Привод для двигуна з зовнішнім підводом теплоти

Изобретение относится к области двигателестроения, занимающейся двигателями с внешним подводом теплоты (ДВПТ). Известны двигатели с внешним подводом теплоты, содержащие два вала с синхронным вращением, связанные при помощи шестерен и снабженные кривошипами, каждый из которых связан через шатуны с пальцами траверс соосных поршней, рабочего и поршня-вытеснителя, смещенных по фазовому углу [Двигатели Стирлинга. Под ред. М.Г. Круглова. М., "Ма шиностроение", 1977, с. 55, рис. 31]. Этим двигателям присущи повышенные механические потери, связанные с тем, что при работе двигателя в определенный момент времени давление под поршнем становится выше давления над поршнем и крутящий момент меняет свой знак. Шестерня одного из коленчатых валов, не связанная с зубчатым колесом вала отбора мощности, поворачивается в сторону, противоположную его вращению, выбирая зазор между зубчатыми колесами на коленчатых валах. Шестерня, связанная с валом отбора мощности, остается в прежнем положении за счет инерции маховика. При этом произойдет перекос траверс, вызывая повышенное трение в узлах ДВПТ, тем самым снижая механический КПД. Кроме того, эти двигатели обладают сравнительно низким ресурсом работы в связи с неодинаковым износом шестерен на коленчатых валах, так как одно из них дополнительно входит в зацепление с зубчатым колесом вала отбора мощности, при этом сила, передаваемая в этом зацеплении, вдвое превышает силу между шестернями на коленчатых валах. Известен также двигатель с внешним подводом теплоты (прототип), снабженный промежуточным колесом, выполненным с двумя зубчатыми венцами, внутренним и внешним, причем внутренний венец связан с шестерней одного вала, а внешний - с шестерней другого вала [Авт. св. СССР № 1016552, кл F02G 1/053]. Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет обеспечить оптимальный закон изменения объема горячей полости цилиндра двигателя, а, следовательно, понижает эффективность его работы. Это объясняется тем, что устройство в виде рычажного ромбического механизма не в состоянии точно воспроизвести требуемое движение вытеснителя, соответствующее оптимальному закону изменения объема горячей полости. Кроме того, устройство имеет сложную конструкцию, поскольку снабжено большим количеством шатунов и шарниров, что, в свою очередь, увеличивает габариты, особенно по высоте. Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности путем обеспечения оптимального закона изменения объема горячей полости цилиндра двигателя, а также упрощение конструкции и уменьшение габаритов. Для достижения поставленной цели в приводе для двигателя с внешним подводом теплоты, содержащем два вала с синхронным вращением, кинематически связанные с рабочим поршнем и поршнем-вытеснителем, промежуточное колесо, выполненное с двумя зубчатыми венцами, внутренний венец связан с шестерней одного вала, а внешний - с шестерней другого вала, связь валов с рабочим поршнем выполнена через кривошипы, каждый из которых связан через шатун с пальцем траверсы рабочего поршня, связь валов с поршнем-вытеснителем выпопнена в виде кулачков, каждый из которых расположен на одном из валов и взаимодействует с поршнем-вытеснителем через подпружиненную опорную пластину и коромысло, шарнирно соединенное со штоком поршня-вытеснителя. Кулачки снабжены ограничительными буртиками, а опорные пластины соприкасаются с поверхностью между бур тиками. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг, 1 изображена кинематическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 -сечение А-А на фиг. 1. Двигатель состоит из цилиндра 1, в котором размещены рабочий поршень 2 и поршень-вытеснитель 3. Привод содержит валы 4 и 5, на которых жестко закреплены шестерни 6 и 7, а также кулачки 8 и 9 с ограничительными буртиками 10. Валы 4 и 5 снабжены кривошипами 11 и 12, каждый из которых связан через шатуны 13 и 14 с пальцами траверсы 15 и штоком 16 рабочего поршня 2. Шестерни 6 и 7 находятся в зацеплении с промежуточным зубчатым колесом 17, выполненным с двумя зубчатыми венцами, внутренним и внешним, причем внутренний венец связан с шестерней 6, а внешний -с шестерней 7. Зубчатое колесо 17 установлено на валу отбора мощности 18. С кулачками 8 и 9 взаимодействуют опорные пластины 19 и 20, жестко соединенные с коромыслом 21, которое соединено со штоком 22 поршня-вытеснителя 3. Опорные пластины 19 и 20 подпружинены к профильным поверхностям кулачков 8 и 9 посредством пружины 23, установленной между упорным кронштейном 24 и коромыслом 21. Валы 4, 5 и 18 установлены в подшипниковых опорах 25. Коромысло 21 соединено со штоком 22 поршня-вытеснителя 3 посредством шарнира 26. Двигатель работает следующим образом. При расширении нагретого газа поршень 2 и вытеснитель 3 движутся вниз, причем работу совершает только поршень 2, так как давление газа с обеих сторон вытеснителя приблизительно одинаково. Возвратнопоступательное движение поршня 2 преобразуется через траверсу 15, шатуны 13 и 14 и кривошипы 11 и 12 во вращательное движение валов 4 и 5, которые через шестерни 6 и 7 и промежуточное зубчатое колесо 17 передают вращение валу отбора мощности 18. Во время такта сжатия газа поршень 2 будет перемещаться вверх, при этом соответствующие движения будут совершать со- '* единенные с ним перечисленные выше звенья. Необходимый оптимальный закон изменения объема горячей полости цилиндра обеспечивается кулачковым механизмом, поскольку вытеснитель 3 через шток 22 связан с коромыслом 21 опорных пластин 19 и 20, контактирующи х с профильными поверхностями кулачков 8 и 9, задающих необходимый закон движения вытеснителя 3. Размещение опорных пластин 19 и 20 между буртиками і 0 кулачков 8 и 9 исключает возможность нарушения ориентации опорных пластин на кулачках, а жесткое соединение опорных пластин 19 и 20 с коромыслом 21, которое шарниром 26 связано со штоком 22 вытеснителя 3 и одновременно подпружинено посредством пружины 23 и упорного кронштейна 24, позволяет в процессе работы обеспечить равные нагрузки на кулачки 8 и 9 и опорные пластины 19,20 и постоянный контакт последних с профильными поверхностями кулачков 8 и 9. Предлагаемое устройство позволяет точно воспроизвести необходимое перемещение вытеснителя и тем самым обеспечить оптимальный закон изменения объема горячей полости цилиндра двигателя, и следовательно повысить его эффективность. Кроме того, упрощается конструкция и уменьшаются габариты по высоте.