Аксиально-поршневой двигатель

 

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: аксиально-поршневой двигатель содержит корпус 2 с неподвижным блоком цилиндров, поршни 6 шатуны 7, коленчатый вал с наклонным кривошипом 5, качающуюся шайбу 9, установ

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s F 02 В 75/04. 75/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4754297/06 (22) 30.10.89 (46) 30.06,92. Бюл, ¹ 24 (71) Ярославский политехнический институт (72) А.И, Яманин (53) 621.437(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1643757, кл, F 02 В 13/06, 1988, (54) АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: двигателестроение.

Сущность изобретения: аксиально-поршневой двигатель содержит корпус 2 с неподвижным блоком цилиндров, поршни 6 шатуны 7, коленчать.й вал с наклонным кривошипом 5, качающуюся шайбу 9, установ1744289 результате чего расширение рабочего тела не осуществляется.

Цель изобретения — повышение эффективности рабочего процесса аксиально-поршневого двигателя, Указанная цель достигается за счет того, что цилиндрическая втулка имеет зубчатый конический венец, установленный соосно оси наклонного кривошипа, и, установлена на кривошипе с возможностью относительного вращательного, колебательного движения относительно оси кривошипа; одна коренная шейка коленчатого вала выполнена полой; приводной механизм изменения угла наклона качающейся шайбы содержит первую ось с двумя коническими шестернями и торцовым кулачком, установленным между коническими шестернями; вторую ось с цилиндрической и третьей конической шестернями; зубчатую рейку с толкателем; первая ось установлена внутри полой коренной шейки коленчатого вала, причем одна из конических шестерен первой оси входит в зацепление с коническим венцом на цилиндрической втулке; вторая коническая шестерня входит в зацепление с третьей конической шестерней; зубчатая рейка зэцеплена "., цилиндрической шестерней на второй оси, а толкатель взаимодействует с торцовым кулачком.

При работе механизма благодаря возвратно-поступательному, колебательному движению втулки изменяется мгновенное значение степени сжатия в пределах термодинамического цикла, а величина хода поршня при сжатии становится отличной от таковой при расширении.

На чертеже показана кинематическая схема аксиал ьно-порш невого двигателя.

В конкретном случае исполнения двигатель содержит цилиндры 1, установленные на неподвижном корпусе 2 в блоке по окружности вокруг коленчатого вала и параллельно ему, Коленчатый вал содержит коренные шейки 3 и 4 и наклонную шейку кривошипа 5. Одна из коренных шеек 3 выполнена полой и содержит центральное, соосное оси вращения вала сквозное отверстие.

В цилиндрах 1 движутся поршни 6, подвижно сочлененные с шатунами 7, Указанное подвижное соединение осуществляется посредством сферического шарнира. Шатуны 7 на противоположном конце содержат также сферические шарниры 8 для подвижного соединения с качающейся шайбой 9.

Качающаяся шайба 9 подвижно опирается на корпус 2 двигателя при помощи карданного подвеса, состоящего из крестовины 10 и двух пар цапф l1 и 12. Каждая пара цапф имеет общую продольную ось и обе эти оси лежат в одной плоскости, Посредством одной пары цапф 11 крестовина подвижно соединяется с качающейся шай5 бой, а посредством цапф 10, ось которых перпендикулярна оси цапф 11, крестовина подвижно сочленяется с корпусом двигателя, На наклонном кривошипе 5 коленчатого

10 вала подвижно установлена цилиндрическая втулка 13, имеющая возможность вращения относительно оси кривошипа.

Цилиндрическая втулка 13 выполнена с цилиндрической наружной поверхностью, об15 разующая которой непараллельна оси наклонного кривошипа 5. Ось цилиндрической втулки 13 проходит через центр карданного подвеса {точку пересечения осей цапф 11 и 12 и оси вращения вала), На одном

20 из торцов цилиндрической втулки 13 неподвижно по отношению к ней установлен конический зубчатый венец 14, Ось конического зубчатого венца 14 совпадает с осью наклонной кривошипной

25 шейки 5, а плоскость втулки, на которой расположен конический зубчатый венец 14, перпендикулярна продольной оси кривошипа 5, Конический зубчатый венец 14 находится в зацеплении с первой конической

30 шестерней 15, жестко насаженной на первую ось 16, которая проходит соосно валу в полости его коренной шейки 3. На противоположном конце первой оси 16 жестко установлена вторая коническая шестерня 17.

35 На орце полой шейки 3 вала жестко установлен торцовой кулачок 18 с профилем

19. В центре кулачка 18 имеется сквозное отверстие для прохода первой оси 16. Профиль кулачка обегает толкатель 20 с наконеч40 ником 21 и пружиной 22, движущийся относительно неподвижного корпуса двигателя. С толкателем 20 жестко связана зубчатая рейка 23, сцепленная с цилиндрической шестерней 24, насаженной на вто45 рую ось 25. Последняя вращается в опоре

26, связанной с корпусом 2. На второй оси

25 также жестко установлена третья коническая шестерня 27. сцепленная с второй конической шестерней 17, 50 Профиль 19 торцового кулачка 18 имеет число идентичных участков подьема-спуска толкателя, равное числу цилиндров двигателя

Двигатель работает следующим обра55 зом.

При расширении продуктов сгорания топлива в цилиндрах 1 поршни 6 движутся к нижним мертвым точкам. При этом движущие силы со стороны поршней передаются через шатуны 7 со сферическими шарнира1744289 цилиндров, поршни, шатуны, коленчатый вал с наклонным кривошипом, качающуюся шайбу, установленную в корпусе при помощи карданного подвеса и кинематически связанную с шатунами и наклонным кривошипом, цилиндрическую втулку, размещенную с возможностью поворота относительно качающейся шайбы и наклонного кривошипа так, что ось отверстия цилиндрической втулки совпадает с осью наклонного кривошипа и пересекается с

10 осью симметрии цилиндрической втулки и

Составитель А.Яманин

Техред М.Моргентал

Корректор С.Черни

Редактор И.Касарда

Заказ 2178 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыл.иям при ГК -. СССР

113035, Москва, Ж-35, Р- óøñêàÿ наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул.Гагарина, 101 ми 8 на качающуюся шайбу 9, Шайба 9 суммирует усилия всех поршней и, совершая сферическое движение, приводит во вращение коленчатый вал, Сферическое движение шайбы складывается из двух конечных вращений вокруг осей цапф 11 и 12.

На цапфах 11 шайба поворачивается относительно крестовины 10. На цапфах 12 вместе с крестовиной шайба вращается относительно корпуса двигателя. При сферическом. движении шайбы ее точки, связанные с цилиндрической втулкой 13, движутся по окружности, вследствие чего вал через цилиндрическую втулку 13 приводится во вращение, При вращении вала вращается связанный с ним торцовой кулачок 18 с профилем

19, Последний воздействует на толкатель 20 и приводит ег0 в движение. При этом через зубчатую рейку 23 возбуждается вращение шестерни 24 и второй оси 25 с третьей конической шестерней 27, При вращении колеса через вторую коническую шестерню 17 приводятся во вращение первая ось 1б и связанная с ней первая коническая шестерня

15, а также цилиндрическая втулка 13. Последняя при этом получает относительное движение вокруг кривошипа, благодаря чему шайба 9 приобретает угловую скорость отличную от угловой скорости вала. Изменение указанной угловой скорости определяется профилем кулачка, В частности, профиль может быть выбран таким, что при прохождении каждым поршнем верхней мертвой точки его угловая скорость шайбы уменьшается и поршень проходит BMT c малой скоростью. Далее цилиндрическая втулка 13 движется с большей скоростью, так что средняя угловая скорость втулки равна угловой скорости вала. Профиль кулачка может быть выбран таким, что оптимизируются условия тепловыделения при сгорании топлива при постоянном обьеме.

Формула изобретения

Аксиально-поршневой двигатель, содержащий корпус с неподвижным блоком

45 качающейся шайбы в центре карданного подвеса, причем цилиндрическая втулка соединена с приводным механизмом изменения угла наклона качающейся шайбы, а шатуны шарнирно связаны с поршнями и качающейся шайбой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности рабочего процесса, приводной механизм изменения угла наклона качающейся шайбы содержит первую ось с двумя коническими шестернями и торцевым кулачком, свободНс установленным на первой оси между коническими шестернями и жестко связанным с валом, вторую ось с цилиндрической и третьей конической шестерней, зубчатую рейку с толкателем, коническил зубчатый венец, установленный на цилиндрлческой втулка соосно с осью наклонного кривоши па, коренная шейка коленчатого вала выполнена полой, первая ось расположена внутри полой коренной шейки коленчатого вала, причем одна из конических шестерней первой оси входит в зацепление с коническим зубчатым венцом цилиндрической втулки, вторая коническая шестерня входит в зацепление с третьей конической шестерней, зубчатая рейка входит в зацепление с цилиндрической шестерней, толкатель зубчатой рейки установлен с возможностью взаимодействия с торцевым кулачком, а цилиндрическая втулка установлена с возможностью колебательного движения относительно оси наклонного кривошипа.