Поршнева машина

Корисна модель відноситься до машинобудування і може бути використаний в двигунах внутрішнього згоряння, компресорах, насосах. Відомо поршневу машину, що містить картер, циліндр, поршень з кільцями і пальцем, шатун, колінчастий вал, впускний і випускний клапани (див. Поршневые компрессоры: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки» /Б.С. Фотин, И.Б. Пирумов, И.К. Придупкий, П.И. Пластилин; Под общ. ред. Б.С.Фотина. - Л.: Машиностроение, 1987.-372с., с.5). Ця поршнева машина обрана за прототип. Недоліком відомої поршневої машини с виникнення при її роботі циклічно повторюваних перемінних бічних сил, що діють між поршнем і циліндром, які викликають перекіс поршня, локальний інтенсивний знос дзеркала циліндра і поршневих кілець, прорив газів або рідини між поршнем і циліндром у порожнину картера, значні механічні втрати в ціліндропоршневій групі, що приводить до зниження економічності і ресурсу поршневої машини. В основу корисної моделі поставлено задачу усунення бічних сил між поршнем і циліндром шляхом використання шарнірне з'єднаного із шатуном бочкоподібного ролика, який взаємодіє з циліндром і передає на нього бічні сили, внаслідок чого виключаються тертя ковзання від бічних сил, перекіс поршня, інтенсивний знос дзеркала циліндра і поршневих кілець, підвищуються економічність і ресурс поршневої машини. Поставлена задача досягається тим, що в поршневій машині, що містить картер, циліндр, поршень з кільцями і пальцем, шатун, колінчастий вал, впускний і випускний клапани, відповідно до корисної моделі, шатун шарнірне з'єднано з бочкоподібним роликом, що взаємодіє з поверхнею циліндра, причому осі шипів ролика розташовано паралельно осі обертання колінчастого вала, ролик і циліндр з'єднані по посадці з мінімальним зазором, радіус кривини поверхи кочення ролика в його осьовому перерізі дорівнює радіусу циліндра, а шипи ролика і палець поршня з'єднані між собою шарнірне за допомогою коротких шатунів. Завдяки ознакам, властивим корисній моделі, що заявляється, виключаються бічні сиди маж поршнем і циліндром і викликам: ними тертя, усуваються перекіс поршня та інтенсивний знос дзеркала циліндра і поршневих кілець, підвищуються економічність і ресурс поршневої машини. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг.1 зображено схему поршневої машини в поздовжньому перерізі, а на фіг.2 - переріз А-А на фіг.1. У циліндрі 1, нерухомо з'єднаному з картером 2, розміщено поршень 3 і ролик 4, з'єднані між собою за допомогою коротких шатунів 5, що утворюють обертальні кінематичні пари із шипами 6 ролика 4 і пальцем 7 поршня 3. Шатун 8 шарнірно з'єднано з колінчастим вадом 9 і роликом 4. Циліндр 1 обладнано вхідним 10 і вихідним 11 клапанами. В осьовому перерізі поверхня кочення ролика 4 мас радіус кривини, який дорівнює радіусу циліндра 1. Осі шипів 6 ролика 4 розташовано паралельно осі обертання колінчастого вала 9. Ролик 4 і циліндр 1 з'єднані між собою по посадці з мінімальним зазором. Поршнева машина працює таким чином. При обертанні колінчастого вала 9, шарнірно з'єднаного з картером 2 та в шатуном 8, останній здійснює плоскопаралельний рух, змінюючи своє положення щодо осі циліндра 1 із вхідним 10 і вихідним 11 клапанами і викликаючи бічні сили взаємодії між циліндром 1 та роликом 4,який шарнірно з'єднано із шатуном 8 за допомогою шипів 6. При цьому поршень 3 залишається цілком розвантаженим від бічних сил і, завдяки коротким шатунам 5, шарнірно з'єднаним з пальцем 7 поршня 3, що постійно зберігають положення, паралельне осі циліндра 1, сприймає тільки сиди, спрямовані паралельно цій осі. Тому бічні сили викликають не тертя ковзання поршня 3, а терм кочення ролика 4, тобто втрати на тертя істотно знижуються, а знос дзеркала циліндра 1 і кілець поршня 3 різко зменшуються. Виключено також перекіс поршня 3, завдяки чому усуваються збільшення сип тертя між циліндром ї і поршнем 3 та прискорений знос їх тертьових поверхонь. Таким чином, у запропонованій поршневій машині виключено бічні сили між поршнем і циліндром, усунено перекіс поршня, істотно знижено тертя і знос тертьових поверхонь поршня і циліндра, що сприяє підвищенню економічності і ресурсу поршневої машини.