Способ работы поршневого двигателя и поршневой двигатель

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСтИ 1 ЕСНИОЪБЛИН 7530 С 1/02, Г 01 В 17/00)АКМЭфцЩЮ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пад Дв а посгпояниоооУлочия НМ,Т ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ 1:ТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТИРЦТИЙРИ П 1 НТ СССР(71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(5 б) Геру Е.В. Пневматические устройства и системы в машиностроении.-11.: Машиностроение, 1981, с. 55. (54) СПОСОБ РАБОТ ПОР 1111 ЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ. И ПОРЫ 1 ЕВОИ. ДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: в поршневых расширительных машинах. Цель: упрощение конструкции, Сущность изобрете- ния: подача рабочего тела в цилиндрЮ производится непрерывно через впускное отверстие, при этом перепад давлений на входе и выходе впускного отверстия больше 2/3 величины, обеспечивающей сверхкритический пере давлений между входом и выходом. и гатель содержит корпус 1, в котором размещен цилиндр 2 с впускным отверстием 3, выполненным в вице суяающегося сопла, и выпускйым отверстием 4 В цилиндре установлен поршень 5, свя занный с мехвнизмом 7 преобразования движения, Положительный эАФектф упрощение конструкции двигателя за счет устранения впускного клапана.2 с,п.А-лы,ил.л ыюойюаа317530Изобретение относится к пневмоприводам вращательного движения в частности к.поршневым расширительным машинам (паровые машины, пневмодвигатели и др.).5Известен способ работы поршневогодвигателя, включающий подачу рабочеготела через впускное отверстие цилиндра в рабочую полость, расширение егои выпуск из рабочей полости. В такомспособе подача рабочего тела производится прерывистов зависимости отугла поворота ко)ЙФГатого вала, .чтоосуществляется с ЪЪмощью клапанйораспределительных 4 (золотниковых)устройств.Известен поршневой двигатель,содержащий корпус, в котором размещен цилиндр с впускными и выпускными отверстиями, и установленный внем поршень с возможностью образования рабочей полости и кинематическисвязанный с механизмом преобразования движения.25ЪНедостаток известного способаи поршневого двигателя заключаетсяв том, что прерывание потока рабочеготела в зависимости от угла повбротаколейчатого вала требует применения. 30сложных прецизионных клапанно-распределительных (золотниковых) устройств.Это часто делает невозможным применение таких двигателей в качестве нривода инструмента в заводских условиях, 3когда воздух для питания пневмоинструмента загрязнен песком и водой. Усложняется конструкцйя пневмодвигателя,увеличивается его стоимость. Большинство видов клапанно-распределительных ,ц)(золотниковых) устройств,не могут работать привысокой (более 20000 об/мин)частоте вращения, В результате существующие поршневые пневмодвигатели являются тихоходными (до 3000 об/мин).Все это сужает область применения порш-невых двигателей, В частности, они немогут быть применены для ручных щпиФовальных машин.Цель изобретения - упрощение кон-, 50струкцни поршневого двигателя путем.применения способа его работы, нетребующего прерывания потока рабочеготела через впускное отверстие.Указанная цель достигается тем,что подача рабочего тела в рабочуюполость цилиндра поршневого двигателяпроизводится непрерывно, независимоот угла поворота коленчатого вала че 014рез впускное отверстие, расположенноес возможностью постоянного сообщения1с рабочей полостью цилиндра, С целью,повышения КПД впускное отверстие выполнено в виде сужающегося сопла.Именно выполнение впускного отверстия в виде сопла с постоянным сообщением с рабочей полостью цилиндра обеспечивает непрерывную подачу рабочеготела в рабочую полость цилиндра, чтои обеспечивает реализацию предлагаемого способа работы поршневого двига" .теля.Па чертеже изображен поршневойдвигатель, реализующий предлагаемыйспособ.Поршневой двигатель состоит из корпуса 1, в котором размещен цилиндр 2с впускным отверстием 3, выполненнымв виде сужающегося сопла, и выпускным отверстием 4. В цилиндре установ"лен поршень 5, образующий вместе сним рабочую полость б. Поршень кинематически связан с механизмом 7 преобразования движения. Впускное отверстие открывается поршнем не доходядо НМТ,Рабочее тело, например сжатый воздух, от внешнего источника постоянного давления подается через сужающееся сопло 3 в рабочую полость 6 . Давленйе в рабочей полости всегда ниже,чем во внешнем источнике, при этомвеличина давления на входе во впускное отверстие больне, чем 2/3 величины, обеспечивающей сверхкритическийперепад давлений между входом и выходом впускного отверстия 3, поэтомувоздух непрерывно подается в рабочуюполость 6. В результате давление врабочей патости растет и поршень 5из ВЙТ перемещается в НМТ.Линейное перемещение поршня 5 через механизм 7 преобразования движения преобразуется во вращательноедвижение . Не доходя до НМТ, поршень 5открывает выпускное отверстие 4 ивоздух выходит в атмосперу. Давлениев рабочей полости 6 падает. Поршеньпод действием момента снл инерцииагрегата, приводимого двигателемчерез,механизм 7 преобразования движения 7, перемещается в ВИТ, преодолевая увеличивающуюся силу давлениявоздуха на него. Цикл повторяется.П р и м е р. В поршневой двигательподавали согласно предлагаемому способу воздух под абсолютным давлениПоршневой двигатель, разработан- ньцЪ согласно предлагаемому изобретению с рабочим объемом всего 2,5 смф, имеет при той же частоте вращения мощность 0,050 кВт и .расход воздуха О, 18 м /мии. Масса такого двигателя около О, 15 кг. Таким образом, предлагаемый поршневой двигатель дает положительный эЯект. Кроме того, полоСоставитель К,Лав рухниТехредМ,Моргеитал Корректор С.Патрушева Редактор Е.Папи Заказ 2745 Тираж 2, "ффПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ .СССР 113035, Москва, Ж, Раушская иаб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 1015ем 0,6 ИПа с температурой 290 К, При.этом выхлоп производился в атмосАеру и двигатель устойчиво работал счастотой в зависимости от нагрузкиот 6000 об/мин до 10000 об/мин (холостой ход) .Образец поршневого двигателя,с которым проводились испытания, былсоздан в соответствии с предлагаемымпоршневым двигателем и имел следующие конструктивные параметрыф рабочий объем 10 см; объем над поршнемв ВИТ 7 смход поршня 22 мм, диаметр поршня 24 мм; диаметр критического сечения сопла 3 мм (площадь7,07 мм); угол,отсчитанный от ВИТ,при котором происходит открытие выхлопного отверстия, составляет 110оПредлагаемый поршневой двигательможет найти применение в качествепривода пневматической ручной шяифовальной машины малой мощности,Известная машина марки ИПГ с диаметром абразивного инструмента 15 ммимеет при скорости вращения3000 рад/с мощность О,.О 38 кВт прирасходе сжатого воздуха 0,2 м /мин.Иасса,этой машины 0,44 кг,3001 6жительиый эФфект может возникнутьза счет снижения частоты тональногошума до равной частоте вращения, т.е,около 500,Гц, в то время, как тональный шум турбины и ротациониых ма 1 оии, в 4-15. раз превышает пх частоту вращения. Снижение частоты тональногошума улучшит условия труда.Формула изобретения 1. Способ работы поршневого двигателя, включающий подачу рабочего тела через впускное отверстие цилиндрав рабочую полость, расширение его ивыпуск из рабочей полости, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения конструкции, подачу рабочего тела производят непрерывно,поддерживая при этом величину давления на входе во вйускное отверстиебольше, чем 2/3 величины, обеспечиваюцей сверхкритический перепад давлений между входом и выходом впускного отверстия.2. Поршневой двигатель, содержащий корпус, в котором размещен ци-линдр с впускными и выпускными отверстиям, и установленный в немпоршень с возможностью образованиярабочей полости и кинематически связанный с механизмом преобразованиядвижения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения КПД,35 впускное отверстие выполнено .в видесужающегося сопла, расположенногос возможностью постоянного сообщенияс рабочей полостью цилиндра,