Рычажный двигатель


Рычажный аксиальный двигатель

 

Использование: двигатели с аксиальным расположением вала. Сущность изобретения: возвратно-поступательное перемещение поршня преобразуется в качестве силового рычага, качание которого посредством промежуточной тяги передается угловому рычагу, приводящему в свою очередь кривошипно-шатунный механизм, с вала которого снимается мощность. Выполнение рычага угловым, а также выполнение шарниров шатуна позволяет установить ось вращения кривошипа параллельно оси цилиндра. Двигатель может быть выполнен с параллельной цилиндро-поршневой группой или со встречно движущимися поршнями. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям с рычажным механизмом преобразования.

Известен двигатель, содержащий корпус, цилиндр, размещенный в нем поршень, и кривошип, связанный с поршнем при помощи шатуна (1).

Недостатками аналога являются высокие значения боковой силы в цилиндро-поршневой паре из-за непосредственной кинематической связи кривошипно-шатунного механизма с поршнем, что приводит к большим механическим потерям.

Известен рычажный двигатель, содержащий корпус, цилиндр, размещенный в нем поршень, силовой рычаг, установленный на оси в корпусе, кривошип, и связанный с ним шатун, снабженный шарнирами, причем первое плечо силового рычага кинематически связано с поршнем, а второе с шатуном (2).

В прототипе решена проблема уменьшения механических потерь за счет установки силового рычага в кинематической цепи между поршнем и шатуном. Однако недостатками прототипа является его малые компоновочные возможности в части изменения ориентации выходного вала относительно цилиндра, например, для уменьшения площади поперечного сечения авиационного двигателя.

Целью изобретения является уменьшение поперечных габаритов двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в кинематической цепи заявленного двигателя между силовым рычагом и шатуном установлены промежуточная тяга и угловой рычаг с плечами, расположенными под углом одно относительно другого, а ось вращения кривошипа установлена параллельно оси цилиндра, причем шарниры шатуна выполнены с возможностью его качения в двух пересекающихся плоскостях, второе плечо силового рычага соединено с первым плечом углового рычага посредством промежуточной тяги, а второе плечо углового рычага с шатуном.

Цель достигается также тем, что двигатель может быть снабжен дополнительной идентичной цилиндро-поршневой группой, установленной параллельно первой группе, а силовой рычаг дополнительным плечом, расположенным симметрично первому его плечу относительно оси качания рычага и связанным с поршнем дополнительной группы.

Цель достигается также тем, что двигатель может быть снабжен дополнительным идентичным механизмом преобразования, расположенным симметрично первому механизму относительно поперечной плоскости цилиндра, а в последнем размещен второй встречно движущейся поршень с образованием общей с первым поршнем камеры переменного объема, при этом второй поршень связан с силовым рычагом дополнительного механизма, а кривошипы обоих механизмов соединены между собой при помощи промежуточного вала.

Цель достигается также тем, что промежуточный вал может быть соединен с кривошипами при помощи муфт.

Цель достигается также тем, что плоскость качения углового рычага может быть расположена в плоскости, пересекающей плоскость качения силового рычага, а промежуточная тяга при этом снабжена шарнирами с двумя степенями свободы.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема заявленного двигателя; на фиг. 2 то же, вариант с двумя параллельными цилиндрами; на фиг. 3 то же, вариант с двухкривошипным валом и симметричным расположением механизмов; на фиг. 4 то же, вариант с расположением силового и углового рычагов в различных плоскостях качания.

Двигатель содержит корпус 1, цилиндр 2, размещенный в нем поршень 3, силовой рычаг 4 с плечами 5 и 6, который установлен на оси 7 в корпусе 1, кривошип 8, ось вращения которого параллельна оси цилиндра 2, и шатун 9, снабженный шарнирами 10. В кинематической цепи между силовым рычагом 4 и шатуном 9 установлены промежуточная тяга 11 с шарнирами 12 и угловой рычаг 13 с плечами 14 и 15, расположенными под углом одно относительно другого, а ось вращения кривошипа 8 установлена параллельно оси цилиндра 2, причем шарниры 10 шатуна 9 выполнены с возможностью его качения в двух пересекающихся плоскостях, например, сферическими или карданными, первое плечо 5 силового рычага 4 связано с поршнем 3, например, при помощи шатунной тяги 16, второе его плечо 6 соединено с первым плечом 14 углового рычага 13 посредством промежуточной тяги 11, а второе плечо 15 углового рычага 13 соединено с шатуном 9 при помощи шарнира 10.

Двигатель может быть снабжен дополнительной идентичной цилиндро-поршневой группой, установленной параллельно первой группе, а силовой рычаг 4 снабжен дополнительным плечом 17, расположенным симметрично первому его плечу 5 относительно оси 7 качания рычага 4 и связанным с поршнем 18 дополнительной группы.

Двигатель может быть снабжен дополнительным идентичным механизмом преобразования, расположенным симметрично первому механизму относительно поперечной плоскости цилиндра 2, а в последнем размещен второй встречно движущийся поршень 19 с образованием общей с первым поршнем 3 камеры 20 переменного объема, при этом поршень 19 связан с силовым рычагом 21 дополнительного механизма, а кривошипы 8 и 22 обоих механизмов соединены между собой при помощи промежуточного вала 23.

Промежуточный вал 23 может быть соединен с кривошипами 8 и 22 при помощи муфт 24.

Плоскость качения углового рычага 13 может быть расположена под углом к плоскости качения силового рычага 4, а шарниры 12 промежуточной тяги 11 должны быть выполнены при этом с двумя степенями свободы, например, сферическими или карданными.

Описываемый двигатель работает следующим образом. В первом варианте выполнения возвратно-поступательное движение поршня 3 в цилиндре 2 преобразуется в качание силового рычага 4, передающего качание угловому рычагу 13 при помощи промежуточной тяги 11. Качание углового рычага 13 преобразуется при помощи шатуна 9 во вращение кривошипа 8. Выполнение шарниров 10 шатуна 9 с двумя степенями свободы, а также расположение плеч 14 и 15 рычага 13 под углом позволяет разместить ось вращения кривошипа 3 параллельно оси цилиндра 2. Такая конструкция двигателя оптимальна с точкой зрения достижения минимального поперечного его сечения, то есть "лба" двигателя, имеющего особенно важное значение для авиационных двигателей.

Установка дополнительной параллельной цилиндро-поршневой пары позволяет снизить нагрузки в кривошипно-шатунном механизме за счет взаимного уравновешивания на силовом рычаге 4 газовой силы одного цилиндра инерционной силой другого цилиндра.

Полное уравновешивание двигателя осуществляется в компоновке двух цилиндров с размещенными в них встречно движущимися поршнями 19. В таком варианте выполнения движение поршней преобразуется при помощи двух идентичных механизмов во вращение общего двухкривошипного вала, как, например, в широко известных схемах двигателей с качающимися шайбами. Наличие муфт 24, соединяющих промежуточный вал 23 с кривошипами 8 и 22, позволяет снизить требования к точности выполнения и сборки деталей двигателя, а также дает возможность простыми операциями изменить угловое смещение кривошипов друг относительно друга, в зависимости от реализуемого в цилиндрах рабочего процесса. Именно при такой компоновке возможно достижение минимального "лба" двигателя летательного аппарата.

За счет изменения взаимного расположения плоскостей качания двух рычагов (4 и 13) возможно оптимальное размещение оси вращения кривошипа в любом месте относительно корпуса двигателя в зависимости от конкретного места его установки на транспортном средстве.

Таким образом предложено техническое решение позволяет расширить компоновочные возможности поршневых двигателей при использовании простых, надежных и отработанных в двигателе-строении элементов и узлов. При этом возможно получение большого количества вариантов относительного расположения узлов двигателя в зависимости от требований и условий эксплуатации.

Источники информации 1. А.С. Орлин и др. Комбинированные двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа. М. "Машиностроение", 1980, с. 32.

2. Патент Франции N 1231014, НКИ F 02 B, 75/32 опуб. 1960.

1. Рычажный аксиальный двигатель, содержащий корпус по меньшей мере один цилиндр, размещенный в нем поршень, силовой рычаг, установленный на оси в корпусе, кривошип, и связанный с ним шатун, снабженный шарнирами, причем первое плечо силового рычага кинематически связано с поршнем, а второе с шатуном, отличающийся тем, что в кинематической цепи между силовым рычагом и шатуном установлены промежуточная тяга и угловой рычаг с плечами, расположенными под углом относительно друг друга, а ось вращения кривошипа установлена параллельно оси цилиндра, причем шарниры шатуна выполнены с возможностью его качания в двух пересекающих плоскостях, второе плечо силового рычага соединено с первым плечом углового рычага посредством промежуточной тяги, а второе плечо углового рычага с шатуном.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной идентичной цилиндропоршневой группой, установленной параллельно первой группе, а силовой рычаг снабжен дополнительным плечом, расположенным симметрично первому его плечу относительно оси качания рычага и связанным с поршнем дополнительной группы.

3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным идентичным механизмом преобразования, расположенным симметрично первому механизму относительно поперечной плоскости цилиндра, а в последнем размещен второй встречено движущийся поршень с образованием общей с первым поршнем камеры переменного объема, при этом второй поршень связан с силовым рычагом дополнительного механизма, а кривошипы обоих механизмов соединены между собой при помощи промежуточного вала.

4. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что промежуточный вал соединен с кривошипами при помощи муфт.

5. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что плоскость качания углового рычага расположена в плоскости, пересекающей плоскость качания силового рычага, а промежуточная снабжена шарнирами с двумя степенями свободы.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

www.findpatent.ru

 

Рычажно-поршневой двигатель может применяться в качестве силовых агрегатов для бензопил, мотоциклов, легковых автомобилей, легких летательных аппаратов, маломерных речных судов. Техническим результатом является возможность на протяжении всего такта «рабочий ход» передачи усилия от шатуна к пальцу, соединяющему шатун с рычагом, по линии, преимущественно совпадающей с линией перемещения пальца, соединяющего шатун с рычагом. Для преобразования прямолинейного перемещения поршня (6) во вращение вала отбора мощности (9) шатун (10) взаимодействует с рычагом (11) через палец (12), а рычаг (11) соединен с валом отбора мощности (9), посредством обгонной муфты (17), и соединен с кривошипом (16) маховика (15) посредством другого шатуна (13) и другого пальца (14). 2 ил.

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может применяться в качестве силовых агрегатов для бензопил, мотоциклов, легковых автомобилей, легких летательных аппаратов, маломерных речных судов.

Известен двигатель внутреннего сгорания (патент RU 2425235 МПК F02B 75/24 опубл. 27.07.2011), который состоит из цилиндра, поршней, коленчатого вала, шатуна, поршневых штоков, маятника, шарниров, соединяющих поршневые штоки с маятником.

Недостатком известного технического решения является низкий КПД из-за неэффективного преобразования прямолинейного перемещения поршней во вращение коленчатого вала на протяжении всего такта «рабочий ход», так как взаимное расположение поршневых штоков и шарниров, соединяющих поршневые штоки с маятником, на протяжении всего такта «рабочий ход» не обеспечивает совпадение приложения усилий от поршневых штоков к шарнирам, соединяющим поршневые штоки с маятником, с линией перемещения шарниров, соединяющих поршневые штоки с маятником. В частности, в начале такта «рабочий ход» приложение усилий от поршневых штоков к шарнирам, соединяющим поршневые штоки с маятником, перпендикулярно линии перемещения шарниров, соединяющих поршневые штоки с маятником.

Известен двухтактный поршневой двигатель (патент RU 129556 F01B 9/06 опубл. 27.06.2013), состоящий из картера, цилиндра, поршня, толкателя, вала отбора мощности, системы подачи топливной смеси, системы зажигания, системы выпуска газов, кулачкового механизма двустороннего действия, двух маховиков, пальца толкателя, подшипника толкателя, двух упоров, роликов.

Недостатком этого технического решения является также низкий КПД из-за неэффективного преобразования прямолинейного перемещения поршня во вращение вала отбора мощности на протяжении всего такта «рабочий ход», так как взаимное расположение пальца толкателя и точек на плоскостях кулачкового механизма, к которым палец толкателя прикладывает усилие, на протяжении всего такта «рабочий ход» не обеспечивает совпадение приложения усилия от пальца толкателя к точкам на плоскостях кулачкового механизма с линией перемещения точек на плоскостях кулачкового механизма.

Известен поршневой одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания (http://www.motosvit.com/LikBes/dvigatel_l.htm), выбранный нами за прототип, состоящий из картера, цилиндра, головки с клапанами, свечи зажигания, поршня с поршневыми кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала, образованного кривошипом и валом отбора мощности.

Недостатком известного устройства является низкий КПД из-за неэффективного преобразования прямолинейного перемещения поршня во вращение вала отбора мощности, так как для преобразования прямолинейного перемещения поршня во вращение вала отбора мощности используется кривошип. Недостатком при использовании кривошипа является то, что на протяжении всего такта «рабочий ход» кривошип перемещается по окружности и за такт «рабочий ход» проходит 180°. В результате, в такте «рабочий ход» при приложении усилия от шатуна к кривошипу усилие проходит по линии, совпадающей с линией перемещения кривошипа только единожды: при положении поршня чуть выше среднего. При несовпадении линии приложения усилия от шатуна к кривошипу с линией перемещения кривошипа давление шатуна на кривошип преобразовывается в перемещение кривошипа неэффективно. В частности, при положениях поршня, близких к мертвым точкам, приложение усилия от шатуна к кривошипу практически не преобразовывается в перемещение кривошипа, так как при положениях поршня, близких к мертвым точкам, линия приложения усилия от шатуна к кривошипу почти перпендикулярна линии перемещения кривошипа. Если давление шатуна на кривошип преобразовывается в перемещение кривошипа неэффективно, значит, неэффективно и вращение вала отбора мощности.

Техническая задача заключается в создании рычажно-поршневого двигателя, позволяющего на протяжении всего такта «рабочий ход» эффективно преобразовывать прямолинейное перемещение поршня в перемещение пальца, соединяющего шатун с рычагом, и, следовательно, в перемещение рычага, и, соответственно, во вращение вала отбора мощности, что позволяет увеличить мощность при том же расходе топлива, и, соответственно, приводит к повышению КПД.

Основным техническим результатом, решаемым предложенным решением, является возможность на протяжении всего такта «рабочий ход» передачи усилия от шатуна к пальцу, соединяющему шатун с рычагом, по линии, преимущественно совпадающей с линией перемещения пальца, соединяющего шатун с рычагом.

В заявляемом рычажно-поршневом двигателе, также как в прототипе, содержатся: картер, цилиндр, головка с клапанами, свеча зажигания, поршень с поршневыми кольцами, поршневой палец, шатун, вал отбора мощности.

Согласно предложенной полезной модели, для преобразования прямолинейного перемещения поршня во вращение вала отбора мощности шатун взаимодействует с рычагом через палец, а рычаг соединен с валом отбора мощности посредством обгонной муфты, и соединен с кривошипом маховика посредством другого шатуна и другого пальца.

При ходе поршня 10 см и длине рычага 30 см за весь такт «рабочий ход» рычаг перемещается на 20 градусов. Что составляет 1/9 от 180 градусов. В результате, линия перемещения пальца, соединяющего шатун с рычагом, является почти прямой. Таким образом, использование рычага, пальца, соединяющего шатун с рычагом, обеспечивает на протяжении всего такта «рабочий ход» передачу усилия от шатуна к пальцу, соединяющему шатун с рычагом, по линии, преимущественно совпадающей с линией перемещения пальца, соединяющего шатун с рычагом, что позволяет на протяжении всего такта «рабочий ход» эффективно преобразовывать прямолинейное перемещение поршня в перемещение пальца, соединяющего шатун с рычагом, и, следовательно, в перемещение рычага, и, соответственно, во вращение вала отбора мощности.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «новизна».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» доказано на примере конкретного выполнения рычажно-поршневого двигателя.

Полезная модель поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид рычажно-поршневого двигателя при нахождении поршня в ВМТ. На фиг. 2 изображен рычажно-поршневой двигатель при нахождении поршня в НМТ.

Предлагаемая конструкция рычажно-поршневого двигателя состоит из картера 1, цилиндра 2, головки 3 с клапанами 4, свечи зажигания 5, поршня 6 с поршневыми кольцами 7, поршневого пальца 8, вала отбора мощности 9, шатуна 10, рычага 11, пальца 12, соединяющего шатун 10 с рычагом 11, другого шатуна 13, другого пальца 14, соединяющего шатун 13 с рычагом 11, маховика 15 с кривошипом 16, обгонной муфты 17, соединяющей рычаг 11 с валом отбора мощности 9.

Осуществление полезной модели

В предлагаемой конструкции рычажно-поршневого двигателя используется известный четырехтактный цикл работы поршневого двигателя. В такте «рабочий ход» давление в цилиндре 2 приводит к перемещению поршня 6. Перемещение поршня 6 приводит к перемещению поршневого пальца 8, шатуна 10, пальца 12, соединяющего шатун 10 с рычагом 11, рычага 11. Перемещение рычага 11 преобразуется во вращение вала отбора мощности 9. Соединение рычага 11 с валом отбора мощности 9 посредством обгонной муфты 17 позволяет рычагу 11 в такте «рабочий ход» преобразовывать свое перемещение во вращение вала отбора мощности 9, а в тактах «сжатие» и «выпуск» перемещать поршень 6 от НМТ к ВМТ, не препятствуя в этих тактах инерционному вращению вала отбора мощности 9 в том же направлении, что и в такте «рабочий ход». В такте «впуск» движение рычага 11 и вращение вала отбора мощности 9 осуществляется в одном направлении, и, следовательно, они не препятствуют друг другу. Использование шатуна 13, пальца 14, соединяющего шатун 13 с рычагом 11, маховика 15 с кривошипом 16, позволяет осуществлять возвратно-поступательное перемещение рычагом 11 поршня 6, и, следовательно, позволяет осуществлять такты «впуск», «сжатие», «выпуск».

Возможность осуществления заявляемой полезной модели подтверждается использованием в ней известных элементов, используемых в машиностроении, с достижением технического результата.

Рычажно-поршневой двигатель, состоящий из картера, цилиндра, головки с клапанами, свечи зажигания, поршня с поршневыми кольцами, поршневого пальца, шатуна, вала отбора мощности, отличающийся тем, что шатун взаимодействует с рычагом через палец, а рычаг соединен с валом отбора мощности посредством обгонной муфты и соединен с кривошипом маховика посредством другого шатуна и другого пальца.

poleznayamodel.ru

рычажный аксиальный двигатель - патент РФ 2064056

Использование: двигатели с аксиальным расположением вала. Сущность изобретения: возвратно-поступательное перемещение поршня преобразуется в качестве силового рычага, качание которого посредством промежуточной тяги передается угловому рычагу, приводящему в свою очередь кривошипно-шатунный механизм, с вала которого снимается мощность. Выполнение рычага угловым, а также выполнение шарниров шатуна позволяет установить ось вращения кривошипа параллельно оси цилиндра. Двигатель может быть выполнен с параллельной цилиндро-поршневой группой или со встречно движущимися поршнями. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям с рычажным механизмом преобразования. Известен двигатель, содержащий корпус, цилиндр, размещенный в нем поршень, и кривошип, связанный с поршнем при помощи шатуна (1). Недостатками аналога являются высокие значения боковой силы в цилиндро-поршневой паре из-за непосредственной кинематической связи кривошипно-шатунного механизма с поршнем, что приводит к большим механическим потерям. Известен рычажный двигатель, содержащий корпус, цилиндр, размещенный в нем поршень, силовой рычаг, установленный на оси в корпусе, кривошип, и связанный с ним шатун, снабженный шарнирами, причем первое плечо силового рычага кинематически связано с поршнем, а второе с шатуном (2). В прототипе решена проблема уменьшения механических потерь за счет установки силового рычага в кинематической цепи между поршнем и шатуном. Однако недостатками прототипа является его малые компоновочные возможности в части изменения ориентации выходного вала относительно цилиндра, например, для уменьшения площади поперечного сечения авиационного двигателя. Целью изобретения является уменьшение поперечных габаритов двигателя. Поставленная цель достигается тем, что в кинематической цепи заявленного двигателя между силовым рычагом и шатуном установлены промежуточная тяга и угловой рычаг с плечами, расположенными под углом одно относительно другого, а ось вращения кривошипа установлена параллельно оси цилиндра, причем шарниры шатуна выполнены с возможностью его качения в двух пересекающихся плоскостях, второе плечо силового рычага соединено с первым плечом углового рычага посредством промежуточной тяги, а второе плечо углового рычага с шатуном. Цель достигается также тем, что двигатель может быть снабжен дополнительной идентичной цилиндро-поршневой группой, установленной параллельно первой группе, а силовой рычаг дополнительным плечом, расположенным симметрично первому его плечу относительно оси качания рычага и связанным с поршнем дополнительной группы. Цель достигается также тем, что двигатель может быть снабжен дополнительным идентичным механизмом преобразования, расположенным симметрично первому механизму относительно поперечной плоскости цилиндра, а в последнем размещен второй встречно движущейся поршень с образованием общей с первым поршнем камеры переменного объема, при этом второй поршень связан с силовым рычагом дополнительного механизма, а кривошипы обоих механизмов соединены между собой при помощи промежуточного вала. Цель достигается также тем, что промежуточный вал может быть соединен с кривошипами при помощи муфт. Цель достигается также тем, что плоскость качения углового рычага может быть расположена в плоскости, пересекающей плоскость качения силового рычага, а промежуточная тяга при этом снабжена шарнирами с двумя степенями свободы. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена кинематическая схема заявленного двигателя; на фиг. 2 то же, вариант с двумя параллельными цилиндрами; на фиг. 3 то же, вариант с двухкривошипным валом и симметричным расположением механизмов; на фиг. 4 то же, вариант с расположением силового и углового рычагов в различных плоскостях качания. Двигатель содержит корпус 1, цилиндр 2, размещенный в нем поршень 3, силовой рычаг 4 с плечами 5 и 6, который установлен на оси 7 в корпусе 1, кривошип 8, ось вращения которого параллельна оси цилиндра 2, и шатун 9, снабженный шарнирами 10. В кинематической цепи между силовым рычагом 4 и шатуном 9 установлены промежуточная тяга 11 с шарнирами 12 и угловой рычаг 13 с плечами 14 и 15, расположенными под углом одно относительно другого, а ось вращения кривошипа 8 установлена параллельно оси цилиндра 2, причем шарниры 10 шатуна 9 выполнены с возможностью его качения в двух пересекающихся плоскостях, например, сферическими или карданными, первое плечо 5 силового рычага 4 связано с поршнем 3, например, при помощи шатунной тяги 16, второе его плечо 6 соединено с первым плечом 14 углового рычага 13 посредством промежуточной тяги 11, а второе плечо 15 углового рычага 13 соединено с шатуном 9 при помощи шарнира 10. Двигатель может быть снабжен дополнительной идентичной цилиндро-поршневой группой, установленной параллельно первой группе, а силовой рычаг 4 снабжен дополнительным плечом 17, расположенным симметрично первому его плечу 5 относительно оси 7 качания рычага 4 и связанным с поршнем 18 дополнительной группы. Двигатель может быть снабжен дополнительным идентичным механизмом преобразования, расположенным симметрично первому механизму относительно поперечной плоскости цилиндра 2, а в последнем размещен второй встречно движущийся поршень 19 с образованием общей с первым поршнем 3 камеры 20 переменного объема, при этом поршень 19 связан с силовым рычагом 21 дополнительного механизма, а кривошипы 8 и 22 обоих механизмов соединены между собой при помощи промежуточного вала 23. Промежуточный вал 23 может быть соединен с кривошипами 8 и 22 при помощи муфт 24. Плоскость качения углового рычага 13 может быть расположена под углом к плоскости качения силового рычага 4, а шарниры 12 промежуточной тяги 11 должны быть выполнены при этом с двумя степенями свободы, например, сферическими или карданными. Описываемый двигатель работает следующим образом. В первом варианте выполнения возвратно-поступательное движение поршня 3 в цилиндре 2 преобразуется в качание силового рычага 4, передающего качание угловому рычагу 13 при помощи промежуточной тяги 11. Качание углового рычага 13 преобразуется при помощи шатуна 9 во вращение кривошипа 8. Выполнение шарниров 10 шатуна 9 с двумя степенями свободы, а также расположение плеч 14 и 15 рычага 13 под углом позволяет разместить ось вращения кривошипа 3 параллельно оси цилиндра 2. Такая конструкция двигателя оптимальна с точкой зрения достижения минимального поперечного его сечения, то есть "лба" двигателя, имеющего особенно важное значение для авиационных двигателей. Установка дополнительной параллельной цилиндро-поршневой пары позволяет снизить нагрузки в кривошипно-шатунном механизме за счет взаимного уравновешивания на силовом рычаге 4 газовой силы одного цилиндра инерционной силой другого цилиндра. Полное уравновешивание двигателя осуществляется в компоновке двух цилиндров с размещенными в них встречно движущимися поршнями 19. В таком варианте выполнения движение поршней преобразуется при помощи двух идентичных механизмов во вращение общего двухкривошипного вала, как, например, в широко известных схемах двигателей с качающимися шайбами. Наличие муфт 24, соединяющих промежуточный вал 23 с кривошипами 8 и 22, позволяет снизить требования к точности выполнения и сборки деталей двигателя, а также дает возможность простыми операциями изменить угловое смещение кривошипов друг относительно друга, в зависимости от реализуемого в цилиндрах рабочего процесса. Именно при такой компоновке возможно достижение минимального "лба" двигателя летательного аппарата. За счет изменения взаимного расположения плоскостей качания двух рычагов (4 и 13) возможно оптимальное размещение оси вращения кривошипа в любом месте относительно корпуса двигателя в зависимости от конкретного места его установки на транспортном средстве. Таким образом предложено техническое решение позволяет расширить компоновочные возможности поршневых двигателей при использовании простых, надежных и отработанных в двигателе-строении элементов и узлов. При этом возможно получение большого количества вариантов относительного расположения узлов двигателя в зависимости от требований и условий эксплуатации. Источники информации 1. А.С. Орлин и др. Комбинированные двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа. М. "Машиностроение", 1980, с. 32. 2. Патент Франции N 1231014, НКИ F 02 B, 75/32 опуб. 1960.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Рычажный аксиальный двигатель, содержащий корпус по меньшей мере один цилиндр, размещенный в нем поршень, силовой рычаг, установленный на оси в корпусе, кривошип, и связанный с ним шатун, снабженный шарнирами, причем первое плечо силового рычага кинематически связано с поршнем, а второе с шатуном, отличающийся тем, что в кинематической цепи между силовым рычагом и шатуном установлены промежуточная тяга и угловой рычаг с плечами, расположенными под углом относительно друг друга, а ось вращения кривошипа установлена параллельно оси цилиндра, причем шарниры шатуна выполнены с возможностью его качания в двух пересекающих плоскостях, второе плечо силового рычага соединено с первым плечом углового рычага посредством промежуточной тяги, а второе плечо углового рычага с шатуном. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной идентичной цилиндропоршневой группой, установленной параллельно первой группе, а силовой рычаг снабжен дополнительным плечом, расположенным симметрично первому его плечу относительно оси качания рычага и связанным с поршнем дополнительной группы. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным идентичным механизмом преобразования, расположенным симметрично первому механизму относительно поперечной плоскости цилиндра, а в последнем размещен второй встречено движущийся поршень с образованием общей с первым поршнем камеры переменного объема, при этом второй поршень связан с силовым рычагом дополнительного механизма, а кривошипы обоих механизмов соединены между собой при помощи промежуточного вала. 4. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что промежуточный вал соединен с кривошипами при помощи муфт. 5. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что плоскость качания углового рычага расположена в плоскости, пересекающей плоскость качания силового рычага, а промежуточная снабжена шарнирами с двумя степенями свободы.

www.freepatent.ru

Двигатель внутреннего сгорания с рычажным механизмом привода

Изобретение относится к области механики. Технический результат заключается в возможности создания двигателя с рычажным механизмом привода. Согласно изобретению двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршни и коленчатый вал, помимо ведущего коленчатого вала дополнительно содержит вспомогательный и ведомый коленчатые валы с кривошипами, имеющими одинаковые радиусы вращения. При этом к отдельному кривошипу ведущего коленчатого вала крепится рычаг, к другому концу которого крепится под углом 90° толкатель, передающий усилие на вспомогательный вал, а рядом с ним точно также крепится толкатель ведомого вала. Рычаг жестко соединен с толкателем вспомогательного вала посредством одной или двух штанг, установленных под углом <90°. Кроме того, ведущий и ведомый валы соединяются между собой шестеренной или цепной передачей, образующей обратную связь. 3 ил.

 

Изобретение относится к области механики.

В основе конструкции применяется двигатель внутреннего сгорания (ДВС), впервые изобретенный Карлом Бенсом в начале 80-х годов 19 века. Почти одновременно с этим в Германии в 1883 году Готлиб Даймлер собрал горизонтальный двигатель с воздушным охлаждением. Он делал 900 оборотов в минуту и представлял собой первый агрегат с такой большой скоростью вращения, предназначавшийся для автомобиля.

Технический результат заключается в создании двигателя с рычажным механизмом привода.

Согласно изобретению двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршни и коленчатый вал, помимо ведущего коленчатого вала дополнительно содержит вспомогательный и ведомый коленчатые валы с кривошипами, имеющими одинаковые радиусы вращения. При этом к отдельному кривошипу ведущего коленчатого вала крепится рычаг, к другому концу которого крепится под углом 90° толкатель, передающий усилие на вспомогательный вал, а рядом с ним точно также крепится толкатель ведомого вала. Рычаг жестко соединен с толкателем вспомогательного вала посредством одной или двух штанг, установленных под углом<90°. Кроме того, ведущий и ведомый валы соединяются между собой шестеренной или цепной передачей, образующей обратную связь.

Изобретение поясняется чертежами фиг.1 и фиг.2(а, б), где изображено следующее:

На фиг.1 - общий вид ДВС и рычажного механизма.

На фиг.2 - принципиальная схема двигателя.

На фиг.3 - вариант общей компоновки двигателя.

Поршни ДВС совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах, которые могут иметь любое необходимое расположение, например под углом 180° друг к другу, или только в один ряд. Поршни ДВС связаны шатунами с кривошипами ведущего коленчатого вала 1. Помимо ведущего коленчатого вала 1 двигатель дополнительно содержит ведомый коленчатый вал 2 и вспомогательный коленчатый вал 3. При этом кривошипы ведомого 2 и вспомогательного 3 коленчатых валов имеют одинаковые радиусы вращения, а кривошип ведущего вала 1 может быть выполнен больше кривошипов ведомого 2 и вспомогательного 3 коленчатых валов примерно в 2 раза. Три коленчатых вала (ведущий 1, ведомый 2 и вспомогательный 3) соединены рычагом 4. К ведущему валу 1 рычаг 4 крепится непосредственно к кривошипу в точке А. Усилие от рычага 4 на ведомый 2 и вспомогательный 3 валы передается с помощью толкателей 5, которые шарнирно закреплены под углом 90° к рычагу 4 в точке В для ведомого вала 2 и в точке С для вспомогательного вала 3. При этом расстояние ВС рычага должно быть примерно в два или более раз меньше, чем расстояние АС. Для исключения проворачивания толкателя 5 вспомогательного вала 3 вокруг точки С он жестко крепится к рычагу 4 одной или двумя упорными штангами 6, установленными под углом <90°. Пунктиром на фиг.1 показаны возможные варианты установки вышеуказанных деталей. В конструкции предусматривается возможность применения обратной связи 7 между ведущим 1 и ведомым 2 коленчатыми валами, которая может быть выполнена, например в виде шестеренной или цепной передачи с использованием фрикционных, центробежных или др. муфт. Причем крутящий момент должен передаваться только от ведомого вала 2 к ведущему валу 1.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршни и коленчатый вал, отличающийся тем, что он помимо ведущего коленчатого вала дополнительно содержит вспомогательный и ведомый коленчатые валы с кривошипами, имеющими одинаковые радиусы вращения, при этом к отдельному кривошипу ведущего коленчатого вала крепится рычаг, к другому концу которого крепится под углом 90° толкатель, передающий усилие на вспомогательный вал, а рядом с ним точно также крепится толкатель ведомого вала, рычаг жестко соединен с толкателем вспомогательного вала посредством одной или двух штанг, установленных под углом <90°, а ведущий и ведомый валы соединяются между собой шестеренной или цепной передачей, образующей обратную связь.

www.findpatent.ru

Рычажно-кулачковый механизм двигателя внутреннего сгорания

 

Целью предлагаемой конструкции является снижение мощности потребляемой рычажно-кулачковым механизмом, приводящим в действие нажимные дорожки на шатунную ось двигателя, что ведет к увеличению выходных характеристик двигателя внутреннего сгорания.

Цель достигается конструкцией состоящей из кулачка, имеющего кинематическую связь с продольным валом двигателя, и имеющим возможность воздействовать на качающийся рычаг с эвольвентным рабочим профилем, который имеет возможность воздействовать на свободно перемещающийся, двухпрофильный кулачок, который, в свою очередь, имеет возможность воздействовать на эвольвентный сектор, установленный в оси направляющей с нажимными дорожками.

Имеется двигатель внутреннего сгорания, состоящий из цилиндропоршневой группы, головки двигателя с камерой сгорания, механизма газораспределения, систем смесеобразования, топливоподачи, смазки и охлаждения, шатуна, продольного вала, по меньшей мере, кривошипа, имеющего возможность вращаться в круговой дорожке, опираясь на нее двумя опорными роликами, с возможностью снятия крутящего момента с кривошипа муфтой или планетарной передачей, с возможностью прикладывать, при этом к кривошипу только момент сопротивления, а шестерня полумуфты, установленная в картере на опоре качения, или шестерня планетарной передачи имеет возможность входить в зацепление с шестерней продольного вала, отличающейся тем, что диаметр окружности вращения оси шатунной шейки, шатунной оси прямой или коленчатой, не вращающейся или вращающейся относительно кривошипа в круговой дорожке, меньше диаметра окружности вращения осей опорных роликов кривошипа в круговой дорожке и на конце продольного вала двигателя установлен механизм увеличения крутящего момента, состоящий из ведущего кривошипа, установленного на продольном валу двигателя и ведомого кривошипа, имеющего возможность вращаться в круговой дорожке опираясь на нее двумя опорными роликами с возможностью снятия крутящего момента с ведомого кривошипа муфтой с возможностью прикладывать при этом, к кривошипу только момент сопротивления

пары сил. (см. Двигатель внутреннего сгорания» Патент «№2803431, 7 F 02 B75/32 от 03.11.2000 г.)

Недостаток: не вся длина кривошипа участвует в создании полезного момента, увеличение длины кривошипа за счет переброса шатунной шейки на больший диаметр окружности вращения увеличивает скорость поршня.

Наиболее близким аналогом является двигатель внутреннего сгорания, состоящий из цилиндропоршневой группы, головки двигателя с камерой сгорания, механизма газораспределения, систем смесеобразования, топливоподачи, смазки и охлаждения, шатуна, продольного вала, по меньшей мере, кривошипа, имеющего возможность вращаться в круговой дорожке, опираясь на нее двумя опорными роликами, с возможностью снятия крутящего момента с кривошипа муфтой или планетарной передачей, с возможностью прикладывать, при этом к кривошипу только момент сопротивления, а шестерня полумуфты, установленная в картере на опоре качения или шестерня планетарной передачи имеют возможность входить в зацепление с шестерней продольного вала, причем диаметр окружности вращения оси шатунной шейки меньше диаметра окружности вращения осей опорных роликов кривошипа в круговой дорожке, а шатунная ось коленчатая, имеющая возможность вращаться относительно кривошипа в круговой дорожке, отличающейся тем, что коленчатая шатунная ось имеет щеки в виде Г- образного коромысла, на конце одного рычага, которого, закреплена непосредственно, шатунная шейка, на конце второго рычага, в осях, установлены ролики, на которые, на наиболее эффективных углах рабочего такта, возможно воздействие ступеней многоступенчатых, или одноступенчатых, нажимных дорожек, имеющих привод от продольного вала двигателя, причем, ступень, имея возможность

воздействовать на ролик силой, не должна иметь возможность кривизной своей образующей поверхности создавать составляющую силы воздействия, направленную против тангенциальной силы, причем на углах рабочего такта, где отсутствует воздействие ступеней нажимных дорожек, шатунная ось имеет возможность опираться на упор установленной на оси опорного ролика кривошипа, являющийся осью вращения самой шатунной оси, с возможностью работать как коленчатая не вращающаяся ось, с возможностью прикладывать к кривошипу в круговой дорожке отрицательный крутящий момент, обусловленный консольным приложением тангенциальной силы относительно оси опорного ролика, с возможностью, при этом, создавать полезный крутящий момент только частью длины кривошипа, на углах рабочего такта, под возможным воздействием ступеней нажимных дорожек, шатунная ось имеет возможность отойти от упора на оси опорного ролика, при этом, отрицательный момент, прикладываемый к кривошипу, имеет возможность перейти в дополнительный положительный крутящий момент, так как тангенциальная сила получает возможность создавать полезный крутящий момент всей длиной кривошипа в круговой дорожке, причем сила воздействия ступени нажимной дорожки на ролик шатунной оси имеет возможность, по геометрическим законам строить силу, которая в свою очередь имеет возможность создавать на кривошипе вторую дополнительную составляющую положительного крутящего момента, плечом равным всей длине кривошипа, причем суммарный дополнительный положительный крутящий момент имеющий возможность прикладываться к кривошипу должен быть больше крутящего момента, имеющего возможность расходоваться на привод ступеней нажимных дорожек, причем ось шатунной шейки имеет возможность оставаться на диаметре окружности

вращения оси шатунной шейки (см. Двигатель внутреннего сгорания» заявка №2004112 487/06 (013433), 7 F 02 B 75/32 от 23.04.2004 г. Недостаток: предложенная схема рычажно-кулачкового механизма для привода направляющих с нажимными ступенями забирает кулачковым валом существующую часть дополнительной мощности двигателя, получаемой при воздействии нажимных дорожек на шатунную ось.

Целью предлагаемой конструкции является снижение мощности потребляемой рычажно-кулачковым механизмом, приводящим в действие нажимные дорожки на шатунную ось.

Названная цель достигается конструкцией двигателя, у которого сохраняются все признаки основного аналога. Рычажно-кулачковый механизм для привода нажимных дорожек состоит из кулачка, установленного на валу, который через систему шестерок имеет кинематическую связь с продольным валом двигателя. Кулачок имеет возможность воздействовать на качающийся рычаг. Который имеет возможность приводить в движение направляющую с нажимными дорожками.

Новым является то, что качающийся рычаг с эвольвентным рабочим профилем имеет возможность воздействовать на имеющий возможность свободно перемещаться по направлению рабочей силы, кулачок, который, в свою очередь, имеет возможность воздействовать на эвольвентный сектор, установленной в оси направляющей с нажимными дорожками. Кулачок может иметь угловую скорость больше угловой скорости кривошипа в круговой дорожке аналога.

На фиг.1 показан поперечный разрез двигателя с конструкцией рычажно-кулачкового механизма.

На фиг 2 показана силовая схема рычажно-кулачкового механизма.

Конструкция рычажно-кулачкового механизма состоит из кулачка 2, установленного на валу 3. Вал 3 с помощью установленной на нем шестерни 20 входит в зацепление с шестерней 1, установленной на валу 21. Причем кулачок 2 может иметь угловую скорость вращения больше угловой скорости вращения кривошипа в круговой дорожке. Для четырехтактного двигателя в целях срабатывания механизма только во время рабочего такта угловая скорость вала 21 с шестерней 1 должна быть в два раза меньше угловой скорости вала 3 с кулачком 2 и шестерней 20, при этом диаметр делительной окружности шестерни 1 в два раза больше диаметра делительной окружности шестерни 20, а зубья должны быть нарезаны только на половине длины делительной окружности шестерни 1. Вал 21 имеет кинематическую связь с продольным валом 19 двигателя. Конструкция привода вала 3 с кулачком 2 должна иметь возможность включать вращение кулачка в строго определенном угловом положении кривошипа в круговой дорожке аналога и только во время рабочего такта (фиг.1)

Кулачок 2 при вращении имеет возможность воздействовать на качающийся в оси 7 рычаг 5. В нерабочем положении рычаг 5 с помощью пружины 6 имеет возможность фиксироваться на упоре 8. Рычаг 5 имеет эвольвентный рабочий профиль, построенный на базе эволюты малого радиуса dp\2 (фиг.2). Причем отношение радиуса эволюты к радиусу кривизны эвольвенты равное tg2 величина маленькая. Угол 2- также величина маленькая.

Рычаг 5 рабочим эвольвентным профилем имеет возможность воздействовать на профиль описанный большим радиусом R2 кулачка 9, имеющего возможность свободно перемещаться вдоль оси х-х. Кулачок 9 спрофилирован двумя диаметральными радиусами R1 и R 2 из одной оси 10, являющейся осью подшипника

вращения кулачка. Ось 10 закреплена на конце звена 11, имеющего возможность свободно вращаться вокруг оси 12. Ось 10 с кулачком 9 имеет возможность свободно перемещаться вдоль оси х-х, в пределах хода нажимных дорожек аналога, благодаря перпендикулярному положению звена 11 относительно оси х-х. Пружина 13 имеет возможность фиксировать кулачок 9 на упоре 14В свою очередь кулачок 9 профилем описанным малым радиусом R1 имеет возможность воздействовать на эвольвентный сектор 15, построенный на эволюте радиусом dc/2. Причем отношение радиуса эволюты к радиусу кривизны эвольвенты сектора равное tg1 величина большая чем у рычага 5. tg1>tg2, 1>2, сектор 15 имеет возможность вращаться в оси 16, закрепленной на направляющей 4. Пружина 17 имеет возможность прижимать сектор 15 у к упору 18.

Во время рабочего такта кулачок 2 с помощью своих подъемов имеет возможность воздействовать на рычаг 5 усилием S, рычаг 5, в свою очередь, имеет возможность начать воздействовать на поверхность радиусом R 2 кулачка 9 нормальной силой F2 и окружной силой Т2 или силой n 2 (рис.2). Должно выполняться следующее неравенство: S аF2 dp/2. Так как угол 2 величина маленькая и плечо а соизмеримо с радиусом кривизны эвольвенты рычага, 5 при действии небольшой по величине силе S можно создать большое усилие N2, имеющее возможность толкать кулачок 9 вдоль оси х-х. С учетом потребления кулачковым валом 3 небольшой мощности, осевую подачу кулачка 9 необходимо закладывать меньше хода направляющей 4 с нажимными ступенями. При построении силовой схемы необходимо чтобы сила Т2 была меньше силы трения между рычагом 5 и кулачком 9. Т2fтр2. F2, т.е. tg2fтр2, где fтр2 - коэффициент трения скольжения пары: рычаг 5 - кулачок 6.

При воздействии рычага 5 на кулачок 9, кулачок поверхностью радиусом R1 получает возможность начать воздействовать на эвольвентный сектор 15 нормальным усилием F 1 и окружным усилием T1 или силой N1 поворачивая его вокруг оси 16. Линии mо и no - нормали контактирующих поверхностей.

В статическом состоянии сила N1=N2 . На силовой схеме (фиг.2) показаны силы действующие со стороны рычага 5 и сектора 15 на кулачок 9 и условия уравновешивания этих сил. У эвольвентного сектора 15 радиус эволюты dc/2, угол 1 и tg1 подбираются из условия создания возможного дополнительного осевого перемещения сектора 15 с осью 16 вдоль оси х-х с целью возможности получения нужного хода направляющей4. Все вышеуказанные герметические параметры зависят от коэффициента трения скольжения fтр1 между кулачком 9 и сектором 15. Для возможности получения большего дополнительного осевого хода и большего силового выигрыша необходимо чтобы fтр 1, 1, tg1 были больше fтр 2, 2 и tg 2. Соответственно окружная сила T 1 будет больше Т2. Чтобы кулачок 9 имел возможность выполнять свою работу, необходимо чтобы радиус R1 был меньше радиуса R2 и выполнялось условие Т 2·R2T1·R1. При этом необходимо чтобы окружная сила T1fтр1F1, т.е. tg1fтр1.

Преимуществом предлагаемой конструкции является возможность получить необходимый ход ступеней нажимных дорожек аналога и иметь возможность при этом, затратить на данный привод минимальную часть дополнительной мощности создаваемой двигателем. Промежуточный, свободно перемещающийся между рычагом и эвольвентным сектором, кулачок позволяет иметь возможность существенно увеличивать нажимной ход не проигрывая в силе. Для аналога со ступенчатыми нажимными дорожками и малым ходом ступеней конструкция рычажно-

кулачкового механизма имеет возможность сроить существенный силовой выигрыш на двигателе.

Рычажно-кулачковый механизм привода нажимных дорожек двигателя внутреннего сгорания, состоящий из вала кулачка, имеющую кинематическую связь с продольным валом двигателя, кулачка, имеющего возможность воздействовать на качающийся рычаг, отличающийся тем, что качающийся рычаг имеет эвольвентный рабочий профиль с возможностью воздействия этим профилем на двухпрофильный кулачок с возможностью данного кулачка свободно перемещаться по направлению действия силы и с возможностью воздействия, в свою очередь, на эвольвентный сектор, установленный на оси направляющей нажимных дорожек на шатунную ось двигателя.

poleznayamodel.ru

4074 ... 4079 - Механизмы прочих целевых устройств

 

4074 РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ ЛЕТУЧИХ НОЖНИЦ

Верхний нож 1 установлен на ползуне 2, скользящем в направляющих а рамы 7, вращающейся вокруг неподвижной оси A. Ползун 2 приводится в движение от поршня 6, движущегося возвратно-поступательно в неподвижном цилиндре 5, и входящего во вращательную пару В с шатуном 4, в свою очередь входящим во вращательную пару С с ползуном 2. Коромысло 3, вращающееся вокруг неподвижной оси D, входит во вращательную пару С с шатуном 4. При резании материала 9 поршень 6 цилиндра 5 двигается вниз, рама 7 отклоняется по направлению движения разрезаемого материала и ножи 1 и 8 производят разрез. Нож 8 укреплен неподвижно на качающейся раме 7.

4075 РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РОТОРА ТУРБИНЫ ОТ ОСЕВОГО СДВИГА

При осевом сдвиге ротора палец 1, прижимаемый пружиной 2, перемещается вместе с валом и с помощью гайки 3 поворачивает защелку 4 вокруг оси С. При смещении ротора на определенную величину вправо защелка 4 выходит из зацепления с золотником 6, который поднимается вверх под действием пружины 5. При этом окна а золотника закрываются, а окна b открываются, сообщая цилиндр сервомотора автоматического клапана со сливом, в результате чего клапан закрывается и доступ пара в турбину прекращается.

4076 РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ДВУСТОРОННЕЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

При перемещении вправо под воздействием жидкости поршня 1, двигающегося в цилиндре 2, качающемся вокруг неподвижной оси A, вилка 3 поворачивается вокруг неподвижной оси D. При этом муфта 4 передвигается влево посредством шпилек 5 и сухарей 6, удерживающих ее от вращения. Муфта насажена на трубу 7, вращающуюся со шпинделем станка и патроном 8. При перемещении муфты труба 7 перемещается в осевом направлении, скользя во втулках 9 и 10, укрепленных в корпусе станка. На правом конце трубы 7 укреплен кулачковый патрон 8, зажимающий деталь 11. Освобождение детали производится при обратном ходе поршня 1. Подача инструмента для обработки производится через шпиндель токарного станка. Внутри трубы 7 проходит шпиндель 12, на конусе а которого закреплен инструмент для обработки. Подача шпинделя 12 осуществляется рычагом 13, закрепленным на оси В. При перемещении продольного суппорта 15 укрепленный на нем упор d воздействует на стержень 14, поворачивая вилку 13 и осуществляя подачу шпинделя 12. При обратном перемещении продольного суппорта шпиндель 12 отводится в исходное положение действием пружины 16 на стержень 14. Болт b стержня 14 служит для регулировки длины хода шпинделя 12.

4077 РЫЧАЖНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ

При движении стола 1 станка упор а, нажимая на шток 2 поршня 3, передвигает его, благодаря чему жидкость, поступающая по трубе 4, направляется по трубе 5 в нижнюю полость цилиндра 6 и поднимает поршень 7. При этом шарнирно связанные со штоком 8 равные и симметрично расположенные собачки 9 и 10 выводятся из зацепления с двумя равными храповыми колесами 11 и 12, вращающимися вокруг неподвижных осей A, которые поворачиваются с помощью устройства, не показанного на рисунке, на одно деление. Одновременно упор а освобождает шток 2, поршень 3 под действием пружины 13 перемещается вправо, благодаря чему жидкость подается в верхнюю полость цилиндра 6, и собачки 9 и 10 снова фиксируют положение делительных дисков 11 и 12.

4078 РЫЧАЖНО-КУЛАЧКОВЫЙ МЕХАНИЗМ ПУСКОВОГО УСТРОЙСТВА ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Топливо по трубе 1 поступает в камеру 2, в которой находится поплавок 3, воздействующий на игольчатый клапан 4. Из поплавковой камеры топливо поступает через жиклеры 5 и 6 в узкую часть диффузора 7, где происходит образование горючей смеси. В момент пуска горючая смесь должна быть обогащена. Это достигается устройством воздушной заслонки 8 в трубе 10, по которой поступает воздух для смешения с топливом, и дополнительного игольчатого клапана 9. На оси воздушной заслонки 8 укреплен кулачок 11, жестко связанный с рычагом 12 управления. При пуске рычаг 12 поворачивается, воздушная заслонка 8 закрывается, а кулачок 11, воздействуя на рычаг 13, поднимает игольчатый клапан 9. В результате горючая смесь обогащается, так как в диффузор 7 топливо поступает дополнительно через клапан 9 и каналы а и d. На воздушной заслонке установлен автоматический клапан 14. Как только двигатель заведется, разряжение за воздушной заслонкой резко увеличивается и клапан, отходя от заслонки, открывает имеющиеся в ней отверстия b. Благодаря этому в диффузор проходит дополнительный воздух, предотвращающий переобогащение смеси. По мере прогрева двигателя воздушную заслонку постепенно открывают, при этом игольчатый клапан закрывается и смесь обедняется.

4079 РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ ПУСКОВОГО УСТРОЙСТВА ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Топливо по трубе 1 поступает в камеру 2, в которой находится поплавок 3, воздействующий на игольчатый клапан 4. Из поплавковой камеры топливо поступает через жиклер 5 в узкую часть диффузора 6, где происходит смешение его с воздухом, поступающим под давлением через жиклер 19. Качество смеси может меняться в зависимости от взаимного положения дроссельной и воздушной заслонок. На оси воздушной заслонки 8 укреплены рычаги 9 и 10, жестко соединенные друг с другом. Рычаг 9 является рычагом управления. Рычаг 10 соединен тягой 11 с рычагом 12, жестко связанымс кулачком 13. Положение дроссельной заслонки 14 зависит от положения упорного винта 15, касающегося кулачка 13. При пуске воздушную заслонку закрывают, поворачивая рычаг 9 посредством тяги 16, при этом рычаг 10 поворачивается против направления движения часовой стрелки и тяга 11 поворачивает кулачок 13, благодаря чему дроссельная заслонка 14 приоткрывается. Как только двигатель заведется, разряжение за воздушной заслонкой резко увеличивается и клапан 18, отходя от заслонки, открывает имеющиеся в ней отверстия, благодаря чему в диффузор подается дополнительный воздух, предотвращающий переобогащение смеси. По мере прогрева двигателя воздушную заслонку постепенно открывают. Дроссельная заслонка может открываться посредством тяги 17.

azbukametalla.ru

Описание схемы работы машины. Шестизвенный рычажный механизм двигателя. Исходные данные для проектирования

1. Описание схемы работы машины

Автобус (рис.1.1,а) приводится в движение двухцилиндровым двухтактным двигателем 1 через коробку передач 2 и трансмиссию 3.

Шестизвенный рычажный механизм двигателя преобразует возвратно-поступательное движение поршней 3, 5 во вращательное движение кривошипа 1. Передача движения от поршней к кривошипу осуществляется через шатуны 2 и 4. В конце такта расширения открываются выпускные клапаны и продувочные окна и продукты горения удаляются из цилиндра. Продувка цилиндров начинается после поворота кривошипа от НМТ на 60о. После продувки начинается второй такт – сжатие воздуха.

Выпускные клапаны отрываются толкателями кулачковых механизмов (рис.1.1,б) в указанные на циклограмме (рис.1.1,е) моменты времени. Кулачки и кривошип вращаются с одинаковой угловой скоростью. Закон движения толкателя показан на рис.1.1, д.

Движение от кривошипа 1 передается на ведущие колеса автобуса через коробку передач и редуктор 4 заднего моста. Коробка передач состоит из ступени внешнего зацепления za, zb и планетарной передачи z1–H (рис. 1.1, г).

Исходные данные для проектирования приведены в табл. 1.1

При расчетах принять:

1. Масса шатуна 2  ,  , где ,

2. Масса поршня  , масса кривошипа .

3. Центр масс шатуна 2 находится в точке S2: .

4. Моменты инерции звеньев: шатуна 2 , кривошипа 1  .

5. Максимальный угол давления в кулачковом механизме .

6. Момент инерции коромысла относительно его оси вращения Н  .

7. Расчетный модуль зубчатых колес принять m=2 мм.

8. Число сателлитов не менее 3.

Рис. 1.1

Таблица 1.1

Исходные данные к проекту

№ пп

Параметр

Обозна-чение

Размер-ность

Величина

1

Ход поршней 3 и 5

Н3=Н5

м

0,16

2

Отношение длин

3

Диаметр цилиндров

d

м

0,17

4

Частота вращения кривошипа 1

n1

об/мин

3800

5

Коэф. неравномерности вращения кривошипа

0,05

6

Угловая координата расчетного положения

град

210

7

Частота вращения карданного вала

nk

об/мин

600

8

Число зубьев колес

za

 zb

9

 18

9

Приведенный к водилу момент инерции трансмиссии

0,158

10

Угол качания коромысла

град

24

11

Отношение ускорений толкателя

1,3

12

Длина коромысла

м

0,155

13

Масса коромысла

кг

1,7

2. Задачи и методы исследования

Задачами исследования динамики машинного агрегата в крусовом проектировании являются:

1. Динамический синтез машинного агрегата по заданному коэффициенту неравномерности вращения  и определение закона движения ведущего звена (его угловой скорости и углового ускорения).

2. Оценка динамической нагруженности отдельных механизмов и звеньев, входящих в состав машины. Она оценивается величиной и направлением реактивных сил и моментов сил в кинематических парах.

Результаты решения задач динамического синтеза и анализа машинного агрегата являются исходными для определения динамической нагруженности отдельных звеньев машины.

Блок-схема исследования динамики машинного агрегата показана на рис. 2.1. В исследовании выделяют следующие этапы:

1. Исследование динамики машины:

1.1. Определение кинематических характеристик исполнительного механизма. которое включает нахождение крайних положений рабочего органа и соответствующих ему значений обобщенных координат, вычисление функций положений, аналогов скоростей и ускорений для ряда последовательных положений за 1 цикл движения.

1.2. Определение динамических характеристик звена приведения: а) приведенных моментов сил движущих и сил полезного сопротивления;

б) Приведенного момента инерции ().

1.3. Определение закона вращения звена приведения.

2. Динамический анализ исполнительного механизма:

2.1 Кинематический анализ, включающий определение скоростей и ускорений точек и звеньев с учетом полученного закона вращения звена приведения.

2.2. Силовой расчет, целью которого является определение реакций в кинематических парах уравновешивающего момента.

3. Динамический синтез и анализ машины

3.1. Задачи и методы исследования динамики

машинного агрегата

Динамический синтез и анализ машинного агрегата проводится при установившемся движении, когда скорость главного вала машины остается стабильной в определенных пределах.

Задачей динамического синтеза машины является определение постоянной составляющей приведенного момента инерции машинного агрегата  и момента инерции добавочного маховика , при которых изменения угловой скорости звена приведения за цикл установившегося движения не превышают значений, обусловленных коэффициентом неравномерности .

vunivere.ru


Смотрите также