатый планетарный механизм 22 с эпициклической шестерней 23 и рычагом управления 24, кроне того, дополнительный зубчатый планетарный механизм 25, который может быть выполнен в виде зубчатой винтовой передачи, одна из шестерен которой имеет рычаг управления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

31

Изобретение относится к машиностроению, я именно к расширительным газовым машинам, и может быть использовано для привода транспортных средств.

Целью изобретения является повышение эффективности работы машины.

На фиг.1 представлена функциональная схема расширительной машины; на фиг.2 - привод наружного золотника через зубчатую винтовую передачу.

Поршневая расширительная машина содержит корпус 1, размещенные в нем поршни 2 и 3, полости высокого 4 и низкого 5 давления, коленчатый вал 6, соединенный с поршнями 2 и 3 и с размещенным в цилиндрическом корпусе 7 с впускными 8 и выпускными 9 окнами, механизмом газораспределе

ния, состоящим из наружного 10 и внутреннего 11 концентричных золотников и приводов 12 и 13 их перемещения, |окна 14 и 15 на боковой поверхности наружного золотника 10, причем внут- ренний золотник 11 установлен с возможностью осевого перемещения относительно наружного 10. приводы 12 и 13 каждого золотника 10 и 11 выполнены в виде кривошипно-шатунных меха- низмов с коленчатыми валами 16 и 17, шатунами 18 и 19 и коническими зубчатыми передачами 20 и 21, причем привод 12 наружного золотника 10 кине

матически связан через коническую зуб- низкого 5 давлений. При движении порчатую передачу 20 с коленчатым валом 6, а привод 13 внутреннего золотника

11свяэан с последним через коническую зубчатую передачу 21 и зубчатый планетарный механизм 22 с эпициклической шестерней 23 и рычагом 24 управления движением внутреннего золотника 11, а также дополнительный зубчатый планетарный механизм 25 с эпициклической шестерней 26 и рычагом

27 управления, связанным с приводом

12наружного золотника 10 и конической зубчатой передачей 20.

шня 2 от верхней мертвой точки рабочее тело расширяется. При движении наружного золотника 10 вправо наступает момент, когда окно 14 низкого

до давления соединяет полость над поршнем 2 с полостью 5 низкого давления. При дальнейшем движении поршня 2 вниз рабочее тело низкого давления посту- пает в полость над поршнем 2, т.е.

45 происходит процесс наполнения, который заканчивается, когда наружный золотник 10, двигаясь вправо, доходит до своего крайнего положения,

продолжает движение в обратном наКроме того, дополнительный зубча- 5Qправлении и окно 14 низкого давления

тый планетарный редуктор может бытьразобщает полость над поршнем 2 и повыполнен в виде зубчатой винтовой пе-лость 5 низкого давления, редачи 28, состоящей из двух взаимосвязанных винтовых шестерен 29 и 30,

причем шестерня 29 жестко соединенакрайнего положения и начинает двигать11 « «w-n - -л л т л tm. тттт a гтг г%тто с г э

Внутренний золотник 11 при этом, двигаясь влево, доходит до своего

--1 л - - - - f

с коленчатым валом 6, а шестерня Ы имеет рычаг 31 управления и установлена на валу 32 с возможностью перемещения вдоль его оси.

ся вйраво. При окончании процесса наполнения полость над поршнем 2 не-, которое время не сообщается с полостями 4 и 5 высокого и низкого дав

5

0

5 0

ГГоршневая расширительная машина работает следующим образом.

На режимах, в которых рабочее тело высокого давления, расширяясь в полостях над поршнями 2 и 3, отдает свою энергит коленчатому валу 6, т.е. на режимах получения на коленчатом валу 6 полезного крутящего момента, работа расширительной машины осуществляется точно так, как и в известном техническом устройстве. Однако в эксплуатации возникает необходимость обратимости расширительной машины, служащей для привода транспортных средств. Такая обратимость используется для осуществления заднего хода транспортного средства и для режимов экстренного торможения.

Перевод расширительной машины в обратимый режим работы осуществляется следующим образом.

При помощи рычагов 24 и 27 управления Лаза движения наружного золотника 10 и внутреннего золотника 11 одновременно изменяется на 180 относительно цикпически движущихся поршней 2 и 3. При приближении поршня 2 к своей верхней мертвой точке наружный золотник 10 движется вправо, а не влево, как в известном устройстве. Внутренний золотник 11 при этом движется влево. Полость над поршнем 2 отключена от полостей высокого 4 и

низкого 5 давлений. При движении поршня 2 от верхней мертвой точки рабочее тело расширяется. При движении наружного золотника 10 вправо наступает момент, когда окно 14 низкого

давления соединяет полость над поршнем 2 с полостью 5 низкого давления. При дальнейшем движении поршня 2 вниз рабочее тело низкого давления посту- пает в полость над поршнем 2, т.е.

происходит процесс наполнения, который заканчивается, когда наружный золотник 10, двигаясь вправо, доходит до своего крайнего положения,

лость 5 низкого давления,

Внутренний золотник 11 при этом, двигаясь влево, доходит до своего

крайнего положения и начинает двигатьл « «w-n - -л л т л tm. тттт a гтг г%тто с г э

ся вйраво. При окончании процесса наполнения полость над поршнем 2 не-, которое время не сообщается с полостями 4 и 5 высокого и низкого давлений, т.е. происходит процесс сжатия рабочего тела. Наружный золотник 10, двигаясь влево, окном 15 высокого

давления соединяет полость высокого давления 4 и полость над поршнем 2. Рабочее тело из этой полости поршнем 2, двигающимся к своей верхней мертвой точке, начинает вытесняться в полость 4 высокого давления. Этот про цесс выталкивания прекращается в момент, когда внутренний золотник 11,. двигающийся вправо, перекрывает окно 15 высокого давления наружного

золотника 10, движущегося влево,Окон- 15 се с впускными и выпускными окнами

чание процесса выталкивания совпадает с достижением поршня 2 своего верхнего мертвого положения. Затем весь описанный 1гикл работы, состоящий из тактов наполнения, сжатия, переталкивания и расширения, повторяется вновь.

Расширительная машина, таким образом, работает в режиме поршневого компрессора. В полости над поршнем 3 рабочие процессы сдвинуты на 180Г,. Рабочие процессы в полости над поршнем 2 происходят аналогично.

Изменение фазы движения наружного золотника 10 относительно циклически движущихся поршней 2 и 3 осуществляется изменением положения либо рычага 27 управления, жестко соединенного с эпициклической шестерней 26 зубчатого планетарного механизма 25, либо изменением положения рычага 31 управления, связанного с винтовой шестерней 30, которая, поворачиваясь, изменяет фазу вращения вала 32 относительно коленчатого вала 6.

Если описанная работа поршневой расширительной машины происходит в период времени, когда транспортное средство находится в движении, то рабочее тело высокого давления подается навстречу движущимся поршням 2 и 3 и транспортное средство тормозится.

Если транспортное средство начинает движение.с переведенными на 180

по фазе наружным и внутренним золот- инками 10 и 11, то транспортное средство двигается назад, т.е. осуществляется задний ход.

Формула изобретения

механизмом газораспределения, со стоящим из наружного и внутреннего концентричных золотников и приводов их перемещения, причем внутренний золотник установлен с возможностью осевого перемещения относительно наружного, привод каждого золотника выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма с коленчатым валом и зубчатой передачи, привод наружного золотника кинематически связан через коническую зубчатую передачу с коленчатым налом, а привод внутреннего золотника связан с последним через

коническую зубчатую передачу и зубчатый планетарный механизм с эпициклической шестерней и рычагом управления движением внутреннего золотника, отличающаяся тем, что, с

- целью повышения эффективности работы, машина снабжена дополнительным зубчатым планетарным механизмом, связанным с приводом наружного золотника и конической зубчатой передачей.

31

Редактор А.Шандор

Составитель А.Павлов

Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская

Заказ 422

Тираж 319

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

б

&Ј&

U

Г

Фиг 2

Подписное