Вільнопоршневий двигун-гідронасос

Реферат: UA 92483 U UA 92483 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі двигунобудування і може бути використана у машинобудуванні як вільнопоршневий двигун-гідронасос для гідравлічної передачі потужності. Відомі вільнопоршневі двигуни внутрішнього згорання із гідравлічною передачею потужності, що містять робочі циліндри, у яких рухаються поршні, впускні та випускні вікна, через які перетікає робоча рідина, форсунки, силові гідроциліндри, трубопроводи, систему клапанів та гідромашину, яка перетворю тиск робочої рідини у роботу. А. с. 1776841 СРСР. 6 МПК F02 В 71/04 Вільнопоршневий двигун внутрішнього згорання з гідравлічною передачею потужності /А.П. Бабешко (СРСР) - № 4632901 /06; Заявлено 09.01.89; Опубл. 23.11.92, Бюл. № 6 43; А. с 13011998 СРСР. МПК F 02 В 71/04. Двигун внутрішнього згорання з гідравлічним приводом /А.С. Мушкин, В.А. Юркин (СРСР) - № 3935711/25-06; Заявлено 17.06.85; Опубл. 6 07.04.87, Бюл. № 13; Патент 2018004 Росія. МПК F 02 В 71/04. Вільнопоршневий двигун внутрішнього згорання / В.И. Турубаров, Ю.В. Турубаров (Росія) № 4949079/06; Заявлено 24.06.91; Опубл. 15.08.94, Бюл. № 15; Патент 89316 UA МПК F 02 В 71/00. Вільнопоршневий двигун внутрішнього згорання із гідравлічною передачею потужності / В.П. Онищенко, В.А. Голуб, Г.А. Голуб (Україна) № 200809190; Заявлено 14.07.2008; Опубл. 11.01.2010, Бюл. № 1. 2010 p. Вільнопоршневі двигуни внутрішнього згорання із гідравлічною передачею потужності мають спрощену конструкцію, вони компактні за рахунок відмови від кривошипно-шатунного механізму, що суттєво зменшує механічні втрати на тертя та значно покращує техніко-економічні характеристики енергетичної машини, але потребують складної системи синхронізації руху поршнів. Найбільш близьким за технологічною суттю до запропонованого патенту на корисну модель є патент № 97336 UA МПК F 02 В 71/00 Вільнопоршневий двигун внутрішнього згорання / А.Ф. Головчук (Україна) № 201105183; Заявлено 26.04.2011; Опубл. 25.01.2012. Бюл. № 2,2012 р. Цей вільнопоршневий двигун внутрішнього згорання із пусковим пристроєм має два циліндри з впускними і випускними клапанами, форсунки, робочі поршні зі штоками і плунжерами, які синхронно працюють завдяки гідравлічному з'єднанню, а також гільзи та плунжери пускової системи двигуна-гідронасоса, які забезпечують пуск двигуна та привід допоміжних механізмів і систем. Недоліком патенту на винахід № 97336 є те, що в ньому немає завершеної передачі потужності до машини, а також не розкрита будова та принцип роботи поршневого гідронасоса. Задачею корисної моделі є розкриття суті гідравлічної передачі потужності до гідромоторів мобільної машини та принципу роботи поршневого насоса завдяки міжпоршневому газовому приводу. Заявлений патент вільнопоршневого двигуна-гідронасоса з поршневим масляним насосом об'єднано в одну конструкцію (одному циліндрі) і має нову назву вільнопоршневий двигунгідронасос (ВПДГН). ВПДГН забезпечує гідравлічний привід силової передачі потужності енергетичних засобів. Гідростатична силова передача мобільного енергетичного засобу (автомобіля, трактора, комбайна, тепловаза, будівельних, дорожніх та інших мобільних та стаціонарних машинах) забезпечує безступінчасте регулювання швидкості руху і тягового зусилля в широкому діапазоні з автоматизованою системою керування машиною. Завдяки поршневому гідронасосу з впускними і випускними клапанами робоча рідина надходить до магістралі високого тиску гідравлічної машини. Поршневий гідронасос працює завдяки верхньому об'єму, який створює міжпоршневий простір газового приводу та служить для передачі зусилля від робочого поршня ДВЗ до газомасляного поршня гідронасоса, а також нижньому об'єму, який служить для повернення газомасляного поршня у початкове верхнє положення. На кресленні показано принципову схему вільнопоршневого двигуна-гідронасоса з гідростатичною передачею потужності до мобільної машини. Він має чотири циліндри 1, у яких зворотно-поступально рухаються робочі поршні 4 із штоками 5 і плунжерами 6; впускні і випускні клапани 2, через які перетікає повітря та відпрацьовані гази, форсунки 3, які впорскують пальне в циліндри ДВЗ; через впускні, випускні гідравлічні клапани 7 та трубопроводи 13 перетікає робоча рідина до гідромоторів машини. Пускова система вільнопоршневого двигуна-гідронасоса складається із стартера 19 з пружною муфтою 18, зубчастої муфти 20, важеля з'єднання зубчастої муфти 17 з приводною шестірнею 16, колінчастого вала 15, шестірні приводу 14 газорозподілу, механізмів та систем ВПДГН, поршнів 12, плунжерів 11 і гільз 10. Пристрій працює наступним чином. При запуску ВПДГН включається стартер 19 і через пружну муфту 18 і зубчасту муфту 20 крутний момент передається до шестірні 16, яка приводить в рух колінчастий вал 15. Кривошипно-шатунний механізм пускового пристрою 1 UA 92483 U 5 10 15 20 25 30 35 ВПДГН надає зворотно-поступальний рух плунжерам 11 гільз 10. До гільз 10 пускового пристрою приєднані маслопроводи 21, через які тиск робочої рідини через вікна 22 передається в циліндри 9 і 8. В цих циліндрах 8 і 9 синхронно змінюється тиск, що забезпечує роботу вільнопоршневого ДВЗ. Робочі поршні 4 синхронно працюють завдяки гідравлічному з'єднанню 23. Робота ВПДГН аналогічна роботі чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння з відповідними механізмами і системами. У чотирьох циліндрах І, II, III, IV, вільнопоршневого двигуна-гідронасоса здійснюють зворотно-поступальні рух робочі поршні 4 з поршневими кільцями та штоками 5. На штоках закріплені плунжери 6 гідравлічного механізму синхронізації, які встановлені у циліндрах двосторонньої дії. Нижня порожнина механізму синхронізації маслопроводом 21 з'єднана з аналогічною порожниною попарно з'єднаних циліндрів (І з II та IV з III). Верхня порожнина гідроциліндра механізму синхронізації по кільцевому простору між гільзою циліндра синхронізації та нижнім корпусом насоса, а потім пусковим маслопроводом, з'єднується з гільзою 10 плунжера 11 кривошипно-шатунного механізму 15 приводу розподільного вала, вентилятора та інших допоміжних систем. Газовий поршень 4 при роботі двигуна-гідронасоса здійснює зворотно-поступальний рух у циліндрі 1 та штоком 5 з'єднаний з плунжером 6 системи синхронізації. Об'єм А, розташований у циліндрі між робочим поршнем 4 і поршнем 24, створює міжпоршневий простір газового приводу та служить для передачі зусиль від поршня 1 до газомасляного поршня 24. Нижня частина поршня 24 служить гідронасосом, який через клапани 7 нагнітає робочу рідину до гідростатичної трансмісії енергетичного засобу. Хід газомасляного поршня 24 залежить від тиску нагнітання робочої рідини. Об'єм Б під поршнем гідронасоса призначений для повернення газомасляного поршня 24 у початкове верхнє положення. При цьому об'єм, звільнений поршнем насоса, заповнюється робочою рідиною, що надходить з магістралі гідротрансмісії через впускні клапани 7. Вільнопоршневий двигун-гідронасос має систему гідравлічних клапанів 7 та трубопроводи 13, які з'єднуються з основними та допоміжними агрегатами гідростатичної трансмісії мобільної машини: розподільником Р, гідроакумулятором ГА, баком робочої рідини Б, насосом Н, фільтром Ф, радіатором Р1, зворотним клапаном 3К, редукційним клапаном РК, запобіжним клапаном 3К1 та гідродвигуном ГД. При русі поршня 24 вниз об'єм робочої рідини через нагнітальні клапани 7 потрапляє до магістралі 13 високого тиску гідросистеми трансмісії та рухається до гідродвигунів ГД енергетичного засобу. Поєднання двигуна внутрішнього згоряння з поршневим масляним насосом в одній конструкції дає можливість створити новий тип мобільних машин з безступеневою гідростатичною передачею потужності. Такий вільнопоршевий двигун-гідронасос забезпечує гідростатичний привід трансмісії та ходової частини мобільних енергетичних засобів, а також гідропривід інших допоміжних вузлів та механізмів, що значно покращить їх техніко-економічні показники. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Вільнопоршневий двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) із гідравлічною передачею потужності, що має робочі циліндри з впускними і випускними клапанами, через які перетікають повітря та відпрацьовані гази, форсунки для впорскування пального в циліндри ДВЗ, робочі поршні зі штоками і плунжерами, які здійснюють зворотно-поступальний рух, систему гідравлічних клапанів, циліндри синхронізації пускової системи, трубопроводи, який відрізняється тим, що додатково має поршневий гідронасос з впускними і випускними клапанами, через які робоча рідина надходить до магістралі високого тиску гідравлічної машини. 2. Вільнопоршневий ДВЗ за п. 1, який відрізняється тим, що поршневий гідронасос має верхній об'єм, який створює міжпоршневий простір газового приводу та служить для передачі зусилля від робочого поршня ДВЗ до газомасляного поршня гідронасоса. 3. Вільнопоршневий ДВЗ за п. 1, який відрізняється тим, що поршневий гідронасос має нижній об'єм, який служить для повернення газомасляного поршня у початкове верхнє положення, а при цьому об'єм, звільнений поршнем насоса, заповнюється робочою рідиною, що надходить з магістралі гідротрансмісії мобільної машини. 2 UA 92483 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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