Поршнева кулісна машина

Пропонуємий винахід відноситься до техніки загального та холодильного машинобудування, зокрема, до двигунів вн утрішнього згоряння (ДВЗ) та компресорів з кулісним приводом. Відомі об'ємні поршневі машини: компресори та ДВЗ, які мають куліси, жорстко з'єднані з поршнями, розташованими в робочих циліндрах, та повзуни куліс, кінематично зв'язані з кривошипом приводного валу, див. наприклад [1]-[12]. Однопоршневі кулісні машини [1]-[3] компактні та за рахунок само-установлення деталей при складанні високотехнологічні, однак мають низьку рівномірність крутного моменту та погану врівноваженість. Відомі також багатопоршневі кулісні машини [4]-[11]. Володіючи високою врівноваженістю й рівномірністю крутного моменту ці пристрої мають низьку технологічність, оскільки позбавлені головної якості одно-поршневих (з циліндричним повзуном куліси) - спроможності самоустановлення деталей механізму при складанні. Найближчим прототипом до заявленого технічного рішення є герметичний багатоциліндровий компресор, описаний в авторському свідоцтві СРСР №585310 [9]. Він містить у собі корпус з робочими циліндрами, розташовані у циліндрах поршні, жорстко з'єднані з кулісами, та розміщений в кулісі повзун, кінематично зв'язаний з кривошипом привідного валу. У відомому пристрої циліндри розміщені опозитно, куліси мають спільну вісь, розташовані одна в другій і кожний поршень з'єднаний з однією з них. Однак, враховуючи жорстке з'єднання куліс зі своїми поршнями, розташування однієї куліси всередині іншої ускладнює конструкцію пристрою. Вказана форма виконання механізму дозволяє при складанні деталей компенсувати шля хом самоустановлення тільки ті неточності виготування, які орієнтовані у напрямках, паралельних площині, утвореної осями куліси і поршня і не здатна вирішувати ту ж задачу у перпендикулярному напрямку, оскільки взаємне зміщення куліс та зв'язаних з ними поршнів у поперечній площині неможливо. Це знижує те хнологічність пристрою. Крім того, у зв'язку з розташуванням кривошипа безпосередньо всередині спільного повзуна, кількість робочих об'ємів циліндрів, розташованих в одній площині, обмежена до двох. У результаті, досягаються мала продуктивність та погані: врівноваженість сил інерції мас, що рухаються поступово та ступінь рівномірності крутного моменту. Таким чином, недоліками прототипу є низька технологічність, а також погані врівноваженість сил інерції мас, що рухаються поступально та рівномірність крутного моменту. В основу винаходу поставлене завдання створити такий механізм приводу поршневої кулісної машини, в якому новий спосіб побудування кінематичного зв'язку повзуна з кривошипом дозволив би отримати повне самоустановлення деталей при складанні багатопоршневої машини (аналогічно однопоршневій). І в підсумку - досягнути поєднання високої технологічності пристрою з високими показниками продуктивності, врівноваженості та ступеню рівномірністі крутного моменту. Це досягається тим, що між повзуном куліси та кривошипом установлена тяга, на одному кінці тяги жорстко закріплений палець, паралельний кривошипу і розташований всередині повзуна куліси, а протилежні кінці тяг, приналежні різним повзунам, жорстко з'єднані між собою в єдину деталь хрестовину за допомогою спільної маточини, остання встановлена на кривошипі валу. Причому, один з пальців забезпечений пристроєм, наприклад шпонкою, запобігаючим повороту тяги та хрестовини відносно його повзуна. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображений приклад виконання герметичного холодильного компресора: Фіг.1 - поперечний розріз по осям робочих цилиндрів, Фіг.2 - подовжній - по осі валу. Поршнева кулісна машина містить в собі корпус 1 з робочими циліндрами 2, розташованими радіально відносно приводного валу 3. В циліндрах 2 розміщені поршні 4, жорстко з'єднані з кулісами 5. На кривошип 6 вала 3 посаджена хрестовина 7, складена з маточини 8 і жорстко з'єднаних з нею радіальних тяг 9. На кінці кожної тяги жорстко закріплений палець 10, 11, паралельний кривошипу і встановлений в повзуні 12, 13 куліси (відповідно). Палець 11 забезпечений пристроєм, наприклад шпонкою 14, запобігаючим повороту хрестовини 7 відносно повзуна 13. Заявлена поршнева кулісна машина функціонує таким чином. При обертанні вала 3 хрестовина 7 переміщується разом з кривошипом 6 плоско-паралельно таким чином, що кожна тяга 9 рухається паралельно своєму попередньому положенню. Відхиленню тяг від указаної форми переміщення перешкоджає стопорний пристрій від провороту (шпонка) 14. В результаті, будь-яка точка на хрестовині 7, включаючи пальці 10, 11, рухається по круговій траєкторії з радіусом обертання, рівним радіусу кривошипу. Пальці 10, 11, розташовані всередині відповідних повзунів 12, 13 куліс, пересуваючись по траєкторії кола, штовхають куліси разом з поршнями в напрямку, визначаємому віссю циліндра 2. Джерела інформації: 1. Пат. ФРН №1171448, кл.17а, 16 (F25В). 2. Пат. Франці] №2055643, кл. F04В, F16Н. 3. Заявка Японії №60-85278, кл. F04В. 4. Пат США №3093301, кл. 230/206 (F04B). 5 Пат США №3695786, кл. 417/437 (F04В). 6. Пат США №4352640, кл. 417/273 (F04B). 7. Пат. США №4373876, кл. 417/534 (F04В). 8. Заявка Японії №58-20395, кл. F04B. 9. Авт. свідоцтво СРСР №585310, кл. F04ВF25В. 10. Авт. свідоцтво СРСР №1566056, кл. F01В, F02В, F04В. 11. Авт. свідоцтво СРСР №1627770, кл F16Н. 12 Якобсон В.Б. Мале холодильне машины: - М.: Пищевая пром., 1977.