Пневматичний двигун

Пневматичний двигун, що містить циліндр, в якому розміщений поршень з можливістю зворотно-поступального руху, який з'єднаний з кривошипно-шатунним механізмом, нагнітальну порожнину, що з’єднана з порожниною циліндра, впускну порожнину, джерело стисненого газу, яке з’єднане із впускною порожниною, додаткову порожнину змінного об'єму, з’єднану отвором з нагнітальною порожниною, та випускний отвір, який відрізняється тим, що в поршні виконані повздовжні канали, а впускна порожнина з'єднана з отвором у стінці циліндра та через згаданий отвір і канали в поршні, при знаходженні його поблизу верхньої "мертвої" точки, з нагнітальною порожниною. Винахід відноситься до двигунів, що використовують енергію стиснених газів, і може бути використаний в автомобілебудуванні, станкобудуванні, автоматичних іграшках і т. і. Відомий пневматичний двигун транспортного засобу [1], що містить кривошипно-шатунний механізм, блок циліндрів, голівку блока з впускними і випускними отворами. В циліндрах блоку розміщені поршні, шарнірно зв'язані за допомогою поршневих пальців з шатунами, ніжні кінці яких рухоме пов'язані з шийками колінчастого валу, на одному кінці якого закріплений маховик, а на другому шестірня, що зв'язана з розподільним механізмом повітря. Розподільний механізм містить розподільний вал з кулачками, на кінці якого закріплена шестірня, що зв'язана з шестірнею кривошипно-шатунного механізму, над кулачками розподільного валу розміщені штовхачи і коромисла, які передають команди клапанам, що перекривають впускні та випускні отвори в голівці блоку. Джерело живлення за допомогою впускного клапана з'єднано з нагнітальною порожниною, що утворена між нижньою поверхнею голівки блока і поршнем. Нагнітальна порожнина за допомогою випускного клапана зв'язана з атмосферою. Як і запропонований винахід, відомий двигун містить циліндр, в якому зі можливістю зворотнопоступового руху встановлений поршень, нагнітальну порожнину, з'єднану з джерелом живлення двигуна і атмосферою, а також кривошипношатунний механізм, зв'язаний з поршнем. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату, є незадовільна надійність роботи двигуна, зумовлена тим, що команди на роботу клапанів, які самі є елементами ненадійності, передають через велику кількість рухомих механізмів. Відомий пневматичний двигун [2], що містить не менш, ніж два циліндри, кожний з яких містить впускну і нагнітальну порожнини, поршень, що здійснює зворотно-поступові переміщення під дією колінчастого валу, який здійснює обертовий рух. Кожний циліндр містить впускний і випускний електромагнітні клапани, що регулюють надходження стисненого повітря у двигун під час робочого циклу і вихід його в атмосферу під час вихлопного циклу. Як і запропонований винахід, відомий пневматичний двигун містить циліндр з нагнітальною порожниною, в якому з можливістю зворотнопоступового руху встановлений поршень, з'єднаний з кривошипно-шатунним механізмом, з джере (19) UA (11) 75966 (13) C2 (21) 20040403166 (22) 27.04.2004 (24) 15.06.2006 (46) 15.06.2006, Бюл. №6, 2006р. (72) Бондаренко Станіслав Іванович, Кудрявцев Ігор Миколайович, П'ятак Олександр Іванович, Муринець-Маркевич Борис Миколайович, Левченко Микола Михайлович (73) Бондаренко Станіслав Іванович, Кудрявцев Ігор Миколайович, П'ятак Олександр Іванович, Муринець-Маркевич Борис Миколайович, Левченко Микола Михайлович (56) UA 62513, 15.12.2003 RU 2046224, 20.10.1995 RU 2005886, 15.01.1994 RU 2116460, 27.07.1998 WO 03/027045, 03.04.2003 3 75966 4 лом стисненого повітря і атмосферою, і впускну Між суттєвими ознаками запропонованого випорожнину. находу і технічним результатом, якого можна доПричиною, що перешкоджає отриманню технісягти при використанні винаходу, існує такий причного результату, є необхідність у джерелі електчинно-наслідковий зв'язок. ричної енергії, для управління роботою клапанів, а Подача стисненого газу від джерела стисненотакож низька надійність конструкції, зумовлена го газу через впускну порожнину, отвір в стінці наявністю клапанів. циліндра, канали в поршні при знаходженні його Прототипом вибраний поршневий двигун [3], поблизу верхньої "мертвої" точки в нагнітальну що містить один чи декілька циліндрів, в кожному з порожнину, а також припинення подачі при знахояких з можливістю зворотно-поступового руху родженні поршня поблизу нижньої "мертвої" точки зміщений поршень, з'єднаний з кривошипнодає можливість вилучити з конструкції впускний шатунним механізмом, сполучену з порожниною клапан, який скорочує довго-тривалість і зменшує циліндра нагнітальну порожнину, впускну порожнадійність роботи пристрою. нину, відділену від нагнітальної порожнини стінНа відміну від найближчого аналогу у винаході кою, в якій розміщений впускний клапан, зв'язаний не може мати місце погіршення параметрів пружиза допомогою штока з поршнем, джерело стиснени клапана чи нещільний контакт елементів кланого газу, випускний отвір, сполучену з впускною пана при попаданні під сідло клапана продуктів порожниною, додаткову порожнину змінного об'єспрацювання поршневої пари, тобто герметичність му, сполучену отвором з нагнітальною порожнивпускної порожнини зберігається тривалий час. ною, - одну чи декілька, відповідно кількості цилінНа кресленнях зображена принципова схема дрів. запропонованого винаходу, на Фіг.1 - в режимі Як і запропонований винахід, прототип містить "впуск стисненого газу ", на Фіг.2 - в режимі " вициліндр, в якому з можливістю зворотнохлоп ". поступового руху розміщений поршень, з'єднаний Пневматичний двигун містить джерело стисз шатунно-кривошипним механізмом, сполучену з неного газу 1, з'єднаний за допомогою вентиля 2, порожниною циліндра нагнітальну порожнину, редуктора 3 і трубопроводу 4 з впускною порожнивпускну порожнину, джерело стисненого газу, споною 5. Впускна порожнина 5, з'єднана з отвором 6. лучене із впускною порожниною, додаткову пороПовздовжні канали 7, з'єднують нагнітальну порожнину змінного об'єму, сполучену отвором з нагніжнину 8 з отвором 6 (Фіг.1). Нагнітальна порожнитальною порожниною і випускний отвір. на 8 з'єднана також отвором 9 з додатковою пороПричиною, що перешкоджає отриманню техніжниною 10. Додаткова порожнина 10 має змінний чного результату є незадовільна надійність роботи об'єм, регулювання якого здійснюється поршнем пристрою, зумовлена порушенням герметичності 11. Кривошип 12 і шатун 13 здійснюють зворотновпускної порожнини при попаданні під сідло клапоступовий рух поршня 14 всередині циліндра 15. пана продуктів спрацювання поршневої пари, а В стінці циліндра 15 виконаний отвір 16, за допотакож погіршення параметрів пружини клапана, що могою якого в режимі "вихлоп" (Фіг.2) порожнина може мати місце ігри довготривалій роботі прициліндра 15 з'єднуються з атмосферою. строю. Робота пристрою здійснюється на протязі одЗадачею, на вирішення якої спрямований виного оберту колінчастого валу (на кресленні не нахід, є створення пневматичного двигуна, який показаний) і складається з трьох циклів: впуск стиможе бути одержаний при використанні винаходу сненого газу, робочий хід і вихлоп. полягає у покращенні герметичності впускної поВпуск стисненого газу (Фіг.1) від джерела 1 до рожнини при довготривалій роботі двигуна. Це дає нагнітальної порожнини 8 і додаткової порожнини можливість підвищити надійність роботи при10 здійсняються при відкритому вентилі 2 через строю. редуктор 3, трубопровід 4, впускну порожнину 5, Суть винаходу полягає в тому, що в пневматиотвір 6 в стінці циліндра 15, каналам 7 у поршні 14, чному двигуні, що містить циліндр, в якому з можпри знаходженні поршня 14 поблизу верхньої "меливістю зворотно-поступового руху розміщений ртвої" точки, не доходячи до неї на 1,5/2,0мм. При поршень, з'єднаний з кривошипно-шатунним мецьому кривошипно-шатунний механізм 12-13 рухаханізмом, сполучену з порожниною циліндра нагніється від положення А до положення Б. В цей час тальну порожнину, впускну порожнину, джерело відбувається заповнення стисненим газом нагнітастисненого газу, сполучене із впускною порожнильної порожнини 8 і додаткової порожнини 10. ною, додаткову порожнину змінного об'єму, сполуПісля переміщення кривошипно-шатунного чену отвором з нагнітальною порожниною, і випусмеханізму 12-13 з положення Б впуск стисненого кний отвір, в поршні виконані повздовжні канали, а газу припиняється завдяки перекриттю поршнем впускна порожнина з'єднана з отвором в стінці 14, що рухається вниз, отвору 6 у стінці циліндрциліндра і через вищевказаний отвір і канали в ра 15. поршні ігри знаходженні його поблизу верхньої Робочий хід поршня 14 (Фіг.2) здійснюється за "мертвої" точки з нагнітальною порожниною. рахунок різниці тиску над і під поршнем 14, тобто Запропонований пристрій відрізняється від за рахунок розширення стисненого газу, що здійснайближчого аналогу тим, що в поршні виконані нюється в нагнітальній порожнині 8 і додатковій повздовжні канали, а впускна порожнина з'єднана порожнині 10. з отвором в стінці циліндра, і через вищевказаний При цьому поршень 14 переміщується від веротвір і, канали в поршні при знаходженні поршня хньої "мертвої" точки до нижньої "мертвої" точки. поблизу верхньої мертвої точки, з нагнітальною При цьому кривошипно-шатунний механізм 12-13 порожниною. рухається від положення Б до положення В. 5 75966 6 Енергія робочого ходу використовується для порожниною забезпечити заданий режим роботи. виробництва корисної роботи і повернення поршня При необхідності тиск газу чи режим роботи двигу14 у вихідний стан із здійсненням незначного стисна (потужність, число обертів чи витрати газу) монення газу. При наближенні поршня 14 до нижньої жна змінити за допомогою поршня 11, що змінює "мертвої" точки герметичність внутрішньої порожоб'єм порожнини 10 для одержання оптимальних нини циліндру 15 порушується, частина газу, що параметрів двигуна. не розширилася, виходить до атмосфери через Джерела інформації, отвір 16, тобто здійснюється вихлоп. Далі цикл 1. Пат. України 22052, кл. F02B43/00 від 1998. двигуна повторюється. 2. Пат. СІП А 4.3 П. 084, кл. F01L33/02 від До початку роботи двигуна за допомогою пор1982. шня 11 встановлюється об'єм додаткової порож3. Пат. України 62513 кл. F02B43/00 від 2003 нини 10 таким чином, щоб разом з нагнітальною (прототип). Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601