Двигатель с возвратно-поступательным перемещением рабочего органа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 00 АНИЕ РЕТЕНИЯ аукционные П и(54) ДВИГАТЕЛЬ ТЕЛЬНЫМ ПЕРЕМЕ (57) Изобретен двигателестрое пользовано в ци двигателей вну Фиг. 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(7 1) Банда КИКО Ко(56) Патент Великокл. 122/1, 1954,С ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАЕНИЕМ РАБОЧЕГО ОРГАНАе относится к областиия и может быть ислиндропоршневой группереннего сгорания. Изоб 0127299 ретение позволяет снизить фрпотери в паре поршень-цилиндр рвозвратно-поступательном перемещениипоршня 2 в цилиндре 1 ролики 9 и 10отжимаются друг от друга в осевомнаправлении упругим элементом 14 (ввиде конических дисковых пружин илив виде цилиндрической пружины) иобеспечивают контакт качения поршня 2с внутренней поверхностью 13 цилиндра 1. Ролики 9 и 10, размещенные вокнах 7 юбки 5 на оси 8 в плоскостикачания шатуна, снижают фрикционныепотери при тепловом расширении поршни цилиндра и при действии боковогоусилия поршня, поглощая реактивнуюсоставляющую от цилиндра на поршень5 з.п. ф-лы, 6 ил, 1272999Изобретение относится к машиностроению, а именно к области двигателестроения и может быть использовано в цилиндропоршневой группе двигателей внутреннего сгорания.Цель изобретения - снижение фрикционных потерь.На фиг.1 изображен двигатель, продольное сечение; на фиг,2 - цилиндропоршневая группа двигателя, поперечное сечение; на фиг.3 - поршень, вид сбоку; на фиг.4 - узел 1 на фиг,2; на фиг.5 - узел 1 на фиг,2, где упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины; на фигб - узел 1 ца фиг.2, где упругий элемент выполнен в виде набора конических пружин, а подшипник, аксиально подвижным.Двигатель содержит цилиндр 1 поршень 2, сочлененный с шатуном 3 при помощи поршневого пальца 4. 10 бка 5 поршня 2 в плоскости б качания натуна 3 снабжена отверстиями 7 в каждом из которых на оси 8 размещены ролики 9 и 10 с возможностью перемещения на оси 8 и контактом со стенкой цилиндра 1, Каждый ролик 9 или 10 снабжен Фподшипником качения с внутренним 11 и внешним 12 кольцами. Каждое внутреннее 11 кольцо закреплено на оси 8, а каждое внешнее 12 кольцо имеет профиль поперечного сечения, соответствующий внутренней поверхности 13 цилиндра 1. Между двумя роликами 9 и 10 размещен упругий элемент 14, Кольцо 15 крепится на оси 8 между двумя внутренними 1 1 кольцами, а упругий .элемент 14 выполненный в виде конических дисковых пружин 1 б, вращается вместе с внешним 12 кольцом вокруг кольца 15. Радиальное смещение конических дисковых пружин 16 может быть надежно предотвращено кольцом 15.Каждая из осей 8 крепится в боковых отверстиях 17 в юбке 5 в положении, соответствующем каждому отверстию 7. Ролики 9 и 10 расположены так что их наружная поверхность 18, т.е, наружная поверхность внешнего 12 кольца, слегка выступает по радиусу за наружную поверхность 19 юбки " и находится в контакте качения с внут" ренней поверхностью 13 цилиндра 1.Поршень 2 изготовлен из алюминиевого сплава или легкого металла подобного алюминию, а цилиндр 1 изготовлен из чугуна, Внутренняя поверхность 13 цилиндра 1 хромирована. Упругий элемент 14 может быть выпспнен в виде спиральной пружины 20или состоять из двух конических дисковых пружин 21, Зля последнего ва 5 рианта две конические пружины 21расположены одна против другой иупираются во внешниз 12 кольца, разпвигая в осевом направлении, Крометого, вместо кольца 15 между внутренО ними 11 кольцами могут Сыть образованы уступы 22 на противоположных сторонах 23 внешних 12 колец, в которыеупираются концы 24 пружин 21, чтобыпредотвратить относительное переме 1,э щение между приужинами 21 и внешними12 кольцами.Кроме того, внутренние 11 кольцамогут быть заменены одним трубчатымэлементом. расположенным на оси 8,2 О а отверстий 7 может быть более двухна этой стороне юбки 5 и располагаться они будут вдоль осей поршня 2.При работе двигателя при возвратнопсступатяльнсм перемещении поршня 2,25 каждое внешнее 12 кольцо упруго смещается посредством упругого элемента14 и упирается о внутреннюю поверхность 13 и тем самым обеспечиваетсяупругий контакт качения с внутреннейповерхностью 13 цилиндра 1,.Смазочное масло подается к наружной поверхности на головку и юбкупоршня 2, к роликам 9 и 10 и к внутренней поверхности 13 цилиндра 1 так,":то масляная пленка образуется междувнутренней поверхностью 13 цилиндраи наружной поверхностью поршня 2,между поверхностью 18 роликов 9 и10 и поверхностью 13,4 ОВо время движения поршня 2 в цилиндре 1 реактивная сила Р направленаот цилиндра 1 на ролик (фиг,4) какреакция бокового усипия поршня 2.Сила Р может быть разложена на сосг 5т гвляющую Р. по оси 8 и составляющую Рнаправлении,перпеэдикулярном оси8. Осевая составляющая Р. сжимаетпружины 21. Полагая, что уголобразован между тангенциальнсй линией 25 Ротносительно силы реакции Г на поверхность 18 кольца 12 и прямой линии25 параллельной оси 8, аналогичныйугол образован между реакционной силой Г и составляющей Р,. и осевая Ы составляющая В может быть определенаК=В а 1 п,Если диаметр цилиндра достаточно большой уголмал и составляющая К мно 3 1272 го меньше силы Г, так что сила сжатия, приложенная к пружинам 21, очень мала. Соответственно не требуется делать смещающую силу или упругость конических пружин 21 столь большими, а также сила реакции Г может быть поглощена пружинами 21. Если зазор между наружной поверхностью поршня 2 и внутренней поверхностью 13 цилиндра 1 уменьшается из-за теплового расши- О рения поршня 2 и цилиндра 1, внешние кольца 12 перемещаются вдоль оси 8 против упругости и смещающей силы пружин 21, внешние кольца 12 могут удерживаться в контакте качения с 5 внутренней поверхностью 13 цилиндра 1,Кроме того, ролики 9 и 10 предотвращают удар на внутреннюю поверхность 13 цилиндра 1, предотвращая ее от зазоров,Формула из обретения1. Двигатель с возвратно-посту- д пательным перемещением рабочего органа, содержащий цилиндр, поршень с юбкой, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемещения и сочлененный с коленчатым валом при помощи шатуна, причем юбка поршня в плоскости качания шатуна снабжена по меньшей мере двумя отверстиями, выполненными на ее противоположных сторонах, и роликами, снабженными подшипниками качения с 999 внешним и внутренним кольцами и размещенными в каждом из отверстий юбки на осях с возможностью контакта сгильзой цилиндра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения Ьрикционных потерь, в каждом из отверстий юбки размещено по меньшей мере два ролика, установленных с возможностью осевого перемещения вдоль оси, а поршень дополнительно содержит упругий элемент, расположенный между роликами с возможностьюих отжатия в осевом направлении.2. Двигатель по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что подшипник качения выполнен игольчатым,3. Двигатель по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что подшипник качения выполнен роликовым.4. Двигатель по пп.1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что упругий элемент выполнен в виде набора конических дисковых пружин.5. Двигатель по пп.1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины.6. Двигатель по пп.1-4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что внешние кольца подшипников качения выполнены аксиально подвижными вдоль оси ролика,причем профиль их поперечного сечениясоответствует поверхности цилиндра,а упругий элемент размещен с возможностью контакта с внешними кольцамиподшипников качения.