Двухволновая передача

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции волновой передачи. Задачей изобретения является обеспечение четырехтактного цикла работы двигателя внутреннего сгорания при условии двухволнового деформирования гибкого колеса передачи. Двухволновая передача содержит жесткое 1 и гибкое 2 колеса, обойму 3, располагающуюся внутри пространства, охваченного колесом 2. В обойме 3 выполнены равномерно расположенные по окружности радиальные цилиндры 4 и 5 внутреннего сгорания, установленные в порядке чередования. В цилиндрах установлены поршни 6, жестко соединенные со штоками 7, контактирующими с гибким колесом 2 с помощью шарниров 8. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции волновой передачи.

В практике применяются одноволновые, двухволновые и трехволновые зубчатые передачи (Волновые зубчатые передачи. /Под ред. д.т.н. Д.П.Волкова и д. т.н.А.Ф.Крайнева, Киев: Техника, 1976, с.13, рис.3а, 3д).

Для передачи с одноволновой деформацией гибкого колеса характерна неуравновешенность радиальных сил, действующих в зацеплении, поэтому такая передача по сравнению с двумя другими передачами более громоздка и сложна. Передача с трехволновой деформацией отличается высокими механическими напряжениями в гибком колесе, поэтому менее долговечна. Таким образом, из трех передач с двухволновой деформацией гибкого колеса по признакам уравновешенности действующих в зацеплении радиальных сил и относительно низкого уровня механических напряжений в гибком колесе оказывается наиболее оптимальной.

Известна волновая передача, выполняемая, как правило, с двухволновой деформацией гибкого колеса (Волновые зубчатые передачи. / Под ред. д.т.н. Д.П. Волкова и д.т.н.А.Ф.Крайнева, Киев: Техника, 1976, с.13, рис.13к), включающая жесткое и гибкое колеса, генератор волны, приводимый в действие находящейся под давлением рабочей средой (жидкостью, газом и т.п.) и содержащий обойму с последовательно вводимыми в работу радиальными камерами, в которых установлены совершающие возвратно-поступательное движение поршни. Поршни с помощью штоков могут быть скреплены с гибким колесом (чем исключается их отскок от гибкого колеса при резких перепадах давления рабочей среды), а камеры выполнены в виде цилиндров двигателя внутреннего сгорания (с клапанами и механизмом газораспределения), причем из соображений экономичности желательна работа двигателя внутреннего сгорания по четырехтактному циклу.

Известна также двухволновая передача, включающая жесткое и гибкое колеса, генератор волн пульсирующего действия, представляющий собой расположенную по окружности группу цилиндров внутреннего сгорания, закрепленных в обойме, подключенных к системе обеспечения фаз четырехтактного цикла, и снабженных поршнями, соединенными с гибким колесом посредством штоков (авт.св. СССР N 1790706, кл. F 16 H 1/00, 30.05.91).

Анализ показывает, что в передаче с двухволновой деформацией гибкого колеса за один оборот волны цилиндр два раза меняет свой объем от максимума до минимума, таким образом, при работе двигателя внутреннего сгорания по четырехтактному циклу за один оборот волны осуществляется один цикл. Однако для формирования двухволновой формы гибкого колеса требуется, чтобы в любой момент времени по меньшей мере в двух цилиндрах осуществлялся такт сгорания топлива (расширение), но тогда на одно полное изменение объема цилиндра приходится по меньшей мере один такт расширения, что соответствует двухтактному циклу, но не четырехтактному. Таким образом, в прототипе не обеспечивается четырехтактный цикл работы двигателя внутреннего сгорания при условии двухволнового деформирования гибкого колеса, что является недостатком.

Задачей изобретения является обеспечение четырехтактного цикла работы двигателя внутреннего сгорания при условии двухволнового деформирования гибкого колеса передачи.

Указанный технический результат достигается тем, что в двухволновой передаче, включающей жесткое и гибкое колеса, генератор волн пульсирующего действия, представляющий собой расположенную окружности группу цилиндров внутреннего сгорания, закрепленных в обойме, подключенных к системе обеспечения фаз четырехтактного цикла, и снабженных поршнями, соединенными с гибким колесом посредством штоков, в соответствии с изобретением в обойме закрепления дополнительный генератор волн, подключенный к системе обеспечения фаз четырехтактного цикла со сдвигом фаз по отношению к фазе первого генератора волн соответственно сдвигу максимумов волны гибкого колеса, причем в каждом генераторе содержится одинаковое нечетное количество цилиндров и цилиндры разных генераторов установлены в порядке чередования.

На чертеже представлено поперечное сечение передачи.

Двухволновая передача содержит жесткое 1 и гибкое 2 колеса, взаимодействующие с помощью сил трения или зубчатого зацепления (на чертеже не показано), а также обойму 3, располагающуюся внутри пространства, охваченного гибким колесом 2. Обойма 3 и гибкое колесо 2 установлены без возможности вращения относительно друг друга. В обойме 3 выполнены расположенные равномерно по окружности радиальные цилиндры 4 и 5 внутреннего сгорания, содержащие органы газораспределения (впускной и выпускной клапаны, не показанные на чертеже). Цилиндры 4 и 5 установлены в порядке чередования и не отличаются по конструкции, но условно могут быть подразделены соответственно на две равные по численности, содержащие нечетное количество цилиндров группы, в каждой из которых в последовательном порядке осуществляется такт сгорания топлива (расширения) четырехтактного цикла, причем цилиндры разных групп, которых осуществляется этот такт, всегда отстоят друг от друга диаметрально противоположно (указанные цилиндры крестообразно помечены на чертеже). В цилиндрах 4 и 5 с возможностью возвратно-поступательного движения установлены поршни 6, жестко соединенные со штоками 7, контактирующими с гибким колесом 2 с помощью шарниров 8, обработанных по сфере большого радиуса. Для исключения отскоков от гибкого колеса 2 шарниры 8 фиксируются на указанном колесе любым известным способом, например скобами (на чертеже не показаны).

Эти упомянутые группы цилиндров правомерно трактовать как объединенные в одной обойме полноценные генераторы волн, каждый из которых формирует один из двух максимумов деформации гибкого колеса, причем понятие о различии таких генераторов возникает в связи с относительным сдвигом фаз четырехтактных циклов, обусловливающих их функционирование. Генераторы волн, изображенные жирными линиями, обозначены поз.9, а генераторы волн, изображенные тонкими линиями, поз.10.

При сгорании топлива в каких-либо двух расположенных диаметрально противоположно и принадлежащих разным группам цилиндрах, обозначенных на чертеже крестообразно, поршни 6 вследствие расширения газов приходят в движение и через штоки 7 и шарниры 8 О-образно деформируют гибкое колесо 2, за счет чего последнее входит в зацепление с жестким колесом 1. Вращение волны деформации гибкого колеса 2 осуществляется путем синхронного переключения такта расширения на соседние цилиндры соответствующих групп (показано стрелками). Поскольку цилиндры 5 и 4 разных групп установлены по окружности обоймы 3 в порядке чередования, в целом переключение такта происходит с перескоком через один цилиндр. Такого рода переключение обусловлено соответствующей настройкой механизма газораспределения.

В каждой группе цилиндров 4 и 5 зажигание осуществляется не более чем в одном цилиндре, поэтому получается, что одна группа цилиндров формирует один гребень волны, на две же названные группы приходится два гребня, что соответствует двухволновой деформации гибкого колеса 2, при этом за один оборот волны колеса 2 совершается четыре хода поршня 6 и один полный четырехтактный цикл.

Технический результат, возникающий в результате применения заявленного решения, состоит в обеспечении четырехтактного цикла работы двигателя внутреннего сгорания генератора волн при условии двухволнового деформирования гибкого колеса. Этот факт позволяет увеличить экономичность и мощность передачи при сохранении ее габаритов и массы.

Формула изобретения

ДВУХВОЛНОВАЯ ПЕРЕДАЧА, включающая жесткое и гибкое колеса, генератор волн пульсирующего действия, представляющий собой расположенную по окружности группу цилиндров внутреннего сгорания, закрепленных в обойме, подключенных к системе обеспечения фаз четырехтактного цикла и снабженных поршнями, соединенными с гибким колесом посредством штоков, отличающаяся тем, что в упомянутой обойме закреплен дополнительный генератор волн, подключенный к системе обеспечения фаз четырехтактного цикла со сдвигом фаз по отношению к фазам первого генератора волн, соответственно сдвигу максимумов волны гибкого колеса, причем в каждом генераторе содержится одинаковое нечетное количество цилиндров и цилиндры разных генераторов установлены в порядке чередования.

РИСУНКИ

Рисунок 1