Аксиально-поршневой двигатель

Авторы патента:

Мамарин Геннадий Феофанович (RU)

F01B3/04 - с передачей движения поршней посредством криволинейных поверхностей

Владельцы патента RU 2509213:

Мамарин Геннадий Феофанович (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым пневматическим двигателям. Двигатель содержит установленный в корпусе блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующих с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя. Ротор-распределитель выполнен в виде вала с хвостовиком, радиальными и Z-образными продольными пазами на его цилиндрической поверхности и жестко, неразъемно установленного на нем золотника с двухсторонней волновой дорожкой и окнами, взаимодействующими с соответствующими окнами и пазами вала. Корпус выполнен из двух половин, закрытых с торцов герметично крышками с подшипниками для вала, а на противоположном от хвостовика конце вала установлена двухканальная шарнирная муфта для питания двигателя. Каналы муфты через осевые отверстия в вале связаны с Z-образными продольными пазами, впускными/выпускными и распределительными окнами ротора-распределителя. Полукорпуса выполнены из легкого сплава, а цилиндры снабжены антифрикционными гильзами. Технический результат заключается в наличие крышек-фланцев, которые позволяют получать различные модификации двигателя, а муфта для питания двигателя позволяет размещать двигатель, например, в канатном барабане. Расширяются функциональные возможности двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в поршневых машинах с передачей движения поршней посредством криволинейных поверхностей.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий установленный в корпусе блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующими с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя, снабженного впускными, выпускными и распределительными окнами, соединенными продольными каналами. Продольные каналы объединены в две группы в чередующемся порядке при помощи радиальных каналов, расположенных как в зоне питания, так и в зоне распределения (SU 477250 A1, 15.07.1975).

Недостатком такого устройства является трудоемкость изготовления продольных каналов, вынужденное изготовление внутреннего шлицевого соединения по торцам вала вместо традиционных хвостовиков. Поскольку сверление продольных каналов требует наличия свободных торцов вала и ограничивается его длиной.

Известен также аксиально-поршневой двигатель, содержащий установленный в корпусе блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующими с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя, снабженного впускными, выпускными и распределительными окнами, соединенными продольными каналами, ротор-распределитель выполнен в виде вала с хвостовиком, радиальными и Z-образными продольными пазами на его цилиндрической поверхности и жестко, неразъемно установленного на нем золотника с двухсторонней волновой дорожкой и окнами, взаимодействующими с соответствующими пазами вала (RU 2270342 C1, 20.02.2006).

Недостатком такого устройства является невозможность его применения в унифицированных конструкциях. Например, из-за подвода питания к двигателю, выполненного в его корпусе, его невозможно встроить внутри канатного барабана механизма, а корпус двигателя не позволяет из-за отсутствия фланца компоноваться с различными механизмами, что лишает двигатель универсальности, а приводы механизмов быть унифицированными.

Задачей настоящего изобретения является увеличение функциональных возможностей.

Это задача и технический результат достигается тем, что в известном аксиально-поршневом двигателе, содержащем установленный в полукорпусах блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующих с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя, выполненного в виде вала с хвостовиком, радиальными и Z-образными продольными пазами на его цилиндрической поверхности и жестко, неразъемно установленного на нем золотника с двухсторонней волновой дорожкой и окнами, взаимодействующими с соответствующими окнами и пазами вала, в заявляемом техническом решении полукорпуса закрыты с торцов герметично крышками-фланцами с подшипниками для вала, а на противоположном от хвостовика конце вала установлена двухканальная шарнирная муфта для питания двигателя, каналы которой через осевые отверстия в вале связаны с Z-образными продольными пазами, впускными или выпускными и распределительными окнами ротора-распределителя. При этом полукорпуса двигателя выполнены из легкого сплава, а цилиндры снабжены антифрикционными гильзами.

Установка крышек-фланцев на торцах полукорпусов позволяет получать различные модификации двигателя, изменяя только типоразмеры фланцев. При этом упрощается расточка гильз в полукорпусах, так как производится с одной установки. Применение двухканальной шарнирной муфты для питания двигателя на конце вала-распределителя позволяет размещать двигатель внутри механизмов, например, в канатном барабане. Изготовление полукорпусов из легкого сплава с антифрикционными гильзами расширяет область его применения, например, для ручных инструментов.

На фиг.1 изображен аксиально-поршневой двигатель с двухканальной шарнирной муфтой, продольный разрез; на фиг.2 - ротор-распределитель, продольный разрез; на фиг.3 - сечение вала в зоне впускного/выпускного кольцевого канала, поперечный разрез; на фиг.4 - то же в зоне второго выпускного и впускного кольцевого канала, поперечный разрез.

В полукорпусах двигателя 1 расположены поршни 2 двухстороннего действия, размещен ротор-распределитель. Ротор-распределитель состоит из вала 3 и жестко, неразъемно установленного на нем золотника 4. В двухканальной шарнирной муфте 5 выполнены осевые отверстия 6 для подвода и сброса сжатого и отработанного воздуха. На цилиндрической поверхности вала выполнены радиальные 7 и Z-образные продольные пазы 8, соединяющие сдвинутые по фазе каналы 9. Золотник снабжен двухсторонней волновой дорожкой 10. Осевые отверстия в вале 11, заглушенные пробками 12, и 13, связывают отверстия подвода и сброса муфты с соответствующими распределительными окнами гильзы 14 и 15. Полукорпуса закрыты с торцов герметично крышками-фланцами 16 и 17 и снабжены антифрикционными гильзами 18. Двухканальная шарнирная муфта крепится к крышке-фланцу 16 с помощью кронштейна 19. Аксиально-поршневой двигатель работает следующим образом. Сжатый воздух подается в одно из осевых отверстий 6 муфты, далее по осевому отверстию в вале, впускным и распределительным окнам поступает в поршневую полость и давит на поршень 2. Поршень через подшипники взаимодействует с волновой дорожкой 10 ротора-распределителя и приводит его во вращение. При этом отработанный воздух, проходя по аналогичным каналам, из второго осевого отверстия 6 муфты сбрасывается в атмосферу.

1. Аксиально-поршневой двигатель, содержащий установленный в полукорпусах блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующих с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя, выполненного в виде вала с хвостовиком, радиальными и Z-образными продольными пазами на его цилиндрической поверхности и жестко, неразъемно установленного на нем золотника с двухсторонней волновой дорожкой и окнами, взаимодействующими с соответствующими окнами и пазами вала, отличающийся тем, что полукорпуса закрыты с торцов герметично крышками-фланцами с подшипниками для вала, а на противоположном от хвостовика конце вала установлена двухканальная шарнирная муфта для питания двигателя, каналы которой через осевые отверстия в вале связаны с Z-образными продольными пазами, впускными или выпускными и распределительными окнами ротора-распределителя.

2. Аксиально-поршневой двигатель по п.1, отличающийся тем, что полукорпуса двигателя выполнены из легкого сплава, а цилиндры снабжены антифрикционными гильзами.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с оппозитно расположенными цилиндрами и головками, поршни, связанные между собой штоком и имеющие возможность перемещения вдоль оси штока, величина которого равна величине хода впускного клапана, подпружиненные гильзы цилиндров, подвижные вдоль своей оси на величину хода выпускного клапана, относительно головок с размещенными в них форкамерами со сверхзвуковыми соплами, и снабженные коническими фасками, контактирующими с седлами в головках, рубашки системы охлаждения с впускными клапанами, искровую систему зажигания, оснащенную постоянными магнитами на штоке и взаимодействующими с ними гермоконтактами на корпусе.

Аксиальный поршневой двигатель и способ управления работой аксиального поршневого двигателя // 2490488

Аксиально-поршневой гидромотор вариаторного типа // 2470160

Изобретение относится к области регулируемых гидромашин, а именно к аксиально-поршневым машинам с вариатором скорости вращения. .

Двигатель внутреннего сгорания в.е.с.а // 2413079

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению. .

Двигатель внутреннего сгорания с центральным роторным валом // 2341667

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания. .

Двигатель с синусоидным ротором авп // 2341659

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и поршневым машинам. .

Мотор-компрессор для создания избыточного давления рабочего тела // 2337245

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям поршневых компрессоров. .

Способ преобразования возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала и электромеханический двигатель внутреннего сгорания // 2299341

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к силовым агрегатам, в основе которых лежит поршневой двигатель внутреннего сгорания. .

Многоцилиндровый бесшатунный оппозитный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания // 2296871

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции многоцилиндровых бесшатунных двигателей внутреннего сгорания. .

Оппозитный двигатель // 2281399

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкциям двигателей внутреннего сгорания без коленчатого вала. .

Бескривошипный одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания // 2528485

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является упрощение механизма преобразования при повышении надежности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит поршень 1, размещенный в цилиндре 3 и соединенный посредством штока 5 и пальца 4 механизма преобразования 8 с выходным валом 6, ось вращения которого перпендикулярна продольной оси поршня 1. Механизм 8 содержит блок коаксиально расположенных вдоль оси поршня и соединенных между собой штифтами 9 цилиндров 10 и 11, установленных с возможностью вращения. Цилиндры 10 и 11 связаны посредством конических шестерен 21 и 22 с валом 6. Шток 5 имеет трехгранный профиль и опирается на блоки 18 и 19 подшипников, предотвращающих поворот штока 5 вокруг своей оси. Во внутреннем цилиндре 11 выполнен паз 20 синусоидальной формы. 3 ил.

Соосный двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала // 2539224

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Соосный двигатель (1) внутреннего сгорания без коленчатого вала содержит по меньшей мере один цилиндр (3), имеющий продольно расположенную ось (XX), пару поршней (5) и (6), установленных для совершения возвратно-поступательного движения в противоположных направлениях вдоль продольной оси (XX) цилиндра (3) и два вала (10) и (12). Пространство между поршнями (5) и (6) образует общую камеру (7) сгорания. Первый вал (10) расположен параллельно продольной оси (XX) цилиндра (3) и сбоку на расстоянии от продольной оси (XX). Второй вал (12) расположен параллельно продольной оси (XX) цилиндра (3) и сбоку на расстоянии от продольной оси (XX) цилиндра. Второй вал (12) снабжен сквозным продольным отверстием (14), через которое может проходить и вращаться первый вал (10). Поршни (5) и (6) соединены с аксиально разнесенными эксцентриками (16) и (17). Первый эксцентрик (16) опирается на первый вал (10). Второй эксцентрик (17) опирается на второй вал (12). Первое зубчатое колесо (50) соединено с первым валом (10). Второе зубчатое колесо (50) соединено со вторым валом (12). Первое и второе зубчатые колеса (50) связаны с помощью устройства для обеспечения временной синхронизации между первым и вторым валами (10) и (12). Возвратно-поступательное движение поршней (5) и (6) передает на соответствующие валы (10) и (12) вращательное движение в противоположных направлениях для приведения двигателя в действие. Технический результат заключается в снижении износа и в упрощении конструкции двигателя. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Поршневой двигатель // 2560977

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение экономичности. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит блок цилиндров, расположенных по окружности. Поршни соединены со штоками. Головка штока находится в пазах ведущего кулачкового вала, совпадающего с осью блока цилиндров, продолжением которого является дополнительный вал, управляющий газораспределением и системой зажигания. На другой стороне ведущего вала крепится маховик с крыльчаткой, обеспечивающей охлаждение корпуса с маслом. 1 ил.

Четырёхтактный бескривошипный поршневой тепловой двигатель с оппозитным расположением цилиндров // 2564725

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Четырехтактный бескривошипный поршневой тепловой двигатель с оппозитным расположением цилиндров содержит головки (2) цилиндров, цилиндры (3 и 4) с расположенными в них осесимметричными поршнями (5), связанными с механизмом преобразования движения. Механизм преобразования движения выполнен в виде втулки (12), установленной в осевых подшипниках в гнездах цилиндров. Торцы втулки (12) имеют эквидистантно расположенные криволинейные поверхности. Втулка (12) посредством зубчатого венца, выполненного на ее наружной поверхности, связана с валом (16) отбора мощности и приводом газораспределительного механизма. Двухрожковые штоки (7) жестко связаны с поршнями (5) и кинематически сочленены с криволинейными поверхностями втулки (12) со сдвигом по фазе, равным π/2. Двухрожковые вильчатые штоки (7) имеют по две цапфы, соответственно на концах осей штоков (7) и у вершин каждого рожка, контактирующих с верхней и нижней криволинейными торцевыми поверхностями втулки. Технический результат заключается в повышении надежности работы двигателя и уменьшении габаритов. 4 ил.

Вращательная система привода, имеющая ролик, работающий от кулачка, со съемной опорой колеса // 2607714

Изобретение относится к вращательной системе (50) привода и может быть использовано в силовых установках. Содержит цилиндрическую стенку (51), поршень (4, 4'), имеющий возможность скольжения в осевом направлении вдоль продольной оси (L) внутри цилиндрической стенки (51), и поршневой шток (20, 20'), тянущийся вдоль продольной оси и выступающий со стороны (D) привода системы в осевом направлении наружу цилиндрической стенки. Поршневой шток (20, 20') прикреплен к опорному элементу (5a) держателя со стороны привода. Вращающийся кольцевой элемент (9) кулачковой шайбы тянется в осевое положение кулачковой шайбы, которая расположена на расстоянии от стороны (D) привода, коаксиально вокруг цилиндрической стенки (51). Держатель (5b) содержит с опорной стороны пару роликов (7, 7'), находящихся в зацеплении с противоположными поверхностями кулачковой шайбы. Держатель (5b) расположен радиально наружу из цилиндрической стенки (51) от положения кулачковой шайбы к опорному элементу (5a) и соединен с возможностью отсоединения посредством соединительного конца с опорным элементом держателя. Держатель (5b) содержит плечо, в котором имеется гибкая секция (41). Съемные держатели обеспечивают системе привода возможность простой сборки и разборки для обслуживания, ремонта или замены роликов после их износа. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Поршневая машина // 2625606

Изобретение предназначено для использования в машиностроении в качестве мотора, компрессора или насоса. Машина содержит корпус, в котором размещен полый приводной вал и как минимум два поршня, надетых на центральную ось с возможностью совершать относительно оси и корпуса вращательное и возвратно-поступательное движения. Внутренняя цилиндрическая полость машины поршнями и перегородками разделена на рабочие цилиндры. На наружной поверхности поршней выполнены замкнутые продольные винтовые канавки, в которых размещены поводки. Выступающие за пределы винтовых канавок части поводков зафиксированы относительно корпуса. Поршни соединены с приводным валом шлицевым соединением, обеспечивающим свободное перемещение поршней вдоль оси вала и передачу крутящего момента между ними. Шлицевое соединение второго поршня с приводным валом выполнено с угловым смещением относительно шлицевого соединения первого поршня по направлению вращения приводного вала. В корпусе и центральной оси выполнены каналы, заполненные рабочим телом. В корпусе размещены цилиндры, которые совместно с полостью приводного вала образуют внутреннюю цилиндрическую полость машины. Один из цилиндров зафиксирован в корпусе, а второй цилиндр зафиксирован относительно первого цилиндра через центральную ось. На внутренней поверхности осевого отверстия поршней выполнены продольные каналы. Расположение продольных каналов, их длина, ширина и глубина увязаны с формой, положением, количеством винтовых канавок, изготовленных на цилиндрической поверхности поршня и объемными характеристиками машины. Приводной вал кинематически связан с выходным валом. Обеспечены технологичность и простота конструкции, повышены производительность и КПД. 6 ил.

Привод поршней двигателя стирлинга // 2627760

Изобретение относится к области двигателей внешнего сгорания и касается привода поршней. Техническим результатом является уменьшение габаритов механизма. Сущность изобретения заключается в том, что на внутренней цилиндрической поверхности косой шайбы имеются ведущие поверхности в виде паза, а внешняя цилиндрическая поверхность для снятия мощности имеет крепления для постоянных магнитов ротора генератора электрического тока. Развертка направляющей пазов на внутренней и внешней цилиндрических поверхностях косой шайбы является синусоидой. Пазы внутренней цилиндрической поверхности циклически обкатываются входящими в пазы роликами или пальцами двух пар оппозитных штоков поршней внутри косой шайбы, а пазы внешней цилиндрической поверхности - роликами или пальцами механизмов отбора мощности. Оппозитные концы штоков могут нести поршни, рабочие и вытеснительные, или уравновешивающие грузы, пассивные или активные. Одна из оппозитных пар поршней может служить в качестве теплового насоса, когда движения поршней двигательной и теплонасосной пар уравновешивают друг друга. Возможно фазовое смещение рабочих и вытеснительных поршней. Двигатель имеет симметричный корпус, две оппозитные части которого соединяются фланцами картера в единое герметичное целое, что позволяет дольше сохранять высокое давление газового рабочего тела. 50 ил.

Двигатель внутреннего сгорания // 2638694

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Двигатель выполнен в виде группы цилиндров, расположенных вокруг цилиндрического корпуса параллельно оси роторного вала, находящегося в центре и снабженного цилиндрическим ротором с беговыми дорожками, впускные окна во всех цилиндрах ДВС расположены в нижних точках и оборудованы впускными клапанами, горючая смесь приготавливается вне цилиндров, каждый цилиндр двигателя содержит две камеры сгорания – запальную и кольцевую форкамеру, расположенную в верхней части цилиндра, необходимая для работы двигателя степень сжатия обеспечивается регулятором, выполненным в виде корректировочных цилиндров, сообщенных с цилиндрами двигателя через кольцевые форкамеры, причем последние выполнены с возможностью их полного перекрытия от полостей цилиндров поршнями двигателя вблизи ВМТ, корректировочных поршней, установленных в корректировочных цилиндрах с возможностью изменения объемов кольцевых форкамер, шатунов, шарнирно связанных верхними головками с поршнями корректировки степени сжатия, а нижними головками через шарнирные соединения - со ступицей червячного колеса, приводимого в действие червячным винтом. Техническим результатом является обеспечение плавности работы двигателя, качественное заполнение цилиндров горючей смесью, а также увеличение надежности возвратно-поступательного механизма и упрощение конструкции ДВС. 1 з.п. ф-лы, 39 ил.