Пристрій для роботи двигуна внутрішнього згорання без колінчатого вала

Реферат: UA 79596 U UA 79596 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до енергетичних транспортних пристроїв, а саме до механізмів, перетворюючих рух поршнів двигунів внутрішнього згорання із зворотно-поступального в обертальний. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі за технічною суттю, де в двигуні внутрішнього згорання використовується пристрій без колінчатого вала, є пристрій для роботи двигуна внутрішнього згорання без колінчатого вала [див. патент RU № 2287070 від 2005.03.18]. Даний пристрій для роботи двигуна внутрішнього згорання без колінчатого вала складається з прямолінійного вала, пов'язаного з поршнем за допомогою зубчатих рейок та зубчатих коліс, що вільно обертаються на валу. Зубчаті колеса підключаються до вала почергово за допомогою фрикційного механізму, розміщеного на силовому валу та пов'язаного з валом за посередництвом шліцьового з'єднання. Величина ходу поршня визначається тривалістю контакту зубчатих коліс з валом, що дозволяє регулювати величину ступеня стиснення. При нейтральному положенні фрикційного пристрою, коли два зубчатих колеса вільно обертаються, циліндр відключений від силового вала. Недоліком даного пристрою є те, що даний пристрій складний у виконанні і малофункціональний, фрикційний механізм потребує керування його діями агрегатом для його управління і при швидкостях, існуючих при роботі двигуна внутрішнього згорання, фрикційний механізм не виконуватиме покладені на нього функції. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий двигун внутрішнього згорання де буде задіяний пристрій, який буде перетворювати зворотно-поступальний рух поршнів в обертальний рух вала відбору потужності без колінчатого вала, усі деталі механізму будуть взаємодіяти між собою повністю автономно і при цьому будуть простими у виконанні та використанні. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На кресленні схематично зображений пристрій для роботи двигуна внутрішнього згорання без колінчастого вала. Для вирішення задачі запропонований пристрій для роботи двигуна внутрішнього згорання без колінчастого вала, який складається з штоків 1, направляючих підшипників 2, корпусу 3, рамки 4, зубчатих рейок 5, зубчатих рейок 6, зубчатого колеса з неповним складом зубців 7, зубчатого колеса з неповним складом зубців 8, вала відбору потужності 9, букс 10, підшипників 11, осей 12, циліндрів двигуна внутрішнього згорання 13, поршня 14, поршня 15, поршня 16, поршня 17, маховика 18, головок циліндрів 19, рамки 20. Пристрій працює таким чином. До корпусу 3 жорстко прикріплені циліндри 13, в кожному з яких відповідно знаходяться поршні 14, 15, 16 та 17 з жорстко закріпленими до них штоками 1, які іншим своїм кінцем жорстко прикріплені відповідно до рамок 4 та 20. Всередині рамок 4 та 20, по протилежних їх сторонах, прикріплені зубчаті рейки 5 та 6, які повернуті зубцями всередину рамок. До корпусу 3 стаціонарно прикріплюються букси 10, в які встановлюються підшипники 11, в котрих розташовується вал відбору потужності 9 з жорстко закріпленими на ньому зубчатими колесами з неповним складом зубців 7 та 8 та маховиком 18. Між корпусом 3 та рамками 4 та 20 на осях 12 встановлюються підшипники 2, які утримують та направляють рамки 4 та 20 у відповідному положенні для виконання ними зворотно-поступального руху. На початку роботи механізму рамка 4 встановлюється в одному з її крайніх положень так, щоб зубчате колесо 7 по відношенню до зубчатих рейок 5 та 6 стало таким чином, щоб один зубець зубчатого колеса 7 був відразу перед зубцем зубчатої рейки 5, а зубець з протилежної сторони зубчатого колеса 7 знаходився відразу над зубцем зубчатої рейки 6. Рамка 20 розташовується поряд з рамкою 4 рівно віддалено від відповідних їй циліндрів 13. Зубчате колесо 8 встановлюється в рамці 20 таким чином, щоб його середні зубці були в зачепленні з середніми зубцями зубчатої рейки 5. Оскільки відсутні зубці на зубчатих колесах 7 та 8 в момент знаходження під зубчатими рейками не заважатимуть вільному проходженню зубцям зубчатих рейок 5 чи 6, то зубчаті колеса 7 та 8 почергово можуть взаємодіяти з зубчатими рейками 5 чи 6 наявними зубцями, передаючи при цьому момент сили від поршнів 14, 15, 16 та 17 на вал відбору потужності 9. В подальшому, поршень 14 починає свій рух і через шток 1 передає зусилля на рамку 4, де зубці рейки 5 захоплюють зубці зубчатого колеса 7 і прокручують його на 180 градусів. Рамка 4 з поршнем 15 при цьому синхронно переміщуються до своїх протилежно крайніх положень. В цей же момент рамка 20 та прикріплені до неї поршні 16 та 17 знаходяться рівно на середині свого шляху, а зубчате колесо 8 середніми своїми зубцями знаходиться в зачепленні з середніми зубцями зубчатої рейки 5 і поршень 16, через жорстко прикріплений до нього шток 1, взаємодіє з рамкою 20, штовхаючи її, та рейкою 5 прокручує зубчате колесо 8 переміщуючи 1 UA 79596 U 5 10 15 20 рамку 20 з поршнем 17 до їх крайніх положень. При досягненні рамкою 4 свого крайнього положення зубчате колесо 7 першим зубцем стане перед зубцем зубчатої рейки 6, а останнім зубцем стане над зубцем зубчатої рейки 5. Тепер на поршень 15 прикладається зусилля і рамка 4 з зубчатими рейками 5 та 6 рухається до протилежного свого крайнього положення. При цьому зубці зубчатої рейки 6 прокручують зубчате колесо 7 з валом відбору потужності 9. В цей же момент рамка 20 з зубчатими рейками 5 та 6 і зубчатим колесом 8 буде синхронно виконувати всі дії, які виконуються рамкою 4 та зубчатим колесом 7. В подальшому, на поршень 17 прикладається зусилля і рамка 20 зубцями зубчатої рейки 6 прокручує зубчате колесо 8, передаючи при цьому момент сили від поршня 17 на вал відбору потужності 9. Так як зубчаті колеса 7 та 8 жорстко закріплені на одному валу відбору потужності 9 і знаходяться стороною з зубцями по відношенню одне до одного перпендикулярно, то при досягненні рамкою 20 крайнього свого положення рамка 4 буде знаходиться по середині свого шляху. І навпаки, при досягненні рамкою 4 крайнього свого положення рамка 20 буде знаходиться по середині свого шляху, таким чином буде постійно передаватись момент сили від поршнів, які в цей час взаємодіють з рамками 4 та 20, на вал відбору потужності 9, перетворюючи момент сили зворотно-поступальних рухів поршнів в крутний момент валу відбору потужності. Надалі цикли повторюються. Рамки 4 та 20 мають бути виконані таким чином, щоб направляючі підшипники 2 мали можливість обмежувати їх рух по сторонах і могли утримувати рамки від бокових зсувів, а зубчаті колеса 7 та 8 повинні мати отвори зі сторони зубців, які компенсуватимуть відсутню вагу зубчатих коліс зі сторони, де зубці відсутні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Пристрій для роботи двигуна внутрішнього згорання без колінчатого вала, що містить циліндр, головку циліндра, поршень, підшипники, зубчаті колеса, направляючі підшипники та маховик, який відрізняється тим, що зубчатих коліс щонайменше два, що зубчаті колеса мають неповний склад зубців, що зубчаті колеса почергово взаємодіють з зубчатими рейками, прикріпленими до щонайменше двох рамок, що зубчаті колеса знаходяться всередині рамок, що зубчаті колеса не симетрично закріплені на одному валу відбору потужності по відношенню до розташування зубців стосовно одне одного. 2 UA 79596 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3