Поршневой двигатель

Классификация по МПК: F01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2059831
Дата публикации: 
Пятница, Май 10, 1996


Использование: в машиностроении, а именно при проектировании насосов, компрессоров и т. д. Сущность изобретения: в поршневом двигателе с оппозитно расположенными цилиндрами, поршнями, штоками - рейками, выходным валом и двумя промежуточными валами с шестернями и зубчатыми колесами центральная шестерня жестко установлена на выходном валу. Причем поршневые пары взаимосвязаны с соседними посредством зубчатых колес промежуточных валов, входящих в зацепление с их рейками. 2 ил.

,


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к машиностроению и касается усовершенствования поршневых машин двигателей, насосов, компрессоров.

Известен поршневой двигатель, содержащий оппозитно расположенные цилиндры с поршнями, кинематически связанными с валами посредством синхронизирующих передач и муфт свободного хода [1]
Данный двигатель имеет сложную конструкцию и невысокую надежность.

Наиболее близким к изобретению является поршневой двигатель, содержащий оппозитно расположенные цилиндры с поршнями, попарно соединенными штоками, выходной вал с центральной шестерней, зубчатые рейки, размещенные на гранях штоков и кинематически связанные с выходным валом, и два промежуточных вала с шестернями, жестко установленными на них с образованием зубчатого сцепления с шестерней выходного вала, и зубчатыми колесами, установленными на них посредством муфт свободного хода [2]
Данный двигатель имеет сложную конструкцию, обладает повышенной массой и инерционностью, что приводит к повышенному износу деталей, особенно муфт свободного хода, усложняет запуск двигателя.

Задачей, решаемой с помощью изобретения, является создание компактного двигателя, обладающего небольшой массой и инерционностью.

Данная задача решается за счет усовершенствования в первую очередь кинематических связей поршень выходной вал, уменьшением числа деталей, входящих во взаимодействие.

На фиг. 1 схематично изображен поршневой двигатель; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Поршневой двигатель содержит три пары оппозитно расположенных цилиндров 1 с поршнями, попарно соединенными штоками 2, 3, 4 прямоугольного поперечного сечения. На обращенных друг к другу гранях штоков 2, 3, 4 размещены зубчатые рейки (они могут быть нарезаны на гранях штоков непосредственно). Средняя поршневая группа рейками своего штока 2 входит в зацепление с зубчатыми колесами 6, 7, установленными на двух промежуточных валах 8, 9 посредством муфт 10, 11 свободного хода. Крайние поршневые пары рейками своих штоков 3, 4 входят в зацепление только с одним колесом 6 или 7. На промежуточных валах 8, 9 жестко установлено по одной шестерне 12, 13, которые находятся в зацеплении с шестерней 14, жестко установленной на выходном валу 15.

Поршневой двигатель работает следующим образом.

Механическая энергия от крайней поршневой пары со штоком 3 на выходной вал 15 передается через колесо 6, муфту 10 свободного хода, промежуточный вал 8, его шестерню 12, шестерню 14 выходного вала 15. При смене направления движения этой поршневой пары механическая энергия передается через колесо 6, рейку штока 2 средней поршневой пары, колесо 6, колесо 7, его муфту 11 свободного хода, промежуточный вал 9, его шестерню 13, шестерню 14 на выходной вал 15. Механическая энергия от другой крайней поршневой пары со штоком 4 передается через его рейку колесу 7, затем через муфту 11 свободного хода, промежуточный вал 9, шестерни 13 и 14 на выходной вал 15. При смене направления движения этой поршневой пары механическая энергия передается через колесо 7 и рейку штока 2 средней поршневой пары, колесо 6, муфту 10 свободного хода, промежуточный вал 8, его шестерню 12, и наконец через шестерню 14 на выходной вал 15. Линейные возвратно-поступательные движения крайних поршневых пар по направлению совпадают, а движение средней поршневой пары противоположно по направлению движению крайних поршневых пар.

Данная кинематическая схема компактна, имеет небольшое число деталей. Промежуточные валы вращаются в одном направлении, противоположном направлению вращения выходного вала. Двигатель имеет уменьшенную массу и инерционность, что уменьшает износ деталей, в первую очередь муфт свободного хода, облегчает запуск двигателя.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий оппозитно расположенные цилиндры с поршнями, попарно соединенными штоками, выходной вал с центральной шестерней, зубчатые рейки, размещенные на гранях штоков и кинематически связанные с выходным валом, и два промежуточных вала с шестернями, жестко установленными на них с образованием зубчатого зацепления с шестерней выходного вала, и зубчатыми колесами, установленными на них посредством муфт свободного хода, отличающийся тем, что поршневые пары взаимосвязаны с соседними посредством зубчатых колес промежуточных валов, входящих в зацепление с их рейками, а центральная шестерня жестко установлена на выходном валу.