Аксиально-поршневая машина с регулируемым рабочим объемом Советский патент 1992 года по МПК F01B31/02 

снабжены шатунами 9, шарнирно связанными с качающейся шайбой 10. Шайба 10 имеет шарнирное соединение для фиксации ее от вращения. Ступица 11 опирается на шаровой кулак 14, соединенный с ползуном 17. установленным в картере 1 с возможностью перемещения вдоль оси вала 4. Вал 4 снабжен хвостовиком 18, размещенным в блоке цилиндров 6, и связан с приводом 22 газораспределительного механизма 24. П 3 установлен внутри кулака 14. Шайба 10 снабжена опорой, выполненной в виде кольца 15 со сферической наружной поверхностью, расположенного внутри ступицы 11 на

шейке 5 с возможностью перемещения вдоль нее. Шарнирное соединение 29 выполнено в виде промежуточного кольца 32 и карданных шарниров 30, 31. Шарниры 30, 31 снабжены кольцами. На наружной поверхности колец диаметрально расположены шины, входящие в П. В каждом кольце выполнена пара диаметрально расположенных отверстий, в к-рых размещены игольчатые П, охватывающие шины, выполненные на ступице 11 и на втулке 44, связанной с ползуном 17. Для ограничения хода ползуна 17 установлена сменная шайба. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение м.б. использовано о двигателях, компрессорах, насосах аксиально- поршневого типа с качающейся шайбой. Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение габаритов машины с регулируемым объемом. В картере 1 на подшипнике (П) 2 установлен коленчатый вал 4 с косой шейкой 5. Поршни 8 блока цилиндров 6 «2 J7 сл С XI XI О СЛ чэ о 27

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в двигателях, компрессорах или насосах аксиально-поршневого типа с качающейся шайбой.

Целью изобретения является повышение надежности и компактность машин.

На фиг.1 показана аксиально-поршневая машина; на фиг.2 - продольный разрез машины при выдвинутом ползуне: на фиг.З - то же, при втянутом положении ползуна; на фиг.4 - поперечное сечение по одному из карданных шарниров.

Машина содержит установленные в картере 1 на подшипниках скольжения 2 и 3 коленчатый вал 4 с косой шейкой 5; блок цилиндров 6. в гильзах 7 которого расположены поршни 8, шарнирно соединенные с шатунами 9. Последние, в свою очередь, шарнирно соединены с качающейся шайбой 10, имеющей ступицу 11, которая через вкладыши 12 и 13 опирается на шаровой кулак 14 и на сферическую наружную поверхность кольца 15. Кольцо 15 установлено на косой шейке 5 с возможностью перемещения вдоль нее. Подшипник 2 коленчатого вала 4 установлен в картере 1, а подшипник 3 размещен внутри шарового кулака 14. соединенного с задним концом 16 полого ползуна 17. Хвостовик 18 коленчатого вала 4 расположен перед подшипником 3 и размещен в отверстии 19. выполненном в ползуне 17. Ползун 17 снабжен передней 20 и задней 21 опорами и механизмом привода 22. Опоры 20 и 21 закреплены на ползуне 17 и перемещаются в блоке цилиндров 6 вместе с ползуном 17. Причем опора 21 зафиксирована в блоке цилиндров 6 от поворота. В передней части 23 машины размещен механизм 24 привода газораспределителя 25.

Привод клапанов 26 осуществляется от кулачкового вала 27, связанного с коленчатым валом 4 через зубчатую передачу 28. Качающаяся шайба 10 зафиксирована от вращения с помощью шарнирного соединения 29, состоящего из двух карданных шарниров 30 и 31, связанных между собой посредством промежуточного кольца 32. Карданный шарнир 30 имеет кольцо 33 с парой диаметрально расположенных на его наружной поверхности шипов 34 и 35, установленных на игольчатых подшипниках 36 и37 в промежуточном кольце 32. В кольце 33 имеется пара диаметрально расположенных отверстий 38 и 39, в которых размещены игольчатые подшипники 40 и 41, охватывающие дополнительные шипы 42 и 43 на втулке 44, связанной через опору 21 с ползуном 17. Другой карданный шарнир 31 имеет аналогичное кольцо 45. в котором выполнены два диаметрально расположенных отверстия 46 и 47, в которых размещены игольчатые подшипники 48 и 49, охватывающие дополнительные шипы 50 и 51 на ступице 11

качающейся шайбы 10.

Угол между осью шипов 34 и 35 и осью отверстий 38 и 39 в кольце 33 под шипы 42 и 43 и осью отверстий 46 и 47 в кольце 45 под шипы 50 и 51 составляет 90°.

Машина в режиме двигателя работает следующим образом.

Давление от горячих газов в гильзах 7 блока цилиндров 6 воздействует на поршни 8. Усилия, возникающие на поршнях 8, через шатуны 9 передаются на качающуюся шайбу 10 и через ее опоры (шаровой кулак 14 и кольцо 15) передаются на коленчатый вал 4, заставляя его вращаться в подшипниках 2 и 3. При работе двигателя качающаяся

шайба 10 удерживается от вращения с помощью карданных шарниров 30 и 31. связанных между собой с помощью промежуточного кольца 32. Возникающий реактивный крутящий момент передается через шипы 50 и 51 ступицы 11 качающейся шайбы 10, кольцо 33, шипы 33 и 35, промежуточное кольцо 32 и далее через шипы 42 и 43 на втулку 44, опору 21 и далее на блок цилиндров 6 двигателя. При включении механизма 22 привода ползуна 17 последний перемещается вдоль оси коленчатого вала 4. следствием чего является перемещение подвижных опор 14 и 15 качающейся шайбы 10, изменение угла ее качания и ее перемещение. Изменение положения качающейся шайбы 10 обуславливает соответствующее изменение хода поршня 8 и рабочего объема двигателя, обеспечивая возможность регулирования рабочего объема машины путем перемещения передней опоры - шарового кулака 14 качающейся шайбы 10. Величина перемещения опоры 14 качающейся шайбы 10 в направлении увеличения рабочего объема ограничивается шайбой 52. Изменение толщины этой шайбы позволяет варьировать максимальным рабочим объемом для удовлетворения ограничений по величине налоговой мощности при экспорте двигателя в разные страны.

Благодаря введению дополнительного подшипника 3 коленчатого вала 4, размещенного внутри этой опоры 14, дополнительной опоры 15. качающейся шайбы 10, выполненной в виде размещенного внутри е&ступицы 11 подвижного кольца 15 со сферической наружной поверхностью, а также наличию передней 20 и задней 21 опор ползуна 17, достигается снижение нагруженно- сти коленчатого вала 4 и его подшипников 2 иЗи повышение жесткости конструкии, способствующие повышению надежности работы машины в целом. При этом шаровой кулак 14 не только служит как передняя подвижная опора качающейся шайбы 10, но и одновременно выполняет функцию центрирования узла шарнирного соединения 29, обеспечивающего фиксацию качающейся шайбы 10 от вращения. Выполнение этого соединения в виде сдвоенного карданного шарнира 30 и 31 позволяет снизить вибрации и уровень нагрузок в передающих звеньях и выполнить этот шарнир более компактным с меньшей массой. Размещение участка ступицы 11, охватывающей шаровой кулак 14. внутри шарнирного

соединения 29 позволяет использовать цельный коленчатый вал 4 необходимой длины для размещения на нем устройств для отбора мощности как с заднего, так и с

5 переднего его конца, в том числе и для привода 25 механизма газораспределения, что способствует повышению компактности машины.

Таким образом, заявляемое техниче0 ское решение обеспечивает повышение надежности машины при одновременном обеспечении и компактности.

Формула изо&ретения

оси вала, привод газораспределительного механизма, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов, коленчатый вал снабжен хвостовиком, размещенным в блоке цилиндров

0 и связанным с приводом газораспределительного механизма, и подшипником, установленным внутри шарового кулака, качающаяся шайба снабждена дополнительной опорой, выполненной в виде кольца

5 со сферической наружной поверхностью, расположенного внутри ступицы на косой шейке коленчатого вала с возможностью перемещения вдоль нее.

в виде промежуточного кольца с подшипниками и двух карданных шарниров, каждый из которых снабжен кольцом с парой диаметрально расположенных на его наружной

5 поверхности шипов, входящих в подшипники промежуточного кольца, причем в каждом кольце карданных шарниров выполнена пара диаметрально расположенных отверстий с подшипниками, оватывз0 ющими дополнительные шипы, выполненные на ступице качающейся шайбы и на элементе, связанном с ползуном.

5 она снабжена сменной шайбой.

Фиг. f

ч

w

32

по

. 33