Передаточный к рабочему валу механизм в поршневых машинах Советский патент 1935 года по МПК F01B9/02 

К авторскому свидетельству Н. Ф. Соколова, заявленному 7 января 1934 года (спр. о перв. № 140091).

о выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 марта 1935 года.

В существующих двигателях поршневое усилие передается на вращающийся вал посредством шатунно-кривошипного механизма. Конструктивное условие этого механизма, в виду ограничения длины шатуна определенным максимумом, ставит серьезные препятствия для увеличения расщирения пара или газов в одном цилиндре, в связи с чем недостаточно используется рабочее тело в цилиндре и давление при выхлопе пара достигает 4 атмосфер.

В предлагаемом передаточном к рабочему валу механизме, вместо кривошипного механизма, вводится коленчатый рычаг, который позволяет значительно увеличить ход поршня, а тем самым увеличивается расширение пара или газов, что дает значительное приращение мощности двигателя.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез механизма; фиг. 2- видоизменение механизма; фиг. 3-схематический вид сбоку зубчатой передачи, с целью сцепления обеих осей; фиг. 4- то же, вид сверху.

В предлагаемом передаточном к рабочему валу механизме в поршневых машинах, вместо обычного кривошипношатунного механизма, применен шарнирный рычаг 3, 4, 5 (фиг. 1), который в шарнире 4 сочленен с шатуном 2 меха(168)

низма; своим концом 5 означенный рычаг удерживается неподвижно, а концом 5 движется по горизонтальной направляющей //, нажимает на криволинейный выступ б диска 7, приводящего во вращение вал 12 двигателя.

С целью сцепления обеих осей 13 (фиг. 3 и 4) в механизме применена зубчатая передача 14, 14.

При работе предлагаемого передаточного механизма поршневое усилие, через шток 7 и шатун 2, передается с помощью коленчатого рычага 3, 4, 5 на выступ 6 диска 7, каковой приводит во вращение вал J2 двигателя. Выступ б представляет развертку соответствующего радиуса круга.

Передача усилий концом 5 коленчатого рычага осуществляется следующим образом: на диске 7 имеются два выступа 6, которые построены как развертки окружности радиуса (окружность движения пальца кривошипа), причем один выступ 6 служит для прямого хода, а другой-для обратного. Давление пальца рычага, посредством ролика /(, передается на выступ, причем при вращении диска 7 и повороте выступа 6 давление от ролика будет всегда перпендикулярным к нривой опоре, а ролик будет давить на выступ и одновременно по нему. катиться. Вертикальное же усилие пальца рычага воспринимается горизонталью 11, по которой скользит конец рычага. При обратном ходе поршня (фиг. 1) имеется аналогичный коленчатый рычаг, действующий снизу на выступ 6 таким jjte образом, как описано для верхнего рычага.

Необходимость большого сжатия в паровом двигателе при коленчатом рычаге отпадает, так как, по характеру работы, целесообразность высокого давления не оправдывается, тогда как при рассмотрении поршневых тангенциальных диаграмм видно, что большое сжатие необходимо для целей предохранения цилиндра от охлаждения, а тем самым уменьшения конденсации пара. Утеплить же цилиндр и уменьшить конденсацию пара можно посредством отходящего пара или путем трубок Перкинса; температура (300) создает вполне нормальные условия для поступающего свежего пара. Небольшое сжатие для преодоления сил инерции возможно получить от внутреннего давления пара в конце расширения и особого устройства, при котором второй ролик на конце рычага, опираясь на внешнюю часть спиральной опоры при повороте выступа, дает соответствующее сжатие. Реверсивность двигателя достигается попеременным закреплением точки 3 или 5 коленчатого рычага 3, 4, 5.

Давая дискам 7 опору (земля, рельсы), т. е. вводя сопротивление, можно получить самодвижущийся экипаж; при свободном положении дисков получается стационарный двигатель.

Согласно видоизменению механизма (фиг. 2) применяется второй коленчатый рычаг 3, 4, 5 с неподвижной точкой 3, соединенной с шарниром 4 тягой 4, 4. В этом случае при движении сверху вниз поршня усилие передается штоком или дополнительным шатуном коленчатому рычагу 3, 4, 5; при неподвижной точке 3 спираль б, б и рычаг последовательно занимают положение, указанное в верхней части фиг. 2; при этом ролик 5, передавая усилие через спираль с моментом 5, 72, заставляет диск 7 повернуться влево на 180°, при приходе поршня в нижнее положение. При вращении диска 7 влево, экипаж, опираясь на рельс, благодаря трению, катится влево.

При верхнем положении коленчатого рычага 3, 4, 5 нижний коленчатый рычаг 3, 4, 5, при неподвижной точке 3, передает аналогичное движение точкой 5 на спираль 6, 6 правого диска, поворачивая его также влево. При нижнем положении порщня, нижний коленчатый рычаг занимает положение 3, 4, 5, и при ходе поршня вверх коленчатого рычага спирали б занимают последовательно положения, указанные в нижней части чертежа, причем при неподвижной точке 3 рычаг роликом 5, через спираль б правого диска, передавая усилие на этот диск, вращает его также влево. Следовательно, левый диск под давлением верхнего рычага поворачивается на 180°; дальнейший поворот на ISO этого диска производится благодаря трению и качению по рельсу от передаваемого усилия на правый диск, при вращении влево. При движении поршня снизу вверх ролик 5 отстает от спирали и, двигаясь по горизонтали //, приходит в первоначальное положение 5, к каковому моменту спираль б также приходит в свое первоначальное положение, и движение повторяется.

В случае отсутствия надобности в реверсивности движения коленчатый (стационарный) рычаг может одновременно передавать обеими точками 5 и 5 усилие на два диска.

Предмет изобретения.

1.Передаточный к рабочему валу механизм в поршневых машинах с двумя рабочими валами, отличающийся применением шарнирного рычага 5, 4, 5, который в шарнире 4 сочленен с шатуном машины, своим концом 3 удерживается неподвижно, а концом 5 движется по направляющей /7 и нажимает на криволинейный выступ б диска, закрепленного на рабочем валу 72, причем для изменения направления движения машины неподвижно удерживается конец 5, а конец 3 действует на соответственно расположенный выступ б диска на другом валу (фиг. 1).

2.Видоизменение механизма по п. 1, отличающееся применением второго рычага 3, 4, 5 с неподвижно удерживаемой точкой 5, соединенной с шарниром 4 тягой, 4. 4 (фиг. 2).

3. В механизме по п. 1 применение зубчатой передачи 14, 14 с целью сцепления обеих осей 13, 13 (фиг. 3,.4).

Фиг1ФиГ.ЗФиг.4

гШ . . /Л