Поршнева машина
Номер патенту: 6721
Опубліковано: 29.12.1994
Автори: Євдокимов Михайло Григорович, Євдокимов Ігор Михайлович
Формула / Реферат
1. Поршневая машина, содержащая корпус, по меньшей мере, одну рабочую секцию, выполненную в виде ротативного блока цилиндров с размещенными в последних поршнями со штоками, и ротора, соединенного с блоком цилиндров при помощи планетарного механизма, причем блок цилиндров жестко связан с выходным валом, ротор установлен на последнем свободно, оси цилиндров расположены по касательной к окружности, описанной вокруг оси вращения вала, а штоки поршней связаны с ротором при помощи механизма преобразования, отличающаяся тем, что она снабжена второй идентичной секцией, выходной вал которой жестко связан с валом первой секции и механизмами фиксации, кинематически связанными с ротором каждой секции, причем планетарный механизм каждой секции дополнительно соединен с ротором другой секции.
2. Поршневая машина по п. 1, отличающаяся тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в роторе опорной шейками, при этом на опорной шейке жестко закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, расположенным соосно с валом и жестко связанным с блоком цилиндров, а эксцентриковая шейка связана при помощи шатуна с ротором другой секции.
3. Поршневая машина по п.1, отличающаяся тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в роторе опорной шейками, при этом на опорной шейке жестко закреплены приводная и синхронизирующая шестерни, расположенные с двух сторон относительно ротора и зацепленные с зубчатыми венцами, расположенными соосно с валом и жестко связанными, соответственно, с блоком цилиндров и с ротором другой секции, а эксцентриковая шейка связана с последним при помощикулисного механизма.
4. Поршневая машина по п.1, отличающая с я тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде кривошипа с установленной в роторе опорной шейкой и расположенными с двух сторон относительно ротора двумя эксцентриковыми шейками, одна из которых при помощи приводного шатуна связана с блоком цилиндров, а вторая при помощи синхронизирующего шатуна - с ротором другой секции.
5. Поршневая машина по п.1, отличающаяся тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в роторе опорной шейками, синхронизирующего кривошипа с коренной и шатунной шейками, тяги, один конец которой шарнирно связан с эксцентриковой шейкой кривошипа, и промежуточного и синхронизирующего шатунов, причем на опорной шейке кривошипа жестко закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, расположенным соосно с валом и жестко связанным с блоком цилиндров, коренная шейка синхронизирующего кривошипа свободно установлена в опорной шейке эксцентрично последней, на роторе расположен соосно с опорной шейкой и вокруг нее синхронизирующий зубчатый венец, зацепленный с синхронизирующей шестерней, которая жестко установлена на коренной шейке синхронизирующего кривошипа, одна гоовка промежуточного шатуна шарнирно связана с шатунной шейкой синхронизирующего кривошипа, одна головка синхронизирующего шатуна шарнирно связана с ротором другой секции, а другой конец тяги шарнирно связан со вторыми головками синхронизирующего и промежуточного шатунов.
6. Поршневая машина по п.1, отличающаяся тем, что планетарный механизм выполнен в виде расположенных на роторах конических зубчатых венцов, зацепленных с сателлитами, установленными на оси, расположенной перпендикулярно выходному валу и жестко с ним связанной.
7. Поршневая машина по п.1. отличающаяся тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде жестко установленных на промежуточном валике приводной шестерни и элементов периодического зацепления, например, цевок с возможностью контактирования, соответственно, с ведущей шестерней закрепленной на выходном валу, и радиальными вырезами выполненными в роторе при этом валик установлен свободного в корпусе.
8. Поршневая машина по п.1 отличающаяся тем, что планетарный механизм выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в опоре блока цилиндров опорной шейками при этом на опорной шейке жестко закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, расположенным соосно с валом, и жесткосвязанный с ротором, а эксцентриковая шейка связана при помощи шатуна с ротором другой секции.
9. Поршневая машина по п.1, отличающаяся тем, что планетарный механизм выполнен в виде кривошипа с установленной в опоре блока цилиндров опорной шейкой и расположенными с двух сторон относительно опоры двумя эксцентриковыми шейками, одна из которых при помощи приводного шатуна связана с ротором, а вторая при помощи синхронизирующего шатуна - с ротором другой секции.
10. Поршневая машина по п.1, отличающаяся тем, что планетарный механизм выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в опоре блока цилиндров опорной шейками, синхронизирующего кривошипа с коренной и шатунной шейками тяги, один конец которой шарнирно связан с эксцентриковой шейкой кривошипа, и промежуточного и синхронизирующего шатунов, причем на опорной шейке кривошипа жестко закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, расположенным соосно с валом и жестко связанная с ротором, коренная шейка синхронизирующего кривошипа свободно установлена в опорной шейке эксцентрично последней, на блоке цилиндров соосно с опорной шейкой и вокруг нее расположен синхронизирующий зубчатый венец, зацепленный с синхронизирующей шестерней, которая жестко установлена на коренной шейке синхронизирующего кривошипа, одна головка промежуточного шатуна шарнирно связана с шатунной шейкой синхронизирующего кривошипа, одна головка синхронизирующего шатуна шарнирно связана с ротором другой секции, а другой конец тяги шарнирно связан со вторыми головками синхронизирующего и промежуточного шатунов.
11. Поршневая машина по п.п. 1-10, отличающаяся тем, что механизм фиксации выполнен в виде фиксирующей шестерни, установленной в корпусе на оси и зацепленной с ведущим зубчатым венцом, жестко связанным с ротором, и фиксатора, выполненною в виде пальца, жестко связанного с осью и установленного перпендикулярно последней с возможностью поочередного взаимодействия с, по меньшей мере, одной выемкой полукруглой формы, выполненной в роторе в плоскости вращения пальца.
12. Поршневая машина по п.1-10, отличающаяся тем, что механизм фиксации выполнен в виде подпружиненного и размещенного в корпусе подвижного штифта со скошенной торцевой поверхностью, установленного напротив поверхности ротора с возможностью взаимодействий с выполненными в последнем отверстиями.
13. Поршневая машина по п.п. 7 и 11, отличающаяся тем, что ось фиксатора выполнена заодно с промежуточным валиком.
14. Поршневая машина по п.п. 1-10, отличающаяся тем, что механизм фиксации выполнен в виде фиксирующей шестерни, установленной на оси в роторе и зацепленной с неподвижным зубчатым венцом, жестко связанным с корпусом, и фиксатора, выполненного в виде пальца, жестко связанного с осью и установленного перпендикулярно последней с возможностью поочередного взаимодействия, по меньшей мере, с одной выемкой полукруглой формы, выполненной в корпусе в плоскости вращения пальца.
15. Поршневая машина по п.11, 13 и 14,отличающаяся тем, что фиксатор выполнен в виде расположенного на оси сектора.
16. Поршневая машина по п.7, отличающаяся тем, что вырезы на роторе выполнены в виде неполнозубой шестерни, взаимодействующей с зубчатым венцом, связанным с ротором.
17. Поршневая машина по п.п.1-16, отличающаяся тем, что оси поршней и механизмов преобразования расположены в параллельных плоскостях.
18. Поршневая машина по п.п. 1,3, отличающаяся тем, что кулисный механизм выполнен в виде радиального паза в роторе, в котором расположена эксцентриковая шейка кривошипа.
19. Поршневая машина по пп. 1-18, отличающаяся тем, что механизм преобразования выполнен в виде серьги, один конец которой шарнирно связан со штоком поршня, а другой - с ротором.
20. Поршневая машина по пп. 1-18, отличающаяся тем, что механизм преобразования выполнен в виде ползуна, один конец которого шарнирно связан со штоком поршня, а другой размещен в радиальной направляющей ротора.
21. Поршневая машина по пп. 1-18, отличающаяся тем, что механизм преобразования выполнен в виде эксцентрика, расположенного в отверстии штока и связанного при помощи эксцентрикового пальца с ротором.
22. Поршневая машина по п.7, отличающаяся тем, что вырезы на роторе выполнены в виде мальтийского креста.
Текст
1. Поршневая машина, содержащая кор пус, по меньшей мере, одну рабочую сек цию, выполненную в виде ротативного блока цилиндров с размещенными в послед них поршнями со штоками, и ротора, соеди ненного с блоком цилиндров при помощи планетарного механизма, причем блок ци линдров жестко связан с выходным валом, ротор установлен на последнем свободно, оси цилиндров расположены по касатель ной к окружности, описанной вокруг оси вращения вала, а штоки поршней связаны с ротором при помощи механизма преобразо вания, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена второй идентичной секцией, вы ходной вал которой жестко связан с валом первой секции и механизмами фиксации, ки нематически связанными с ротором каждой секции, причем планетарный механизм каж дой секции дополнительно соединен с рото ром другой секции. 2. Поршневая машина по п. 1, о тл и чающая с я тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в роторе опорной шейками, при этом на опорной шейке жестко закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, рас положенным соосно с валом и жестко связанным с блоком цилиндров, а эксцентриковая шейка связана при помощи шатуна с ротором другой секции. 3. Поршневая машина по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в роторе опорной шейками, при этом на опорной шейке жестко закреплены приводная и син хронизирующая шестерни, расположенные с двух сторон относительно ротора и зацеп ленные с зубчатыми венцами, расположен ными соосно с валом и жестко связанными, соответственно, с блоком цилиндров и с ро тором другой секции, а эксцентриковая шей ка связана с пос ледним при помощи кулисного механизма. 4. Поршневая машина по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде кривошипа с установленной в роторе опорной шейкой и расположенными с двух сторон относитель но ротора двумя эксцентриковыми шейка ми, одна из которых при помощи приводного шатуна связана с блоком цилин дров, а вторая при помощи синхронизирую щего шатуна - с ротором другой секции. 5. Поршневая машина по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в роторе опорной шейками, синхронизирующего кри вошипа с коренной и шатунной шейками, тяги, один конец которой шарнирно связан с эксцентриковой шейкой кривошипа, и про межуточного и синхронизирующего шату нов, причем на опорной шейке кривошипа жестко закреплена приводная шестерня, за цепленная с зубчатым венцом, расположен ным соосно с валом и жестко связанным с блоком цилиндров, коренная шейка синхро С > ON О 6721 низирующего кривошипа свободно установ лена в опорной шейке эксцентрично послед ней, н а рото ре р асположен соосно с с юрной шейкой и вокруг нее синхронизиру ющий зубчатый венец, зацепленный с синх- 5 ронизирующеи шестерней, которая жестко установлена на коренной шейке синхрони зирующего кривошипа, одна го-овка проме жуточного шатуна шарнирно связана с шатунной шейкой синхронизирующего кри- 10 вошипа, одна головка синхронизирующего шатуна шарнирно связана с ротором другой секции, а другой конец тяги шарнирно свя зан со вторыми головками синхронизирую щего и промежуточного шатунов 15 6. Поршневая машина по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я ^ем, что планетарный механизм выполнен в виде расположенных на роторах конических зубчатых венцов, зацепленных с сателлитами, установленными на оси, рас- 20 положенной перпендикулярно выходному валу и жестко с ним связанной 7. Поршневая машина по п. 1. о т л и ч аю щ а я с я тем, что планетарный механизм каждой секции выполнен в виде жестко ус- 25 тановленных на промежуточном валике при водной шестерни и элементов периодического зацепления, например, це вок с возможностью контактирования, соответственно, с ведущей шрстерней 30 закрепленной на выходном валу, и радиаль ными вырезами выполненными в роторе при этом валик установлен свободного в корпусе 8 Поршневая машина по п 1 о т л и ч а- 35 ю щ а я с я тем, что планетарный механизм выполнен в виде кривошипа с эксцентрико вой и установленной в опоре блока цилинд ров опорной шейками при этом на опорной шейке жестко закреплена приводная шее- 40 терня, зацепленная с зубчатым венцом, рас положенным соосно с валом, и жестко связанный с ротором, а эксцентриковая шейка связана при помощи шатуна с рото ром другой секции 45 9. Поршневая машина по п.1, о л и ч аю щ а я с я тем, что планетарный механизм выполнен в виде кривошипа с установлен ной в опоре блока цилиндров опорной шей кой и расположенными с двух сторон 50 относительно опоры двумя эксцентриковы ми шейками, одна из которых при помощи приводного шатуна связана с ротором, а вторая при помощи с инхронизирующего шатуна - с ротором другой секции. 55 10. Поршневая машина по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что планетарный механизм выполнен в виде кривошипа с эксцентрико вой и установленной в опоре блока цилинд ров опорной шейками, синхронизирующего 4 кривошипа с коренной и шатунной шейка-, ми, тяги, один конец которой шарнирно связан с эксцентриковой шейкой кривошипа, и промежуточного и синхронизирующего шатунов, причем на опорной шейке кривошипа жестко закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, расположенным соосно с валом и жестко связанная с ротором, коренная шейка синхронизирующего кривошипа свогЪдно установлена в опорной шейке эксцентрично последней, на блоке цилиндров соосно с опорной шейкой и вокруг нее расположен синхронизирующий зубчатый венец, зацепленный с синхронизирующей шестерней, которая жестко установлена на коренной шейке синхронизирующего кривошипа, одна головка промежуточного шатуна шарнирно связана с шатунной шейкой синхронизирующего кривошипа, одна головка синхронизирующего шатуна шарнирно связана с ротором другой секции, а другой конец тяги шарнирио связан со вторыми головками синхронизирующего и промежуточного шатунов. 11. Поршневая машина по п.п. 1-10, отличающаяся тем, что механизм фиксации выполнен в виде фиксирующей шестерни, установленной в корпусе на оси и зацепленной с ведущим зубчатым венцом, жестко связанным с ротором, и фиксатора, выполненною в виде пальца, жестко связанного с осью и установленного перпендикулярно последней с возможностью поочередного взаимодействия с, по меньшей мере, одной выемкой полукруглой формы, выполненной в роторе в плоскости вращения пальца. 12 Поршневая машина по п.1-10, отл и ч а ю щ а я с я тем, что механизм фиксации выполнен в виде подпружиненного и размещенного в корпусе подвижного штифта со скошенной торцевой поверхностью, установленного напротив поверхности ротора с возможностью взаимодействий с выполненными в последнем отверстиями. 13. Поршневая машина по п.п. 7 и 11, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что ось фиксатора выполнена заодно с промежуточным вали ком. 14. Поршневая машина по п.п. 1-10, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что механизм фиксации выполнен в виде фиксирующей шестерни, установленной на оси в роторе и зацепленной с неподвижным зубчатым вен цом, жестко связанным с «сорпусом, и фикса тора, выполненного в виде пальца, жестко связанного с осью и установленного перпен дикулярно последней с возможностью поо чередного взаимодействия, по меньшей мере, с одной выемкой полукруглой формы, 6721 выполненной в корпусе в плоскости вращ ения пальца. 15. Поршневая машина по п.11, 13 и 14, о т л и ч а ю щ а я с я тем , что фиксатор выполнен в виде расположенного на оси 5 сектора. 16. Поршневая машина по п.7, отлича ю щ а я с я тем, что вырезы на роторе выполнены в виде неполнозубой шестерни, взаимодействующ ей с зубчатым венцом, W связанным с ротором. 17. Поршневая машина по п. п.1-16, о тл и ч а ю щ а я с я тем , что оси поршней и механизмов преобразования расположены в параллельных плоскостях. 15 18. Поршневая машина по п. п.1,3, о т л и ч а ю щ а я с я тем , что кулисный меха низм выполнен в виде радиального паза в роторе, в котором расположена эксцентри ковая шейка кривошипа. 20 19. Поршневая машина по п п 1 18. от л и ч а ю щ а я с я тем , что механизм преоб разования выполнен в виде серьги, один ко нец которой шарнирн о связан со штоком поршня, а другой - с ротором. 20. Поршневая машина по п. 1-18, о т л и ч а ю щ а я с я тем , что механизм преоб разования выполнен в виде ползуна, один конец которого шарнирно связан со штоком поршня, а другой размещ ен в радиальной направляющей ротора. 21. Поршневая машина по п,п. 1-18, от л и ч а ю щ а я с я тем , что механизм преоб разования выполнен в виде эксцентрика, расположенного в отверстии штока и свя занного при помощи эксцентрикового паль ца с ротором. 22. Поршневая машина по п.7, отлича ю щ а я с я тем, что вырезы на роторе выполнены в виде мальтийского креста. Изобретение относится к области маши Однако в известной машине не обеспе ностроения, а именно к двигателям и насочивается высокая степень равномерности сам объемного расширения, работающим со вращения выходного зала, так как сгорание сжимаемыми и несжимаемыми рабочими те- 30 топлива происходит при переменном объелами, преимущественно к двигателям внутме цилиндра, а передача крутящего момента реннего сгорания. от поршней через ротор и планетарный меИзвестна поршневая машина, содержаханизм на блок цилиндров не обеспечивает щая цилиндры, оси которых расположены по достаточно устойчивую работу машины на касательной к окружности, описанной вок- 35 предусмотренных режимах и надежный запуск. В основу изобретения поставлена заруг оси вращения выходного вапа [1]. Поршни через шток с роликами взаимо дач а с озда ни я по ршн ев ой м аши н ы , в действуют с кулачками, управляемыми с покоторой пу тем введения дополнительных элементов за счет прямого воздействия ра мощью обгонных муфт. Однако обгонные муфты недостаточно надежны даже при ма- 40 бочего органа на вал двигателя обеспечивалых скоростях, а на больших - работоспоется сгорани е топ лива при пос то янном объеме цилиндра, что повышает равномерсобность обгонных муфт ухудшается. Кроме ность вращения выходного вала и обеспечитого, ролики не способны воспринима ть вае т устойч ивую рабо ту при раз лич ных большие нагрузки от поршней. 45 режимах и надежный запуск двигателя. Поставленная задача решается тем, что Наиболее близким техническим решепоршневая машина, содержащая корпус, по нием к предлагаемому является поршневая меньшей мере, одну рабочую секцию, вымашина, содержащая корпус, рабочую секполненную в виде ротативного блока цилинцию, выполненную в виде ротативного блока цилиндров с размещенными в последних 50 Др ов с р азм ещ е нн ыми в п ос ледн их поршнями со штоками, и ротора, соединенпоршнями со штоками, и ротора, соединенного с блоком цилиндров при помощ и планого с блоком цилиндров при помощи плане тарн ого механ изма, блок ци ли ндров нетарного механизма, причем ротативный жестко связан с выходным валом, ротор усблок цилиндров жестко связан с выходным валом, ротор установлен на последнем сво- 55 тановлен на последнем свободно, оси цилиндров расположены по касательной к бодно, оси цилиндров расположены по касаокружности, описанной вокруг оси вращ етельной к окружности, описанной вокруг оси ния зала, а штоки поршней связаны с ротовращения выходного вала, а штоки поршней ро м п ри по мощ и мех ан из м а связаны с ротором при помощи механизма преобразован ия согласно изобре тен ию, преобразования [2]. 6721 второй идентичной секцией, выгодной вал которой жестко связан с валом шрвой секции и механизмами фиксации, кинематически связанными с ротором каждой секции, а планетарный механизм каждой секции дополнительно соединен с ротором другой секции. При такой конструкции передача крутящего момента на выходной вал осуществляется непосредственно ротатішими блоком цилиндров, что повышает равномерность вращения выходного вала и обеспечивает устойчивую работу при различных режимах и надежный запуск двигателя. В поршневой машине планетарный механизм кэхдой секции может быть выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в роторе опорной шейками, при этом на опорной шейке жестко закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, расположенным соосно с валом и жестко связанным с блоком цилиндров, а эксцентриковая шейка связана при помощи шатуна с ротором другой секции. В поршневой машине планеларный механизм каждой секции может быть выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в роторе опорной шейками, при этом на опорной шейке жестко закреплена приводная и синхронизирующая шестерни, расположенные с двух сторон относительно ротора и зацепленные с зубчатыми венцами, расположенными соосно с валом и жестко связанными, соответственно, с блоком цилиндров и с ротором другой секции, а эксцентриковая шейка связана с последним при помощи кулисного механизма. Кулисный механизм может быть выполнен в виде радиального паза в роторе, в котором расположена эксцентриковая шейка кривошипа. В поршневой машине планетарный механизм каждой секции может быть выполнен в виде кривошипа с установленной в роторе опорной шейкой и расположенными с двух сторон относительно ротора двумя эксцентриковыми шейками, одна из которых при помощи приводного шатуна связана с блоком цилиндров, а вторая при помощи синхронизирующего шатуна - с ротором другой секции В поршневой машине планетарный механизм каждой секции может быть выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в роторе опорной шейками, синхронизирующего кривошипа коренной и шатунной шейками, тяги, один конец которой шарнирно связан с эксцентриковой шейкой кривошипа, и промежуточного и синхронизирующего шатунов, причем на 8 опорной шейке кривошипа жестко закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, расположенным соосно с валом и жестко связанным с блоком цилин5 дров, коренная шейка синхронизирующего кривошипа свободно установлена в опорной шейке эксцентрично последней, на роторе расположен соосно с опорной шейкой и вокруг нее синхронизирующий зубчатый 10 венец, зацепленный * синхронизирующей шестерней, которая жестко установлена на коренной шейке синхронизирущего кривошипа, одна головка промежуточного шатуна шарнирно связана с шатунной шейкой син15 хронизирущего кривошипа, одна головка синхронизирующего шатуна шарнирно связана с ротором другой секции, а другой конец тяги шарнирно связан со вторыми головками синхронизирующего и промежу20 точного шатунов. В поршневой машине планетарный механизм может быть выполнен в виде расположенных на роторах конических зубчатых венцов, зацепленных с сателлитами, уста25 новленными на оси, расположенной перпендикулярно выходному валу и жестко с ним связанной. В поршневой машине планетарный механизм каждой секции может быть выпол30 йен в виде жестко установленных на промежуточном валике приводной шестер ни и элементов периодического зацепления например, цевок с возможностью контактирования, соответственно, с ведущей шес35 терней, закрепленной на выходном валу, и радиальными вырезами, выполненными в роторе, при этом валик установлен свободно в корпусе. Вырезы на роторе могут быть выполнены в виде неполнозубой шестерни, 40 взаимодействующей с зубчатым венцом, связанным с ротором, или в виде мальтийского креста. В поршневой машине планетарный механизм может быть выполнен в виде криво45 шипа с эксцентриковой и установленной в опоре блока цилиндров опорной шейками, при этом на опорной шейке закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, расположенным соосно с валом, и 50 жестко связанный с ротором, а эксцентриковая шейка связана при помощи шатуна с ротором другой секции. В поршневой машине планетарный механизм может быть выполнен в виде криво55 шипа с установленной в опоре блока цилиндров опорной шейкой с расположенными с двух сторон относительно опору двумя эксцентриковыми шейками, одна из которых при помощи приводного шатуна связана с ротором, а вторая при помощи 6721 синхронизирующего шатуна - с ротором другой секции. В поршневой машине планетарный механизм может быть выполнен в виде кривошипа с эксцентриковой и установленной в 5 опоре блока цилиндров опорной шейками, синхронизирующего кривошипа с коренной и шатунной шейками, тяги, один конец которой шарнирно связан с эксцентриковой шейкой кривошипа, и промежуточного и 10 синхронизирующего шатунов, причем на опорной шейке кривошипа жестко закреплена приводная шестерня, зацепленная с зубчатым венцом, расположенным соосно с валом и жестко связанная с ротором, корен- 15 ная шейка синхронизирующего кривошипа свободно установлена в опорной шейке эксцентрично последней, на блоке цилиндров соосно с опорной шейкой и вокруг нее расположен синхронизирующий зубчатый ве- 20 нец, зацепленный синхронизирующей шестерней, которая жестко установлена на коренной шейке синхронизирующего кривошипа, одна головка промежуточного шатуна шарнирно связана с шатунной шейкой син- 25 хронизирующего кривошипа, одна головка синхронизирующего шатуна шарнирно связана с ротором другой секции, а другой конец тяги шарнирно связан со вторыми головками синхронизирующего и промежу- 30 точного шатунов. В поршневой машине механизм фиксации может быть выполнен в виде фиксирующей шестерни, установленной в корпусе на оси и зацепленной с ведущим зубчатым вен- 35 цом, жестко связанным с ротором, и фиксатора, выполненного в виде пальца, жестко связанного с осью и установленного перпендикулярно последней с возможностью поочередного взаимодействия с, по меньшей 40 мере, одной выемкой полукруглой формы, выполненной в роторе в плоскости вращения пальца. Ось фиксатора может быть выполнена заодно с промежуточным валиком. В поршневой машине механизм фикса- 45 ции может быть выполнен в виде подпружиненного и размещенного в корпусе подвижного штифта со скошенной торцевой поверхностью, установленного напротив поверхности ротора с возможностью взаи- 50 модействия с выполненными в последнем отверстиями. В поршневой машине механизм фиксации может быть выполнен в виде фиксирующей шестерни, установленной на оси в 55 роторе и зацепленной с неподвижным зубчатым венцом, жестко связанным с корпусом, и фиксатора, выполненного в виде пальца, жестко связанного с осью и установленного перпендикулярно последней с воз 10 можностью поочередного взаимодействия с, по меньшей мере, одной выемкой полукруглой формы, выполненной в корпусе в плоскости вращения пальца. Фиксатор может быть выполнен в виде расположенного на оси сектора. В поршневой машине оси поршней и механизмов преобразования могут быть расположены в параллельных плоскостях. В поршневой машиие механизм преобразования может быть выполнен в виде серьги, один конец которой шарнирно связан со стоком поршня, а другой - с ротором, или в виде ползуна, один конец которого связан со штоком поршня, а другой размещен в радиальной направляющей ротора, либо в виде эксцентрика, расположенного в отверстии штока и связанного при помощи эксцентрикового пальца с ротором. Сущность изобретения поясняется чертежом, где: На фиг.1 показана кинематическая схема поршневой машины и 1 вариант выполнения планетарного механизма и механизма фиксации. На фиг.2 - кинематическая схема поршневой машины и 2 вариант выполнения планетарного механизма. На фиг.З - кинематическая схема поршневой машины и 3 вариант выполнения планетарного механизма. На фиг.4 - кинематическая схема поршневой машины и 4 вариант выполнения планетарного механизма. На фиг.5 - кинематическая схема поршневой машины и 5 вариант выполнения планетарного механизма. На фиг.6 - кинематическая схема поршневой машины и 6 вариант выполнения планетарного механизма. На фиг.7 - кинематическая схема поршневой машины и 7 вариант выполнения планетарного механизма. На фиг.8 - кинематическая схема поршневой машины и 8 вариант выполнения планетарного механизма. На фиг.9 - кинематическая схема поршневой машины и 9 вариант выполнения планетарного механизма. На фиг. 10 - механизм фиксации поршневой машины, выполненный по 2 варианту. На фиг.11 - механизм фиксации поршневой машины, выполненный по 3 варианту. На фиг. 12 - механизм фиксации поршневой машины, выполненный по 4 варианту. На фиг. 13 - выполнение фиксирующего элемента механизма фиксации в виде сектора. На фиг.14 - выполнение радиальных вырезов на роторе в виде неполнозубой шестерни. 11 На фиг.15 - выполнение радиальных вырезов на роторе в виде мальтийского креста. На фиг.1б - механизм преобразования по I рарианту. На фиг. 17 - механизм преобразования по 2 варианту. На фиг. 18 - механизм преобразования по 3 варианту. На фиг. 19 - выполнение кулисного механизма. Поршневая машина содержит две рабочие секции, расположенные в корпусе 1. Первая секция содержит ротативный блок цилиндров (РБЦ) 2 и ротор 3, а вторая рабочая секция выполнена аналогично первой и содержит РБЦ 4 и ротор 5. РБЦ 2 и 4 установлены жестко, а роторы 3 и 5 - свободно на выходном валу 6, который состоит из жестко соединенных между собой выходных валов первой и второй рабочих секций. РБЦ 2 и 4 снабжены цилиндрами 7, оси которых расположены по касательной к окружности, описанной вокруг оси вращения выходного вала 6. В цилиндрах 7 расположены поршни 8 со штоками 9. Штоки 9 поршней 8 каждой рабочей секции связаны при помощи меха низма преобразования с роторами 3 и 5 своей рабочей секции. Поршневая машина содержит механизмы фиксации, кинематически связанные с роторами 3 и 5, и планетарные механизмы для каждой рабочей секции, причем планетарный механизм первой рабочей секции соединяет РБЦ 2 с ротором 5, а планетарный механизм второй секции соединяет РБЦ 4 с ротором 3. Механизм фиксации и планетарный механизм могут быть выполнены в нескольких вариантах. По первому варианту (см.фиг.1) механизм фиксации выполнен в виде водила 10, которое одним своим концом жестко связано с РБЦ, а другим кинематически связано с ротором своей секции. По первому варианту планетарный механизм, например первой рабочей секции, выполнен в виде кривошипа 11 с эксцентриковой шейкой 12 и установленной в водиле 10 ротора 3 опорной шейкой 13. На опорной шейке 13 жестко закреплена приводная шестерня 14, входящая в зацепление с зуичатым венцом 15, расположенным соосно с выходным валом б и жестко связанным с корпусом 1. Эксцентриковая шейка 12 связана при помощи шатуна 16 с ротором 5 второй рабочей секции. Водило 10 кинематически связано с ротором 3 через опорную шейку 13 приводной шес терни 14, эксцентриковую шейку 12 кривошипа 11 и шатун 16. 6721 12 Механизм фиксации и планетарный механизм второй рабочей секции выполнены аналогично механизмам первой рабочей секции, только кривошип 11 установлен в 5 водиле 10 ротора 5 и соединяет РБЦ 4 второй рабочей секции с ротором 3 первой рабочей секции. По второму варианту (см.фиг.2) планетарный механизм первой рабочей секции выполнен 10 в виде кривошипа 11 с эксцентриковой шейкой 12 и установленной в роторе 3 опорной шейкой 13. На опорной шейке 13 жестко закреплена приводная шестерня 14, входящая в зацепление с зубчатым венцом 15 РБЦ 15 2. На опорной шейке 13 расположена синхронизирующая шестерня 17, входящая в зацепление с зубчатым венцом 18, установленным в роторе 5 второй секции. Эксцентриковая шейка 12 соединена с рото 20 ром 5 при помощи кулисного механизма, выполненного, например, в виде радиального паза (см.фиг. 19) и установленной в нем эксцентриковой шейки 12. Планетарный механизм второй рабочей секции выполнен 25 аналогично планетарному механизму первой секции. По третьему варианту (см.фиг.З) планетарный механизм первой секции выполнен в виде кривошипа 11с установленной в ро30 торе 3 опорной шейкой 13 и двумя эксцентриковыми шейками 12. Первая эксцентриковая шейка 12 при помощи шатуна 19 соединена с РБЦ 2, а вторая эксцентриковая шейка 12 при помощи 35 синхронизирующего шатуна 20 соединена с ротором 5 второй рабочей секции. Планетарный механизм второй рабочей секции выполнен аналогично планетарному механизму первой рабочей секции. 40 Планетарный механизм первой рабочей секции по четвертому варианту (см.фиг.4) выполнен в виде кривошипа 11с эксцентриковой шейкой 12 и опорной шейкой 13, установленной в роторе 3. В опорной шейке 13 45 эксцентрично установлена коренная шейка 21 синхронизирующего кривошипа 22, имеющего шатунную шейку 23. На опорной шейке 13 жестко установлена приводная шестерня І4, входящая в зацепление с зуб50 чатым венцом 15 РБЦ 2. Коренная шейка 21 снабжена синхронизирующей шестерней 17, входящей в зацепление с зубчатым венцом 18, установленным на роторе 3. На эксцентриковой шейке 12 шарнирно 55 установлена тяга 24, которая противоположным плечом шарнирно соединена с шатунной ше й к о й 23 п ос р е дс т во м промежуточного шатуна 25 и посредством синхронизирующего шатуна 26 - с ротором 5 второй секции. Планетарный механизм 13 6721 второй рабочей секции выполнен аналогично планетарному механизму первой рабочей секции. Планетарный механизм первой рабочей секции по пятому варианту (см.фиг.5) выпол- 5 нен в виде расположенного на роторе 3 конического зубчатого венца 27 и сателлита 28, установленного на оси, жестко связанной с выходным валом 6. Ось на которой установлен сателлит 28 перпендикулярна оси вра- 10 ще ні; я выходн ого вала б. Плане тарн ый механизм второй рабочей секции выполнен аналогично. Планетарный механизм первой р а бо ч е й с ек ци и п о ш е с то м у в а р и а н ту (см.фиг.6) выполнен в виде промежуточного 15 валика 29, установленного в корпусе совместно с приводной шестерней 14, входящей в зацепление с ведущей шестерней 30, жестко закрепленной на выходном валу 6, цевки 31, закрепленной на промежуточном валике 29. 20 Цевки 31 периодически взаимодействуют с вырезами 32, выполненн ыми на роторе 3. Планетарный механизм второй рабочей секции выполнен аналогично, причем цевка 31 планетарного механизма второй секции ус- 25 тановлена на том же промежуточном валике 29, что и цевка первой рабочей секции. Вырезы 32 на роторе могут быть выполнены в виде неполнозубой шестерни, входящ ей в зацепление с цевками (см.фиг.14) или в виде 30 мальтийского креста (см. фиг.15). Планетарный механизм по седьмому ва рианту (см.фиг.7) первой рабочей секции вы полнен в в ид е к ривош ипа 11 с эксцентриковой шейкой 12 и установленной 35 в опоре 33 РБЦ 2 опорной шейкой 13. На опорной шейке 13 жестко закреплена приводная шестерня 14, входящая в зацепление с зубчатым венцом 15, выполненном на роторе 3. Эксцентриковая шейка 12 связана 40 при помощ и шатуна 16 с ротором 5 второй рабочей секции. Плане тарный механизм второй рабочей секции выполнен аналогично. Планетарный механизм по восьмому ва- 45 рианту (см.фиг.8) первой рабочей секции выполнен в виде тех же составных элементов, что и по тре тьему варианту, только криво шип 11 установлен в опоре 33 РБЦ 2, а шатун 19 соединен с ротором 3. Планетарный ме- 50 ханизм второй ра бочей секции выпо лне н аналогично. Планетарный механизм по девятому ва рианту (см.фиг.9) первой рабочей секции выполнен в виде тех же составных элементов , 55 что и по четвертому варианту, только кривошип 11 совместно с синхронизирующ им кривошипом 22 установлен в опоре 33 РБЦ 2, а зубчатый венец 15 установлен на роторе 3. Синхронизирующ ий зубчатый венец 18 14 установлен на РБЦ 2. Планетарный механизм второй рабочей секции выполнен аналогично. Механизм фиксации первой рабочей секции по второму варианту (см.фиг. 10) выполнен в виде фиксирующей шестерни 34, установленной на оси фиксатора 35 в корпусе и входящей в зацепление с ведущим зубчатым венцом 36, связанным с ротором На оси фиксатора 35 жестко установлен фиксатор, выполненный в ві*де пальца 37. Палец 37 входит в зацепление с выемкой 38 полукруглой формы, выполненной на роторе 3. Механизм фиксации второй рабочей секции выполнен аналогично. В случае выполнения планетарного механизма по шестому вари анту (см.фиг.6) ось фиксатор может быть выполнена заодно с промежуточным валиком 29. Ф иксатор может быть выполнен в виде сектора 39 (см.фиг. 13), расположенного на оси 35. Механизм фиксации по третьему варианту выполнения первой рабочей секции (см.фиг.11) содержит подвижный штифт 40 с пружиной 41. Шти фт 40 имеет скошенную торцевую поверхность, В роторе 3 выполнено отверстие 42, с которым взаимодействует скошенная торцевая поверхность шти фта 40. Механизм фиксации второй рабочей сек ции выполнен аналогично. Механизм фиксации по четвертому варианту выполнения первой рабочей секции (см.фиг.12) выполнен из тех же составных элементов, что и механизм фиксации по вто рому варианту, только фиксирующая шес терня 34, ось 35 и фиксатор, выполненный в виде пальца 37 или сектора 39, установлены в роторе, выемка 38 выполнена в корпусе 1, а зубчатый венец жестко связан с корпусом 1. Механизм фиксации второй рабочей сек ции выполнен аналогично. Механизм преобразования движения поршней по первому варианту (см.фиг.16) выполнен в виде серьги 43, один конец которой, шарнирно связан со штоком 9, а другой конец, например, с ротором 3 или 5. Механизм преобразования движения поршней по второму варианту (см. фиг,17) выполнен в виде ползуна 44, один конец которого шарнирно связан со штоком порш ня 9, а другой размещен в радиальной направляющей 45 ротора 3 или 5. Механизм преобразования движения поршней по третьему варианту (см.фиг. 18) выполнен в виде эксцентрика 46, расположенного С возможностью поворота в штоке 9, а эксцентриковый палец 47 расположен в роторе 3 или 5. 15 8721 Оси поршней 7 и механизмов пресбра зования движения поршней лежат в перпен дикулярных плоскостях Поршневая машина, в качестве двигателя внутреннего сгорания, например, с пла- 5 нетарным механизмом по первому варианту работает следующ им образом. При подаче топливного заряда в цилиндре 7, РБЦ 2 и 4 передают крутящ ий момент на выходной вал 6. Зубчатый венец 15, кор- 10 пуса 1 передает крутящ ий момент приводн о й шес те р н е 1 4, ус та н ов ле н н о й на кривошипе 11 Кривошип 11 передает крутящий момен т ротору 5 второй рабочей секции через шатун 1 6 Зубчатый венец 15 корпуса 15 1 таким же образом передает крутящий момент ротору 3 первой рабочей секции. При этом , планетарный механизм обеспечивает поворо т роторов 3 и 5 с поршнями 8 на определенный угол относительно РБЦ 2 или 20 4. После чего, ротор с поршнями останавли вается и с помощ ью механизма фиксации, который кинематически связан с ротором, остается неподвижным В этот момент про исходит рабочий ход, в результате чего, про- 25 дукты сгорания воздействуют на цилиндры 7, вращ ая РБЦ и передавая крутящ ий момент на выходной вал 6. После окончания рабочего хода, механизм фиксации в зависимости от варианта 30 фиксирующего устройства либо сам плане тарный механизм переходит из положения фиксации в рабочее лоложение, либо выводит фиксирующий элемент из зацепления с выемкой 38 или отверстием 42 на роторе 3 и 35 5, или в корпусе 1, в зависимости от вариан та планетарного механизма и варианта вы полнени я механизма фиксации и ро тор с поршня ми нач инаю т вр ащ ение со скоро стью большей, чем скорость вращения РБЦ, 40 в это время происходят вспомогательные ходы (например, выхлоп, продувка и сжатие в случае работы по двухтактному циклу). После чего, ротор с поршнями определенный промежуток времени догоняет РБЦ, что по- 45 зволяет, например, произвести часть процесса сгорания или весь процесс сгорания 16 при постоянном объеме, ЧЇО в результате снизит потери тепла через сгенки цилиндров После достижения поршнями 8 крайнего положения относительно цилиндров 7 ротор с поршнями опять останавливается, а РБЦ продолжает вращение. В это время в случае работы по двухтактному циклу происходит рабочий ход, а в случае работы по четырехтактному циклу -- всасывание. Величина угла поворота оотора относительно РБЦ и величина разницы скоростей между ротором и РБЦ определяется величи:,оми соотношений радиуса расположения цилиндров 7 в РБЦ, радиуса кривошипа 11 к длине шатуна 16 и передаточным отношением зубчатого венца 15 и передаточной шестерни 14. '^Планетарные механизмы по остальным вариантам работают аналогично. Механизмы преобразования (фиг 16-18) обеспечиваютсвязь штоков 9 с роторами. Передача крутящего момента непос ред ственно через РБЦ на выходной вал 6 позволяет увеличить равномерность вращ ения пос леднего. Возможна последовательная установка нескольких рабочих секций на одном валу , когда первая рабочая секция будет работать в качестве двигателя внутреннего сгорания , вторая - в качестве парового, пневматического или гидравлического двигателя, третья - в качестве насоса для перекачки жидкости, четвертая - в качестзе компрессора, пятая в качестве электрогенератора или электро двигателя, шестая - в качестве расшири тельной машины, производя ути лизацию рабочего тела по первой или второй секции. Поршни 8 могут быть использованы в каче стве якорей электрической машины. В одной рабочей секции возможно выполнение нескольких цилиндров, один или несколько из которых работает в качестве двигателя (ДВС, парового, пневматического, гидравлического), а остальные цилиндры работают в качестве насосов, компрессоров, электрогенераторов, расширительной машины). 6721 Риг. і £ 02 2/ H £f H 21 6t и £/ \ at \гг\//\ яг г/ ьг 9/ z? U19 гг /г sz -є с: го CM T//// ел ю SJ IZL9 £1 ££ 21 И 6721 ZL IL Жгг із Фиг. 9 г* 2
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюPiston machine
Автори англійськоюYevdokymov Mykhailo Hryhorovych, Yevdokymov Ihor Mykhailovych
Назва патенту російськоюПоршневая машина
Автори російськоюЕвдокимов Михаил Григорьевич, Евдокимов Игорь Михайлович
МПК / Мітки
МПК: F02B 57/00
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/21-6721-porshneva-mashina.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Поршнева машина</a>
Попередній патент: Секатор
Наступний патент: Спосіб виготовлення каркасів покришок пневматичних шин
Випадковий патент: Горілка особлива "сюрпризна"