МЕХАНИЗМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ

Полезная модель относится к машиностроению в частности двигателестроению и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания, компрессорах и т.д.
Известен гипоциклоидный механизм [1] Патент RU 2139460 от 03.09.1997 г. для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, содержащей корпус, размещенные в нем по крайней мере один шток с поршнем, соединенный с ним посредством кривошипа коленчатый вал, опорные шейки которого установлены подшипник кривошипов, и механизм синхронизации вращения. Механизм снабжен установленным на кривошипе блоком, соосных шестерен с осью вращения параллельно смещенной относительно оси вращения кривошипа, состоящим из шестерни внутреннего зацепления, служащей для взаимодействия с шестерней коленчатого вала и шестерни внешнего зацепления, для взаимодействия с неподвижной шестерней.
Однако он имеет тот недостаток, что в результате шестерни коленчатого вала с диаметром делительных окружностей равными половине хода поршня, нагружаются полным крутящим моментом коленчатого вала. Это приводит к высоким контактным давлением в зубчатых зацеплениях шестерен, что снижает надежность такого механизма, его ремонтопригодности и усложняет использование.
Известен тресковый [2] Патент RU 76094 от 31.03.2008 г. кривошипно-шатунный механизм со смещенным коленчатым валом и креплением поршня к шатуну через промежуточную деталь типа скобы.
Он имеет шатунный механизм в котором опрокидывающий момент двигателя равен произведению размера плеча L на силу N. Для снижения сил трения при движении поршня в цилиндре положение оси коленчатого вала смещено от оси цилиндра влево, вращающегося по часовой стрелке на величину равную 0,5 радиуса. Это уменьшает угол между вектором силы Р и вектором силы, действующей на шатун во время рабочего хода. При этом происходит уменьшение силы, направленной перпендикулярно движения поршня снижается вибрация двигателя и уменьшается износ поршней и цилиндров.
Однако данный механизм имеет тот недостаток, что возникает проблема с установкой дополнительной камеры из-за непрямолинейности движения шатуна этот механизм не пригоден для блочного изготовления.
Известен кривошипно-коромысло-шатунный механизм [3] (прототип) Патент RU 2348822 от 04.12.2006 г. для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное с прямолинейным движением поршня и шатуна через систему коромысел. Однако он имеет недостаток - прямолинейно движение осуществляется с помощью системы коромысел, что сложно и невозможно установить дополнительную камеру. Этот механизм тоже не пригоден для блочного изготовления (нет средней мертвой точки), поэтому при работе нескольких поршней нельзя остановить хотя бы один поршень, который не мешал бы работе других.
Задачей данного технического решения является повышение надежности и ремонтопригодности механизма.
Задача решается за счет того, что коленвал устройства опирается на 3 блока катушек. В каждом блоке предусмотрено по 2 катушки, 2 поршня, 2 корпуса цилиндра, два шатуна, соединенных оппозитно. Причем длина коленвала равна радиусу R-катушки.
На Фиг.1. Изображен предлагаемый кривошипно-шатунный механизм, состоящий из:
1. Поршня - 1.
2. Шатуна - 2.
3. Коленвала (с длиной равной R катушки) - 3.
4. Пальца - 4.
5. Корпуса цилиндра - 5.
6. Оси коленвала - 6.
7. Катушки - 7.
8. Корпуса картера - 8.
9. Соединение катушек - 9.
10. Уплотнение - 10.
На фиг.2.
1. Коленвал (длина которого равна R катушки) - 3.
2. Соединение катушек. - 9.
На Фиг.3
1. Коленвал - 3.
2. Катушка - 7.
3. Крайние мертвые точки А1 и А2.
4. Средняя мертвая точка A3.
5. Точки соединения коленвала с катушкой С.
Работа механизма преобразования.
При сообщении возвратно-поступательного движения поршням через шатуны на коленвал передается движение, превращая его во вращательное при помощи катушек соединенных с коленвалом, катушки опираются на корпус. В одном блоке получается 2 катушки, 2 поршня, 2 корпуса цилиндров и 2 шатуна соединенных друг с другом оппозитно на коленвал. Причем длина коленвала равна R-катушки. Если не сообщается возвратно-поступательного движения, точка коленвала, соединенная с шатунами подтягивается к средней мертвой точке, а точка соединенная с катушками движется по кругу катушки, не мешая работе другим работающим блокам. На фиг.1 имеется 3 блока, средний блок со средней мертвой точкой A3, 2 крайних блока с крайними мертвыми точками А1, А2 и С - точка соединения коленвала с катушкой. Если на средний блок не сообщается возвратно-поступательное движение, то его поршни не будут двигаться впустую, как в обычных двигателях внутреннего сгорания. В механизме предусмотрено уплотнения 10.
Техническим решением задачи является повышение трудоемкости изготовления механизма за счет использования коленвала, длина которого равна R-катушки.
Преимущество.
Использование катушек и коленвала, длина которого равным R-катушки, дает возможность собрать коленвал с любым углом смещения. Трение поршней об цилиндр - минимальное из-за прямолинейного движения шатунов. По технологии изготовления коленвал менее трудоемкий, так как у нас он однопозиционный. Изготовление блоками дает возможность собирать двигатель требуемой мощности, а при ремонте заменить только неисправный блок, не разбирая других.
Источники информации, принятые во внимание:
1. Патент RU 2139460 MПК F16H 21/40; от 03.09.1997 г.
2. Патент RU 76094 МПК F16J 1/00; от 31.03.2008 г.
3. Патент RU 2348822 МПК F16H 21/18; F02B 75/32; от 04.12.2006 г. (Прототип).