Свободнопоршневая машина типа тандем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ ми.3. Машина по ч а ю щ а я с я жена двумя непо ник и внешним пп. 1 и 2, о т л тем, что она сна вижными, внутренронштейнамн, межд(54)(57) 1. СВОБОДНОПОРШНЕВАЯ МАБИНА ТИПА ТАНДЕМ, содержащая, по меньшей мере, две расположенные параллельно, внутреннюю и внешнюю цилиндро-поршневые группы с линейно установленными компрессорными и рабочими цилиндрами, компрессор- ными и рабочими поршнями, внешние из которых связаны наружными поперечинами и соединены между собой, по меньшей мере, одним продольным связуюцим элементом, а внутренние соединены между собой внутренней поперечиной,о т л и ч а ю ц а яс я тем, что, с целью повьп 1 ения удельной мощности, внешние компрессорные поршни расположены с внешних сторон наружных поперечин, а рабочие поршни - с их внутренвей стороны.2. Машина по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что наружные поперечины внешних цилиндро-поршневых групп снабжены направляющими штока 801036253 А Збй Г 02 В 71/00; Р 01 В 11/00 которыми установлены направляющие штоки наружных поперечин, причем к внешнему кронштейну прикреплены внешние компрессорные цилиндры.4. Машина по пп 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что наружные поперечины прикреплены к штокам, установленным в неподвижных подшипниках по обе стороны от этих поперечин.5. Машина по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена станиной, охватываюцей компрессорные цилиндры внутренней цилиндропоршневой группы.6. Машина по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что оси рабочих цилиндров расположены таким образом, что образуют прямоугольник, оси наружных компрессорных цилиндров расположены на вертикальной средней линии этого прямоугольника, а оси внутренних компрессорных цилиндров - на ее продолжении.7 Машина .по и. 6, о т л и ч аю щ а я с я тем, что наружные поперечины связаны между собой при помощи двух продольных связующих элементов, расположенных в плоскости внецних компрессорных цилиндров. 8. Машина по и. 7, о т л и ч аю щ а я с я тем, что поперечины снабжены направляющими в виде, по меньшей мере, одной втулки, жестко закрепленной на соответствующей поперечине и установленной в непод,вижных подшипниках, расположенных ,один от другого на расстоянии,по ,меньшей мере, равном четырем диаметрам втулки.Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.Известны свободнопоршневые машины (СПМ) типа тандем, содержащие,по меньшей мере, две расположенныепараллельно, внутреннюю и внешниецилиндро-поршневые группы с линейноустановленными компрессорными и рабочими цилиндрами, компрессорнымии рабочими поршнями, внешние иэ которых связаны .наружными поперечинами и соединены между собой, по меньшей мере, одним продольным связующим элементом, а внутренние " соединены между собой внутренней поперечиной. При сгорании топлива врабочих цилиндрах внешние цилиндропоршневые группы совершают вследствие наличия связующих элементовсогласованное движение относительновнутренней цилиндро-поршневой группы, в результате чего в компрессорных цилиндрах попеременно осуществляется компримирование воздуха 1).СПМ типа тандем имеют более высокую удельную мощность по сравнению с машинами одностороннего действия, однако наличие взаимосвязанных групп пОршней, совершающих возвратно-поступательное движение,обуславливает возникновение значительных изгибающих моментов и инерционных сил, вызывающих вибрациив особенности в элементах связивнешних поршневых групп. Это огра.ничивает число циклов СПМ, и следовательно, повышение удельной мощности машины,Цель изобретения - повышение удельной мощности СПМ.Поставленная цель достигается уменьшением изгибающих и инерционных усилий, воздействующих на элементы механизма движения, и осуществляется путем определенного взаимного расположения компрессорных и рабочих цилиндров друг относительно друга и введением дополнительных связей, для этого внешние компрессорные поршни расположены с внешних сторон наружных поперечин, а рабочие поршни, - с их внутренней сторо ,ны, причем наружные поперечины внешних цилиндро-поршневых .групп снабжены направляющими штоками, которые установлены между двумя неподвижными, внутренним и внешним, кронштейнами, к внешнему из которых прикреплены внешние компрессорные цилиндры. По обе стороны наружных поперечин могут быть установлены неподвижные подшипники для направления штоков при их движении, а сама машина для динамической устойчивости снабжена станиной, охватывающей компрессорные цилиндры внутренней цилиндро-поршневой группы.Для снижения изгибающих моментов наружные поперечины могут быть связаны между собой при помощи двух продольных связующих элементов, расположенных в плоскости внешних компрессорных цилиндров, и снабжены направляющими в виде, по меньшей мере, одной втулки, жестко закреп" ленной,на соответствующей поперечине и установленной в неподвижных подшипниках, расположенных один от другого на расстоянии, по меньшей мере, равном четырем диаметрам 51 О втулки. Кроме того, оси рабочих цилинд 15 ров могут быть расположены таким образом, что образуют прямоугольник,оси наружных компрессорных цилиндров расположены на вертикальнойсредней линии этого прямоугольника,а оси внутренних компрессорных цилиндров - на ее продолжении,На фиг. 1 показана базовая конструктивная схема СПМ с двумя внешней и внутренней цилиндро-поршневойгруппами; на фиг. 2 - машина, рабочие цилиндры которой образуют прямоугольник, поперечный разрез. 20 25 прикреплены внешние компрессорные цилиндры 4. Для повышения жесткости 60 компрессорные цилиндры 3 внутренней цилиндро-поршневой группы 1 дополнительно снабжены охватывающей их станиной 15.В вариантах выполнения беэ крон штейнов 13 и 14 для снижения иэгиСвободнопоршневая машина типатандем содержит, по меньшей мере,две расположенные параллельновнутреннюю 1 и внешнюю 2 цилиндропоршневые группы с линейно установленными компрессорными 3 и 4 и рабочими 5 цилиндрами, компрессорными б, 7 и рабочими 8 поршнями, внеш 35 ние из которых связаны наружнымипоперечинами 9 и соединены междусобой продольными связующими элементами 10, а внутренние - соединенымежду собой внутренней поперечиной40 11. Внешние комцрессорные поршни 7расположены с внешних сторон наружных поперечин 9, а рабочие поршни8 - с их внутренней стороны(фиг. 1). Оси рабочих цилиндров 545 могут быть расположены таким образом, что образуют прямоугольник,оси наружных компрессорных цилиндров 4 расположены на вертикальнойсредней линии этого прямоугольника,а оси внутренних компрессорных цилиндров 3 - на ее продолжении(фиг, 2),Наружные поперечины 9 внешнихцилиндро-поршневых групп 2 снабжены направляющими штоками. 12, установленными между двумя неподвижными внутренним;. 13 и внешним, 14кронштейнами, к внешнему из которыхбающих инерционных и вибрационныхнагрузок по обе стороны наружныхпоперечин 9, жестко прикрепленык штокам 12, могут быть) установлены либо неподвижные подшипники (непоказаны) для направления штоковпри их возвратно-поступательномдвижении, либо сами поперечины 9и 11 снабжены направляющими в виде, по меньшей мере, одной втулки,закрепленной иа соответствующейпоперечине й установленной в неподвижных подшипниках (не показаны),расположенных один от другого нарасстоянии, по меньшей мере, равном четырем диаметрам втулки, .Свободнопоршневая машина работа,ет следующим образом,Внутренняя 1 и внешняя 2 цилиндро-поршневые группы, включающиекомпрессорные 3,4 и рабочие 5 цилиндры с поршнями б, 7.и 8, совершают возвратно-поступательноедвижение навстречу друг другу вследствие наличия продольных связующихэлементов 10. За счет прямоугольно,го расположения осей рабочих цилиндров 5 и размещения осей внешнихкомпрессорных цилиндров 3 на вертикальной линии, а осей внутреннихкомпрессорных цилиндров 4 - на еепродолжении при движении поршневых групп 2 дополнительно существенноуменьшаются боковые усилия, а наличие внутренней 11 и наружных 9 поперечин, направляемых продольнымисвязующими 10 и направляющими штоками 12, установленными между кронштейнами 13 и 14 (или в подшипниках), заметно уменьшает длину плеч,а следовательно, иизгибающие мо-.менты, воздействующие на все эле" 10 менты системы движения в особенности на внешние компрессорные цилиндры 4 и их поршни 7. Дополнительнаяжесткость системы создается такжеза счет станины 15, охватывающей 5 внутренние компрессорные цилиндры3, и, кроме того, с помощью неподвижных подшипников для возвратнопоступательного движения направляющих штоков 12 или же скольжения го направляющих втулок поперечин 9и 11 в своих подшипниках, снижающихпотери на трение.Компрессорные цилиндры СПМ могут быть выполнены в виде компрессоров двойного действия и снабжены соответствующими органами воздухораспределения (не показаны), а двигательная часть машины - форсунками, системой смазки, подачи возду-.ха и др.,1036253 Составитель В. ТкаченкА. Долинич Техред М. Надь едак ректор С. Шекм Подписное илиал ПП жг аказ 5869/63 ВНИИПИ по де 113035, ГТираж Государственлам изобрете осква, Ж,