БЕСШАТУННЫЙ ПЛАНЕТАРНО-КРИВОШИПНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ
PLANETARY-CRANK ROTATION CONVERTER OF ROTATION FOR ENGINES WITHOUT CONNECTING ROD

Изобретение относится к бесшатунным механизмам преобразования вращения в поршневых двигателях внутреннего сгорания и может быть использовано моторостроительной промышленностью в строительстве энергоемких и долговечных многоцилиндровых двигателей с бесшатунным механизмом всех разновидностей и типов с многорядным расположением цилиндров и является усовершенствованием конструкции бесшатунных механизмов преобразования вращения в двигателях внутреннего сгорания.
Известен наиболее близким техническим решением к изобретению бесшатунный планетарно-кривошипный преобразователь вращения для многорядных двигателей внутреннего сгорания, содержащий штоки, соединенные концевыми головками с поршнями, а средними головками - с кривошипными осями средних кривошипных валов, средний кривошипный вал образован двумя сателлитами, установленными на цапфах водил и скрепленными наглухо со щечками, второй кривошипный вал образован из двух водил с цапфами, служащими кривошипными осями среднего кривошипного вала, при этом неподвижная коронная шестерня с внутренним венцом гипоциклического механизма жестко крепится в корпусе и кинематически связана с сателлитами.
Целью изобретения является поиск новых вариантов конструкций и создание наиболее эффективного и универсального бесшатунного планетарно-кривошипного механизма преобразования вращения, позволяющего создавать компактные и энергоемкие двигатели с многорядным расположением цилиндров.
Эта цель достигается тем, что в бесшатунном планетарно-кривошипном преобразователе вращения многорядного двигателя внутреннего сгорания, содержащем штоки, соединенные концевыми головками с поршнями, а средними головками - с кривошипными осями средних кривошипных валов, средний кривошипный вал образован двумя сателлитами, установленными на цапфах водил и скрепленными наглухо со щечками, второй кривошипный вал образован двумя водилами с цапфами, служащими кривошипными осями среднего кривошипного вала, при этом неподвижная коронная шестерня с внутренним венцом гипоциклического механизма жестко крепится в корпусе и кинематически связана с сателлитами, отличающемся тем, что углы расположения колен кривошипных шеек на средних кривошипных валах многорядного двигателя определяются углами расположения цилиндров на корпусе двигателя и равны двойному углу расположения цилиндров на корпусе двигателя, при этом углы расположения цилиндров и кривошипов средних кривошипных валов делятся на числа 3 и 2, кроме этого отличающемся тем, что кривошипные оси среднего кривошипного вала могут быть как составные, так и цельные, содержащие кривошипные шейки в количестве больше одной /т.е. 2, 3, 4 и т.д./, промежуточное звено типа коренной шейки и концевые щечки, скрепленные наглухо с сателлитами.
На фиг. 1 и 2 показана в двух проекциях схема бесшатунного планетарно-кривошипного преобразователя вращения на двигателе с составной кривошипной осью среднего кривошипного вала с числом кривошипных шеек больше единицы, /т.е. 2, 3, 4 и т.д./, а на фиг.3, 4 показана в двух экземплярах схема бесшатунного планетарно-кривошипного механизма преобразования вращения на двигателе с цельной кривошипной осью среднего кривошипного вала с числом кривошипных шеек больше одной /т.е. 2, 3, 4 и т.д./.
Устройство. Бесшатунный планетарно-кривошипный преобразователь вращения состоит из планетарного механизма прямого хода, содержащего неподвижную коронную шестерню 11 с внутренним венцом, подвижное водило 8 с цапфами 7, сателлитные шестерни 5 с внешним венцом, установленные на цапфах 7 водил 8, кинематически связанные с коронной шестерней 11, средний кривошипный вал с кривошипной осью, состоящей из кривошипных шеек 4, промежуточного звена типа коренной шейки 8 и концевых щечек 6, образован на двух сателлитах 5, наглухо скрепленных со щечками 6, представляет собой главное звено планетарного механизма, у которого число кривошипных шеек 4 имеется больше одной /т.е. 2, 3, 4 и т.д./, при этом углы расположения колен кривошипных шеек 4 на средних кривошипных валах многорядного двигателя определяются углами расположения цилиндров 3 на корпусе 9 двигателя и равны двойному углу расположения цилиндров 3, причем углы расположения цилиндров 3 и кривошипов 4 средних кривошипных валов делятся на числа 3 и 2, а вместе со вторым кривошипным валом, образованным из двух водил 8 и штоков 1, представляют собой многоштоковый планетарный механизм прямого хода, где штоки 1 средними головками скреплены с кривошипными шейками 4 среднего кривошипного вала, а концевыми головками скреплены с поршнями 2, расположенными в цилиндрах 3, закрепленных на корпусе 9 двигателя, а в целях получения равномерного вращения кривошипных валов на силовом валу 10 водила 8 установлен маховик 12 с венцом, кроме этого силовой вал 10 кинематически связан с валом 14 механизма отбора мощности /МОМ/ с помощью зубчатых колес 12 и 13. Примечание: кривошипные оси средних кривошипных валов на рисунке один чертежа показаны составными, а на рисунке два чертежа показаны цельными.
Работа бесшатунного механизма преобразования вращения с планетарным механизмом прямого хода заключается в преобразовании прямолинейного движения штоков во вращательное движение кривошипных валов малых габаритов, что способствует созданию энергоемкой, менее габаритной с малым физическим износом цилиндро-поршневой группы /ЦПГ/. При движении штока 1 с поршнем 2 в цилиндре 3 от ВМТ до НМТ прямолинейное движение штоков 1 последовательно передается через среднюю головку штока 1 на кривошипную шейку 4 среднего кривошипного вала, сателлиты 5, цапфы 7, водило 8, цапфы 7 /кривошипной оси/ первого кривошипного вала, образованного из двух водил 8, на силовой вал 10, на котором закреплен маховик 12 с венцом, образуя в кривошипных валах равномерное вращательное движение. Таким образом при одном полном ходе штока 1 от ВМТ до НМТ кривошипные валы совершают поворот на 180° каждый, таким образом ход поршня 2 со штоком 1 равен 4-м радиусам двух кривошипных валов, так как радиусы кривошипных валов равны между собой. Неподвижная коронная шестерня 11 кинематически связана с сателлитами 5 напрямую, таким образом обеспечивается синхронная работа гипоциклического механизма, образованного на планетарном механизме прямого хода, гипоциклические точки которого совпадают с осевыми точками кривошипной оси второго кривошипного вала.