Поршневая машина

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1721269 А 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно к аксиально -поршневым машинам с барабаннымрасположением цилиндров. Целью изобретения является снижение виброактивностипоршневой машины с кривошипно-карданИзобретение относится к машиностроению, а именно к поршневым машинам с барабанным расположением цилиндров, и может использоваться в качестве теплового двигателя внутреннего сгорания или с внешним подводом теплоты, а также в качестве насоса или компрессора.Известны поршневые машины барабанного типа, содержащие сферические приводные механизмы для преобразования поступательного движения поршней во вращение выходного вала. Сферические приводные механизмы могут содержать качающиеся или вращающиеся шайбы. Качающиеся шайбы совершают сферическое движение по законам регулярной процессии или дугового движения.(51)5 Р 01 В 3/00, Р 02 В 75/26 ным приводным механизмом. Поршневая машина содержит цилиндры 1, поршни 4 с шатунами 5, качающуюся шайбу 6, сочлененную с шатунами 3 и с крестовиной 10 карданного подвеса, шарнирно связанного с корпусом поршневой машины, балансир 14 с противовесами 16, кинематически связанный с карданным подвесом с возможностью противоположного колебательного движения относительно последнего, Снижение виброактивности поршневой машины достигается за счет уравновешивания момента сил инерции, развиваемых при качании крестовины относительно корпуса парой сил инерции противовесов на балансире, 2 ил. Большее распространение получили поршневые машины с дуговым движением качающейся шайбы вследствие их более высокой технологичности и долговечности. Дуговое движение качающейся шайбы в поршневой машине с барабанным расположением цилиндров может быть организовано, например, при помощи карданного подвеса в корпусе двигателя,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является поршневая машина, которая содержит поршни, движущиеся в цилиндрах, расположенных параллельно коленчатому валу и вокруг него. Поршни кинематически связаны с шатунами, а шатуны также подвижно связаны с качающейся шайбой. Последняя посредством карданного подвеса подвижно сочлене 1721269коленчатого вала 2 и вокруг него в неподвижном корпусе 3. В цилиндрах 1 движутсяпоршни 4, соединенные с шатунами 5 посредством, например, шаровых шарниров.Шатуны 5 на противоположных концах также подвижно соединены с качающейся шайбой 6, выполненной в виде коническойоболочки с проушинами 7 и втулкой 8. Втулка 8 качающейся шайбы подвижно связанаО с наклонным кривошипам коленчатого вала2, Посредством проушин 7 качающаяся шайба подвижно сочленена с цапфами 9 крестовины 10 карданного подвеса. Крестовина10 посредством цапф 11 кинематически свя 5 зана с неподвижным корпусом 3 поршневоймашины. С крестовиной 10 неподвижно связан зубчатый сектор 12, сцепленный с зубчатым сектором 13 балансйра 14, подвижноустановленного на оси 15, жестко связанной0 с корпусом 3 поршневой машины, На зубчатых секторах 13 балансира 14 неподвижнопо отношению к нему установлены противовесы 16. При зацеплении зубчатого сектора12 крестовины с зубчатым сектором 13 ба 5 лансира обеспечивается передаточное отношение 1:1.Поршневая машина в качестве двигателя работает следующим образом.Поршни 4 (фиг.1) под действием расши 30 ряющихся продуктов сгорания топлива движутся в цилиндрах 1 в сторону нижнихмертвых точек и через шатуны 5 воздействуют на качающуюся шайбу 6, Последняя суммирует усилия со стороны всех поршней и,35 будучи связана с корпусом 3 двигателя посредством карданного подвеса, совершаетсферическое движение. Сферическое движение качающейся шайбы 6 складываетсяиз двух вращений: относительно крестови 40 ны 10 вокруг оси цапф 9, установленных накрестовине неподвижно, и вместе с крестовиной 10 относительно корпуса 3 двигателя вокруг оси цапф 11, установленныхнеподвижно на корпусе. При сферическом45 движении шайбы 6 ее втулка 8,. сопрягаемая с наклонным кривошипом вала 2, движется по окружности и приводит вовращение вал,При возвратно-вращательном движе 50 нии крестовины 10 жестко связанный с нейзубчатый сектор 12, находящийся в зацеплении с зубчатым сектором 13 балансира,приводит во вращение относительно корпуса поршневой машины балансир 14. Это55 вращение балансира осуществляется вокруг осей 15, неподвижно установленных вкорпусе поршневой машины.При указанной работе механизма поршневой машины при возвратно-вращательном движении крестовины 10 (фиг,2) на с неподвижным корпусом поршневой машины. Карданный подвес состоит из крестовины и двух пар цапф. Посредством однойпары цапф крестовина подвижно сочленяется с качающейся шайбой, а при помощи 5другой пары цапф - с неподвижным корпусом двигателя, Каждая пара цапф имеетобщую продольную ось, и обе пары цапфлежат в одной плоскости, оси цапф перпендикулярны.При работе такой поршневой машины вкачестве двигателя поршни движутся в цилиндрах под действием расширяющихсяпродуктов сгорания топлива и при помощишатунов передают усилия на качающуЮся 1шайбу, которая совершает сферическоедвижение вокруг точки пересечения оси вала, его наклонного кривошипа и обеих парцапф карданного подвеса. Указанное сферическое движение складывается из двух 2поворотов шайбы: относительно крестовины вокруг одной пары цапф и вместе с крестовиной вокруг оси другой пары цапфотносительно корпуса двигателя. При сферическом движении шайбы ее точка, связанная с наклонным кривошипом вала,движется по окружности, вследствие чеговал приводится во вращение.Недостатком известной машины является высокая выброактивность, обусловленная неуравновешенным моментом пары сил.инерции, возникающим при возвратно-вращательном движении крестовины карданного подвесэ относительно корпусапоршневой машины, передающимся наопоры. Этот момент не может быть уравновешен противовесами, вращающимися навалу,Цель изобретения - снижение виброактивности поршневой машины с барабаннымрасположением цилиндров и с дуговым движением качающейся шайбы, организуемымкардэнным подвесом.Указанная цель достигается введениемв состав поршневой машины балансира сдвумя противовесами, установленного наоси в корпусе поршневой машины в плоскости, параллельной плоскости качаниякрестовина карданного подвеса и кинематически связанного с последней так, что онсовершает возвратное вращательное движение относительно корпуса двигателя вкаждый момент времени в сторону, противоположную направлению вращения крестовины,На фиг.1 представлена конструктивнаясхема поршневой машины; на фиг.2 - прин цип действия балансира.Цилиндры 1 (фиг.1) поршневой машинырасположены параллельно оси вращенияразвиваемые ею силы инерции, равнодействующая которых Р, образуют пару сил с моментом М, вектор которого совпадает с осью цапф 11. Зубчатый сектор 12, сцепленный с зубчатым сектором 13 ба лансира, приводит балансир 14 в возвратно-вращательное движение с угловой скоростью вб равной и противоположно направленной по отношению к угловой скорости вк крестовины. При неравномерном 10 вращении балансира 14 установленные на нем неподвижно противовесы 16 развивают силы инерции Ру, образующие пару с моментом Мур, равным и противоположно направленным по отношению к моменту 15 М. Моменты М и Мугбудучи приложенными к корпусу поршневой машины, взаимно уравновешиваются и не вызывают вынужденных колебаний корпуса поршневой машины. 20Расчетные исследования и выполненные проекты поршневых двигателей с кривошипно-карданным приводным механизмом показали, что по сравнению с известным предлагаемое устройство приво дит к ликвидации возбудителей вибрации корпуса поршневой машины, а установка балансира практически не приводит к росту металлоемкости и габаритных размеров поршневой машины. Так, массы противове сов на балансире для двигателя мощностью 73,5 кВт равны 0,6 кг. Параллельно со снижением вибрации поршневой машины улучшаются условия работы упругой подвески на транспортном средстве и комфортабельность последнего,Формула изобретенияПоршневая машина, содержащая неподвижный корпус, цилиндры, поршни, размещенные в цилиндрах, коленчатый вал с наклонным кривошипом, установленный параллельно осям цилиндров, карданный подвес, закрепленный на осях в корпусе с возможностью поворота относительно последних, качающуюся шайбу, установленную на наклонном кривошипе и шарнирно соединенную с карданным подвесом, и шатуны, шарнирно соединенные с поршнями и качающейся шайбой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения вибрации, она дополнительно снабжена балансиром с двумя противовесами, установленным на оси в корпусе в плоскости, параллельной плоскости качания карданного подвеса, и кинематически связанным с карданным подвесом с возможностью противоположного колебательного движения относительно последнего,Тир сударственного 113035, Подписноемитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРсква, Ж, Раушская наб., 4/5