Поршневая машина (варианты)
Машина предназначена для использования в энергомашиностроении в качестве двигателей, насосов и компрессоров с механизмами преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение вала и наоборот. Машина содержит корпус, в котором на подшипниках установлен кривошип, а в нем - коромысло с наклонным кронштейном, гибкая герметичная оболочка делит полость корпуса на полости большего и меньшего давления, в первой из которых размещено коромысло с наклонным кронштейном, а во второй - кривошип. Машина содержит гаситель сил инерции, кинематически связанный с наклонным кронштейном. При вращении вала ось кронштейна описывает конусную поверхность с вершиной в точке пересечения осей кривошипа и коромысла. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности и КПД машины. 2 с. и 6 з. п. ф-лы, 16 ил.
Изобретение относится к энергомашиностроению, касается усовершенствования аксиально-поршневых машин и может быть использовано при изготовлении тепловых двигателей, компрессоров, насосов, гидромоторов.
Наиболее близким аналогом изобретения является поршневая машина, содержащая корпус, установленные в нем на подшипниках выходной вал и кривошип, выполненный в виде стакана с наклонным внутренним отверстием, ось которого пересекает ось кривошипа, коромысло, одно плечо которого установлено на подшипнике в отверстии кривошипа, блок цилиндров, оси которых расположены параллельно валу вокруг кривошипа, прикрепленный ко второму плечу коромысла наклонный кронштейн, ось которого совмещена с осью коромысла, и поршни, расположенные в цилиндрах и кинематически связанные с наклонным кронштейном (RU 2064598 С1, МПК F 02 B 75/26, 1996). Однако известная машина характеризуется относительно невысокими КПД и надежностью вследствие значительных механических и гидравлических потерь, сложной конструкции и ее неуравновешенности. Задачей настоящего изобретения является снижение механических потерь за счет упрощения конструкции и уравновешивание сил инерции, возникающих при движении кронштейна с поршнями, что обеспечивает повышение КПД и надежности машины. Поставленная задача в части первого варианта решается тем, что поршневая машина, содержащая корпус, установленные в нем на подшипниках выходной вал и кривошип, выполненный в виде стакана с наклонным внутренним отверстием, ось которого пересекает ось кривошипа, коромысло, одно плечо которого установлено на подшипнике в отверстии кривошипа, блок цилиндров, оси которых расположены параллельно валу вокруг кривошипа, прикрепленный ко второму плечу коромысла наклонный кронштейн, ось которого совмещена с осью коромысла, и поршни, расположенные в цилиндрах и кинематически связанные с наклонным кронштейном, согласно изобретению снабжена гибкой герметичной оболочкой, закрепленной на коромысле и корпусе и разделяющей полость последнего на полости большего и меньшего давления, кривошип установлен в полости меньшего давления, а коромысло с кронштейном - в полости большего давления, причем наклонный кронштейн установлен с возможностью движения, описывающего его осью конусную поверхность с вершиной в точке пересечения осей коромысла и кривошипа. Поставленная задача решается также тем, что на продолжении второго плеча коромысла может быть установлен с возможностью вращения золотник, выполненный в виде кривошипа и имеющий распределительные окна, расположенные с возможностью их периодического сообщения с соответствующими окнами цилиндров при вращении золотника. Поставленная задача в части второго варианта решается тем, что поршневая машина, содержащая корпус, установленные в нем на подшипниках выходной вал и кривошип, выполненный в виде стакана с наклонным внутренним отверстием, ось которого пересекает ось кривошипа, коромысло, одно плечо которого установлено на подшипнике в отверстии кривошипа, блок цилиндров, оси которых расположены параллельно валу вокруг кривошипа, прикрепленный ко второму плечу коромысла наклонный кронштейн, ось которого совмещена с осью коромысла, и поршни, расположенные в цилиндрах и кинематически связанные с наклонным кронштейном, согласно изобретению снабжена гасителем сил инерции и крейцкопфами, причем гаситель установлен с возможностью движения, описывающего его продольной осью, пересекающей оси кривошипа и его внутреннего отверстия, конусную поверхность с вершиной в точке пересечения продольной оси гасителя с осью кривошипа, а кронштейн посредством сферических шарниров и крейцкопфов кинематически связан с поршнями блока цилиндров и установлен с возможностью движения, описывающего его осью конусную поверхность с вершиной в точке пересечения осей коромысла и кривошипа. Поставленная задача решается также тем, что гаситель сил инерции может быть установлен в корпусе на двух сферических подшипниках, центр сферы одного из которых совмещен с точкой пересечения продольной оси гасителя и оси кривошипа, центр сферы другого подшипника совмещен с точкой пересечения продольной оси гасителя и оси внутреннего отверстия кривошипа, а сам подшипник размещен в торце кронштейна или коромысла. Поставленная задача решается также тем, что в каждом крейцкопфе могут быть выполнены направляющие в виде шлицов, расположенные на боковой поверхности крейцкопфа вдоль осей поршней и сопряженные с ответными поверхностями, выполненными в блоке цилиндров. Поставленная задача решается также тем, что кронштейн может быть выполнен в виде шайбы с радиальными выступами, посредством которых шайба связана со сферическими шарнирами крейцкопфов. Поставленная задача решается также тем, что машина может быть снабжена дополнительным блоком цилиндров, а гаситель сил инерции выполнен в виде кронштейна, кинематически связанного с поршнями дополнительного блока цилиндров. Поставленная задача решается также тем, что центры сферических шарниров крейцкопфов могут быть расположены в плоскости, перпендикулярной оси коромысла и проходящей через точку пересечения этой оси с осью кривошипа. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 схематично изображена описываемая поршневая машина. На фиг.2 изображена цилиндропоршневая пара в разрезе. На фиг.3 изображен разрез А-А на фиг.2. На фиг.4 изображен вариант разреза А-А на фиг.2. На фиг.5 изображен вид с торца на блок цилиндров. На фиг.6 изображен кронштейн в плане. На фиг.7 изображен продольный разрез кронштейна. На фиг. 8 и 9 изображены варианты выполнения поршневой машины в виде двигателей внутреннего сгорания. На фиг.10 изображена схематично центральная часть поршневой машины. На фиг.11 и 12 изображены варианты выполнения поршневой машины с герметичным картером. На фиг. 13 изображен вариант выполнения поршневой машины с герметичным картером и одним цилиндром. На фиг.14 изображена поршневая машина в виде гидромотора. На фиг.15 и 16 изображены варианты выполнения машины. Поршневая машина содержит установленный в корпусе 1 на подшипнике 2 кривошип 3, выполненный в виде стакана с наклонным внутренним отверстием 4, ось 5 которого пересекает ось 6 кривошипа 3 под углом![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
Формула изобретения
1. Поршневая машина, содержащая корпус, установленные в нем на подшипниках выходной вал и кривошип, выполненный в виде стакана с наклонным внутренним отверстием, ось которого пересекает ось кривошипа, коромысло, одно плечо которого установлено на подшипнике в отверстии кривошипа, блок цилиндров, оси которых расположены параллельно валу вокруг кривошипа, прикрепленный ко второму плечу коромысла наклонный кронштейн, ось которого совмещена с осью коромысла, и поршни, расположенные в цилиндрах и кинематически связанные с наклонным кронштейном, отличающаяся тем, что она снабжена гибкой герметичной оболочкой, закрепленной на коромысле и корпусе и разделяющей полость последнего на полости большего и меньшего давления, кривошип установлен в полости меньшего давления, а коромысло с кронштейном - в полости большего давления, причем наклонный кронштейн установлен с возможностью движения, описывающего его осью конусную поверхность с вершиной в точке пересечения осей коромысла и кривошипа. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на продолжении второго плеча коромысла установлен с возможностью вращения золотник, выполненный в виде кривошипа и имеющий распределительные окна, расположенные с возможностью их периодического сообщения с соответствующими окнами цилиндров при вращении золотника. 3. Поршневая машина, содержащая корпус, установленные в нем на подшипниках выходной вал и кривошип, выполненный в виде стакана с наклонным внутренним отверстием, ось которого пересекает ось кривошипа, коромысло, одно плечо которого установлено на подшипнике в отверстии кривошипа, блок цилиндров, оси которых расположены параллельно валу вокруг кривошипа, прикрепленный ко второму плечу коромысла наклонный кронштейн, ось которого совмещена с осью коромысла, и поршни, расположенные в цилиндрах и кинематически связанные с наклонным кронштейном, отличающаяся тем, что она снабжена гасителем сил инерции и крейцкопфами, причем гаситель установлен с возможностью движения, описывающего его продольной осью, пересекающей оси кривошипа и его внутреннего отверстия, конусную поверхность с вершиной в точке пересечения продольной оси гасителя с осью кривошипа, а кронштейн посредством сферических шарниров и крейцкопфов кинематически связан с поршнями блока цилиндров и установлен с возможностью движения, описывающего его осью конусную поверхность с вершиной в точке пересечения осей коромысла и кривошипа. 4. Машина по п.3, отличающаяся тем, что гаситель сил инерции установлен в корпусе на двух сферических подшипниках, центр сферы одного из которых совмещен с точкой пересечения продольной оси гасителя и оси кривошипа, центр сферы другого подшипника совмещен с точкой пересечения продольной оси гасителя и оси внутреннего отверстия кривошипа, а сам подшипник размещен в торце кронштейна или коромысла. 5. Машина по п.3, отличающаяся тем, что в каждом крейцкопфе выполнены направляющие в виде шлицов, расположенные на боковой поверхности крейцкопфа вдоль осей поршней и сопряженные с ответными поверхностями, выполненными в блоке цилиндров. 6. Машина по п.3, отличающаяся тем, что кронштейн выполнен в виде шайбы с радиальными выступами, посредством которых шайба связана со сферическими шарнирами крейцкопфов. 7. Машина по п.3, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным блоком цилиндров, а гаситель сил инерции выполнен в виде кронштейна, кинематически связанного с поршнями дополнительного блока цилиндров. 8. Машина по любому из п.3, или 4, или 5, отличающаяся тем, что центры сферических шарниров крейцкопфов расположены в плоскости, перпендикулярной оси коромысла и проходящей через точку пересечения этой оси с осью кривошипа.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16