Поршневой двигатель Советский патент 1974 года по МПК F01B3/02 F02B75/26 

1

Изобретение относится к двигателестроенню.

Известны поршневые двигатели преимущественно внутреннего сгорания, содержащие неподвижный блок с расположенными по5

окружности цилиндрами. В центре блока размещен силовой вал, несущий по торцам блока наклонные щайбы с качающимися кольцами, снабженными двумя роликовыми подщипниками, беговые дорожки котчэрых вьшолнены ко-: ю нусными, а оси вращения роликов располо- жены под углом одна к другой.

Описьшаемый двигатель отличается от известных тем, что ролики подщипников со i стороны действия центробежных сил имеют 15 закру1-ления на торцах, для которых, например, в наклонной щайбе при промежуточном кольце выполнены упорные поверхности.

Ролики подщипников полые, отверстие. имеет переменный диаметр.20

Кроме того, ролики подщипников разме- щены в общих внутренней и наружной обоймах с дорожками, вьшолненными под углом одна относительно другой и служащими в качестве беговой поверхности для роликов 25

одного подщипника и в качестве упорной для роликов другого.

Такое вьшолнение иорщцевого двигателя способствует увеличению срока службы подщипников.

На фиг. 1 изображен описываемый порщневой двигатель внутреннего сгорания, в разрезе; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг 1; на фиг. 3 - наклонная щайба и качающееся кольцо; на фиг. 4 - схема двигателя и распределения усилий на его основные элементы.

Порщневой двигатель внутреннего сгорания содержит блок 1 цилиндров 2, в каждом из которых. движется порщень 3. Шесть или двенадцать цилиндров 2 размещены в блоке 1 по окружности и расположены вокруг- силового вала 4, выполненного полым и имеющего относительно больщой диаметр и небольщую толщину стенок. Вал 4 установлен в двух радиальных аодщипниках 5, размещенных на участке вала между жестко связанными с ним и расположенными по i p1цам блока 1 наклонными щайбами 6. Подшипники 5 имеют опорные кольца 7, выполненные в блоке 1. Ban 4 изготавливают из сплавов легких металлов, например алюминия, магния, титана. Так как двигатель вьшолнен с расходящимися поршнями 3, то на подшипники 5 действуют только радиальные силы (см, фиг. 4), а изгибающий момент вала 4 бу дет примерно постоянным по всей длине вследствие близкого расположения наклонных щайб 6 и подшипников 5. Каждая наклонная шайба 6 соединена с торцом 8 вала 4 при помощи болтов 9. . ,, На участке вала 4 между подшипниками 5 и шайбой 6 установлена перегородка 10, которая при помощи подвижного шлицевого соединения 11 связана с валом отбора мощ ности 12. Диаметр последнего значительно меньше диаметра силового вала 4. Благодаря зазору вибрации от вала 4 не передаются на вал 12 (вал 12 может соединятьс шлицевым соединением и с тордом 8). Для центрирования наклонной шайбы 6 на торце 8 выполнен бурт 13. В наклонной шайбе 6, против цилиндров 2, установлено качающееся . кольцо 14, зафиксированное от проворота относительно блока 1 втулкой 15, кольцом 16 с осевыми канавками и шариками 17. Последние снабжены сепаратором 18 и установлены в канавках 19 кольца 14. Втулка 15 при по- М01Ш1 торцовых кулачков 20 соединена с блоком 1, а в смещенные относительно кулачков 20 пазы втулки входят кулачки 21 кольца 16. Втулка 15 и кольцо 16 установ лены KOJ HeHTpH4iio валу 4 и образуют межд качающимся кольцом 14 к блоком 1 карданное соединение. Кулачки 20 могут иметь криволинейные торцовые поверхности для обеспечения тре- буемой степени свободы в радиальном направлении. Втулка 15 и кольцо 16 могут быть выполнены за одно целое в виде од}юй детали. Так как шарики 17 размещены в канавках кольца 16, фиксированного от проворо- та относительно блока 1, и в канавках 19 качающегося кольца 14, то последнее также фиксировано от проворота относительно блока 1, а сепаратор 18 может совершать только качательное движение относительно центра 22 и доходить до упорного кольца 23, Вместо упорного кольца 23 можно выполнить регулируемые упоры, однако центр 22 должен лежать в плоскости кольца 14. Кольцо 14 имеет Коробчатую форму и может быть изготовлено из двух элемен- 1ов, когорые должны быть жестко соединены один с другим, например, сваркой. Так, например, кольцо может быть изготовлено JJ3 трех элементов; Д51ска 24 и двух колец 25 и 26 разного диаметра. Полость 27 кольца 14 закрьшаетса одной или несколькими крышками 28, которые также привариваются. Шаровые опоры 29 для шатунов 30 утоплены в полости 27 кольца 14. Вследствие этого точки качения шатунов 30 располагаются в плоскости качения кольца 14. В связи с этим ррактически обеспечивается их синусоидальное движение независимо от жесткости работы двигателя. Благодаря этому предотвращается заклинивание шари-: ков 17 в каналах колец 14 и 16. Коробчатая форма кольца 14 способствует уменьшению деформации как в продольном, так и в радиальном направлении, и га- баритов двигателя. Для предотвращения радиальных удлинений кольца 14 шайба 6 снабжена дополнительным кольцом 31, связанным с кольцом 14. Для уменьшения инерционных сил кольцо 14 может быть изготовлено из сплавов легких металлов. Одновременно для повышения точности сборки кольцо 14 с канавками 19 и кольцо 16 могут отливаться и обрабатьшаться как одна деталь с посдедующим разделением. ,- Между шайбой 6 и кольцом 14 установлены два роликовые подшипника. Они воспринимают усилие от поршневых групп. Ролики 32 и 33 подшипников размещены в общих внешней 34 и внутренней 35 обоймах, в которых выполнено соответственно по две беговых дорожки 36, 37, 38, 39. Ролики 32 и 33 размещены между обоймами 34 и 35 в чередующемся порядке и расположены в плоскости качения кольца 14. Такие подшипники могут применяться на двигателях малой мощности. Ролики 4О и 41 подшипника, изображенного на фиг. 3, установлены между внутренней 42 и внешней 43 обоймами кольца 31. Ролики 4О бегают по дорожкам 44 и 45, выполненншм соответственно в обоймах 42 и 43, а ролики 41 - по дорожкам 46 и 47, выполненным соответственно в обойме 42 и кольце 31. Такие подшипники могут применяться на двигателях большой мощности, так как осевые усилия, в различных направлениях воспринимаются соответственно одним подшипником. Во время работы на ролики подшипников действуют радиальные и центробежные сипы, KOTOp ie стремятся их переместить.

Со стороны действия этих сил, т. е. на торцовой поверхности, расположенной в ,высшей точке, ролики закруглены: и ийеют .упорные поверхности. Так, для роликов 40 и 41 выполнены упорные поверхности 48 и 49 на промежуточном кольце 50. Для роликов 32 или 33 упорными поверхностями являются соответственно каждая беговая дорожка на внешней обойме другого подшипника.

Для обеспечения малого коэффициента трения угол конусности роликов должен незначительно отличаться от угла Конусности обойм. При работе зазор между роликами и обоймами должен быть заполнен маслом для образования масляного Клина.

Оси вращения роликов 40 и 41 (см. фиг. 3), а следовательно, и их беговые дорожки расположены под углом относительно друг друга. Такой двухрядный подшипник воспринимает как радиальные, так и осевые силы от шатунов 30 на элементы наклонной шайбы. В то же время уси- ЛИЯ растяжения, возникающие в качающемся кольце, и воздействия центробежных сил роликов 4О и 41 воспринимаются промежуточным кольцом 50 через упорные поверхности 48 и 49.

В подшипниках по фиг. 1 все усилия от шатунов ЗО раскладываются по двум направлениям, одно из которых (сжимающее) воспринимается наклонной шайбой, а другое (растягивающее) - дополнительным кольцом 31.

Для повышения эластичности ролики 40 и 41 выполнены полыми с осевыми отверстиями 51 переменного диаметра. В отверстия 51 входят направл5пошие выступы 52, выполненные на кольце 5О перпендикулярно упорным поверхностям 48 и 49.

На внешней стороне кольца 5О устаьов6

лено блокировочное проводочное пружинное кольцо 53, которое также соединено с кольцом 31,

Для балансировки двигателя к кольцу 31 болтами 54 крепятся сегментные шш стины 55, при помощи которых можно быстро обеспечить достаточную точность балансировки.

Предмет изобретения

1.Поршневой двигатель преимущественно внутреннего сгорания, содержащий неподвижный блок с расположенными по окружности цилиндрами, в центре которого размещен силовой вал, несущий по торцам блока накло шые шайбы с качающимися кольцами, снабженными двумя роликовыми подшипниками, беговые дорожки которых выполнены конусными, а оси вращения роликов расположены под углом одна к другой, отличающийся тем, что,

с целью увеличения срока службы подшипников, ролики последних со стороны действия центробежных сил имеют закрут ления на торцах, для которых, например, в наклонной шайбе или промежуточном кольце выполнены упорные поверхности.

2.Двигатель по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что ролики подшипников вьшолнены полыми с отверстиями переменного диаметра.

3.Двигатель по п. 1,отлича ющ и и с я тем, что ролики подшипников размещены в общих внутренней и нарулшо обоймах с дорожками, выполненными под углом одна относительно другой и служащими в качестве беговой поверхности для роликов одного подшииника и в качестве упорной - для роликов другого. 31 29 Фиг.1

иг. 2 31 7 б 5J 50 ////f///7) 16 17 иг 3

iiiitlilllllltillllllllllillllllllM

2 1

Фиг.ч