Пневматический двигатель

 

Использование: в приводах вращательного действия различных машин. Сущность изобретения: с вращением коленчатого вала 17 вращается кривошипно-шатунный механизм 4, который при движении торцевых стенок от верхней мертвой точки к нижней открывает впускные клапаны 12, а при движении торцевых стенок от нижней мертвой точки к верхней впускные клапаны 12 закрыты, а выпускные клапаны 8 открыты. 1 ил.

Изобретение относится к гидропневмомашиностроению и может найти применение в приводах вращательного действия различных машин.

Известен пневмогидродвигатель, содержащий статор, в котором установлен эксцентриковый ротор и эластичные силовые элементы в виде камер, размещенных в зазоре между ротором и статором, и систему газораспределения (1). Эластичные силовые элементы известного пневмогидродвигателя, деформируясь под действием давления приводной среды, создают усилие, приводящее во вращение ротор. Недостатком данного пневмогидродвигателя является недостаточно высокий крутящий момент.

Целью изобретения является повышение крутящего момента пневматического двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал и систему газораспределения, при этом камера закреплена на корпусе и кинематически связана с коленчатым валом, выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма, установленного на приваренном к корпусу коническом кольце и размещенного в полости рабочей камеры, четырех запорных органов, попарно соединенных педалями, баллона, заполненного сжатым воздухом, впускных и выпускных клапанов, при этом клапаны закреплены на корпусе с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и попеременного сообщения полости рабочей камеры с баллоном и окружающей средой, кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через шатун и торцевую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, причем двигатель снабжен колпаками, приваренными к выпускным клапанам и расположенными с возможностью периодического контакта с тарелями указанных клапанов.

На чертеже показан вид пневматического двигателя в продольном разрезе, состоящего из корпуса 1 с приваренным коническим кольцом 2, на котором укреплены подшипники 3, в которых находятся концы кривошипно-шатунного механизма 4, на который надеты подшипники 5, наружными обоймами закрепленные к шляпкам гильз 6, сопряженных с гильзами 7, которые контактируют с выпускными клапанами 8, приваренными к колпакам 9, и подпружинены пружинами 10, которые упираются в шляпки вышеуказанных гильз 6 и 7, сквозь которые проходят впускные трубопроводы 11, в которых находятся впускные клапаны 12, шатун 13 через подшипники 14 соединен с вышеуказанным кривошипно-шатунным механизмом 4, с одной стороны, и торцевой стенкой рабочей камеры 15 - с другой, которая с другой стороны соединена через подшипники 16 с коленчатым валом 17, указанные корпус 1 и торцевая стенка 15 соединены между собой рабочей камерой 18, от баллона 19 со сжатым воздухом идут трубопроводы 20, в которых врезаны запорные органы 21 и 22, управляемые педалями 23 и 24, вторыми концами соединенные с впускными трубопроводами 11, к указанным выпускным клапанам 7 соединены трубопроводы 25 и 26 с запорными органами 27 и 28, управляемыми педалями 23 и 24 с атмосферой, на концах коленчатого вала 17 надеты подшипники 29, наружными обоймами соединенные с жесткостью (не показана). Для того, чтобы предлагаемый пневматический двигатель работал эффективно, необходимо единый коленчатый вал 17 соединить с четырьмя устройствами, показанными на чертеже таким образом, что если в одном устройстве будет начало впуска, в другом - начало выпуска, в третьем - пик впуска, в четвертом - пик выпуска. Рабочая камера 18 выполнена из резинокорда, или иного материала, обладающего прочностью и гибкостью. Малые колени кривошипно-шатунного механизма 4 расположены друг относительно друга под углом 180^о, большое колено кривошипно-шатунного механизма 4 расположено относительно малых колен под углом 90^о. Большое колено кривошипно-шатунного механизма 4 по размеру точно такое, как колено коленчатого вала 17.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на педаль 23 сжатый воздух из баллона 19 идет через трубопровод 20, запорный орган 21, впускной трубопровод 11 и открытый клапан 12 в рабочую камеру 18. Под давлением сжатого воздуха торцевая стенка рабочей камеры 15 движется вниз до нижней мертвой точки, а поднимает торцевую стенку рабочей камеры 15 к верхней мертвой точке коленчатый вал 17, на который действует такое же устройство сбоку и снизу, при этом корпуса 1 на всех устройствах остаются неподвижными, так как закреплены к жесткости (на фигуре не показана). Вместе с вращением коленчатого вала 17 вращается кривошипно-шатунный механизм 4, который при движении торцевых стенок 15 от верхней мертвой точки к нижней открывает впускные клапаны 12, а при движении торцевых стенок 15 от нижней мертвой точки к верхней впускные клапаны 12 закрыты, а выпускные клапаны 8 открыты. На автомобилях предложенный пневматический двигатель работает следующим образом.

Водитель нажимает ногой на педаль 23, сжатый воздух из баллона 19, через трубопровод 20 и запорный орган 21, поступает в рабочие камеры 18 и автомобиль, трогаясь с места, начинает движение. Чем больше смещается педаль 23, тем больше открывается запорный орган 21, выше скорость автомобиля. Если водитель убрал ногу с педали 23, пружина, которая находится под педалью (не показана), возвращает педаль 23 в исходное положение, запорный орган 21 закрывается. Если водитель переносит ногу с педали 23 на педаль 24 и при этом нажимает на нее, происходит торможение двигателем, а после остановки, движение автомобиля назад, так как пневмодвигатель вращается в обратную сторону.

Лучше всего на автомобиль устанавливать два предлагаемых пневматических двигателя. Один пневматический двигатель соединить с задним мостом, другой с передним, работающие от единого баллона 19 и управляемые едиными педалями 23 и 24. Это позволит улучшить проходимость автомобиля, сократить длину карданных валов и, если пневмодвигатели установить не на кузовах, а на самих мостах, обходиться без крестовин, которые создают вибрацию и часто выходят из строя. Это позволит также обходиться без тормозной системы, в которую входят тормозные барабаны, колодки, накладки, трубопроводы и т. д. , кроме ручного тормоза, который будет действовать на коленвал 17 одного из двигателей. Кроме того, преимущество автомобилей с предлагаемым двигателем перед автомобилями с поршневым двигателем заключается в отсутствии систем охлаждения смазки, приготовления рабочей смеси, сцепления, коробки передач, датчиков, масла, воды, стартера, выхлопной трубы. Следствием ликвидации указанных частей явится уменьшение массы автомобиля и появление свободного пространства, которое можно заполнить баллонами со сжатым воздухом. Работа предлагаемого двигателя - два такта, поршневого, применяемого на современных автомобилях - четыре. У четырехтактного двигателя такт сжатия является тормозящим для двигателя. В предлагаемом двигателе два такта - впуск, одновременно рабочий ход и выпуск, тормозящего такта нет, поэтому предлагаемый двигатель очень экономичный. Кроме того, предлагаемый двигатель имеет высокий коэффициент полезного действия, так как отсутствует поршень, значит, отсутствует трение, нагрев, износ и прорыв газов между стенками цилиндра и поршнем. Предлагаемый двигатель можно применять во многих отраслях народного хозяйства.

Технико-экономическая эффективность заключается в том, что предлагаемый пневматический двигатель имеет высокий крутящий момент. (56) Авторское свидетельство СССР N 564436, кл. F 03 C 5/02, 1977.

Формула изобретения

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал и систему газораспределения, при этом камера закреплена на корпусе и кинематически связана с коленчатый валом, отличающийся тем, что, с целью повышения крутящего момента, система газораспределения выполнена в виде кривошипно-шатунного механизма, установленного на приваренном к корпусу коническом кольце и размещенного в полости рабочей камеры, четырех запорных органов, попарно соединенных педалями, баллона, заполненного сжатым воздухом, впускных и выпускных клапанов, при этом клапаны закреплены на корпусе с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и попеременного сообщения полости рабочей камеры с баллоном и окружающей средой, кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через шатун и торцевую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, причем двигатель снабжен переходными колпаками, приваренными к выпускным клапанам и расположенными с возможностью периодического контакта с тарелями указанных клапанов.

РИСУНКИ

Рисунок 1