RU2095578C1

RU2095578C1 - Planetary engine-compressor unit

Info

Publication number: RU2095578C1
Application number: RU93014016A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Чикин
Original assignee: Чикин Герман Германович
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1997-11-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; designing of piston engines and compressors. SUBSTANCE: planetary engine-compressor unit has at least one cylinder, two-side piston arranged in cylinder and forming two working chambers and kinematically coupled with crankshaft by means of drive including gears and slider engaging with gears. Secondary compression tubular cylinder is installed in piston, and coaxial plungers, on covers. Crankshaft consists of two halves with planetary gear on each end crank. Shafts with transfer and distribution mechanisms are installed in middle and crankcase spaces of cylinder block. EFFECT: enlarged operating capabilities. 10 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению и представляет новую /бесшатунную/ малогабаритную конструкцию механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. The invention relates to engine building and presents a new / rodless / small-sized design of mechanisms for converting reciprocating motion into rotational motion.

Наиболее близким к изобретению является планетарный мотор-компрессор, содержащий цилиндр с торцевыми крышками и размещенными в них впускными и выпускными клапанами, двусторонний поршень с боковым пазом, расположенный в цилиндре с образованием двух рабочих камер и снабженный ползуном с зубчатой внутренней поверхностью, приводной кривошипный вал, кинематически связанный с поршнем, установленный в подшипниковых узлах и снабженный шестернями, взаимодействующими с ползуном [1]
Недостатками этого мотор-компрессора являются недостаточно высокий ресурс работы, связанный с выходом из строя элементов зубчатого зацепления вследствие высоких ударных нагрузок.Closest to the invention is a planetary motor compressor comprising a cylinder with end caps and inlet and outlet valves located therein, a two-sided piston with a side groove located in the cylinder with the formation of two working chambers and equipped with a slider with a gear inner surface, a crank shaft, kinematically connected with a piston mounted in bearing units and equipped with gears interacting with a slider [1]
The disadvantages of this motor compressor are not a sufficiently high service life associated with the failure of gear elements due to high shock loads.

Задача изобретения устранение этих недостатков и придание мотор-компрессору высокоэкономичных мощностных качеств и уровня большой производительности. The objective of the invention is the elimination of these shortcomings and giving the motor-compressor high-performance power qualities and the level of high productivity.

Задача решена заложенной в основу планетарной системы преобразования закономерности, устанавливающей, что при обкатке внешней окружности внутренней окружностью с диаметром, равным радиусу первой, точки на внутренней окружности совершает возвратно-поступательные движения по прямой линии, походящей через центр внешней окружности. На основании этой закономерности и выполнено в предложенном устройстве зубчатое зацепление, где средний диаметр кривошипной шестерни равен половине среднего диаметра коронной шестерни, что обеспечивает планетарной передаче необходимое жесткое соединение с валом и поршнем, а главное свободу возвратно-поступательного движения за счет параллельной шарнирной опоры кривошипа в солнечное звено. Практически это достигается за счет того, что мотор-компрессор снабжен трубчатым цилиндром вторичного сжатия, эксцентрично установленным в поршне, и двумя плунжерами, соосно закрепленными на крышках и свободными концами размещенными в цилиндре с образованием камер вторичного сжатия, кривошипный вал составлен из одинаковых половин, выполненных со стороны стыковочных концов с глухими центровыми отверстиями для шарнирного соединения стержнем и жестко соединенных на упомянутых концах ведущих шестерен, размещенных с возможностью торцевого контакта через упорный подшипник, а на концевой кривошип каждой половины вала посажена и жестко закреплена планетарная шестерня с расположением средней высоты зубьев по центру вала, состоящая в зацеплении с закрепленным в пазу поршня ползуном и противоположном зацеплению опорном контакте кривошипа через подшипник на его осевом выступе с солнечным звеном, выполненным в виде запрессованного в стенку поршня по оси коронной шестерни штифта. При этом ведомая шестерня выполнена по ширине обеих ведущих шестерен и установлена с возможностью осевого смещения на шлицах утолщенной части выходного вала, содержащего по сторонам долевые канавки для шпонок на валу диаметрально-спаренных распределительных кулачков, охваченных пластинчатыми стенками посаженных на вал, и направляющий стержень коробчатых вилок, а валы с передаточным и распределительным механизмами установлены в серединной и картерной полостях блока цилиндров по линии его разъема, где за гильзами в объемах цилиндров размещены головки и каждая выполнена на поверхности одной торцевой половины с двумя клапанными отверстиями, объединенными скобообразной полостью и полостью на другой половине со спаренными клапанами и рычажно-пружинным механизмом, при этом между упомянутыми полостями в плоскости головки для осевых опор клапанов выполнены под углом радиальные каналы с касательным походом через клапанные отверстия. The problem is solved by the underlying regularity of the planetary transformation system, which establishes that during the running-in of the outer circle with the inner circle with a diameter equal to the radius of the first, the points on the inner circle make reciprocating movements in a straight line that goes through the center of the outer circle. Based on this regularity, gearing was performed in the proposed device, where the average diameter of the crank gear is equal to half the average diameter of the ring gear, which provides the planetary gear with the necessary rigid connection with the shaft and piston, and most importantly the freedom of the reciprocating movement due to the parallel articulated support of the crank sun link. In practice, this is achieved due to the fact that the motor-compressor is equipped with a secondary compression tubular cylinder eccentrically mounted in the piston and two plungers coaxially mounted on the caps and free ends placed in the cylinder with the formation of secondary compression chambers, the crank shaft is composed of identical halves made from the side of the connecting ends with blind center holes for pivoting the shaft and rigidly connected at the said ends of the drive gears, placed with the possibility of ends contact through the thrust bearing, and on the end crank of each half of the shaft, a planetary gear is mounted and rigidly fixed with the average height of the teeth in the center of the shaft, consisting in engagement with the slider fixed in the piston groove and opposite to the bearing contact of the crank through the bearing on its axial protrusion with a solar link made in the form of a piston pressed into the wall along the axis of the pinion of the pinion gear. In this case, the driven gear is made across the width of both drive gears and is axially biased on the slots of the thickened part of the output shaft, which contains lobed grooves for the dowels on the shaft of diametrically paired distribution cams covered by plate walls mounted on the shaft, and a guide rod of box forks and shafts with transmission and distribution mechanisms installed in the middle and crankcase cavities of the cylinder block along the line of its connector, where behind the liners in the cylinder volumes p the heads are positioned and each is made on the surface of one end half with two valve openings combined by a bracket-shaped cavity and a cavity on the other half with paired valves and a lever-spring mechanism, while between the cavities in the plane of the head for axial valve supports radial channels are made at an angle with tangent approach through valve openings.

На фиг.1 в левом цилиндре бокового вида блока показано зубчатое зацепление кривошипа вала с коронной шестерней поршня и контактным его соединением с солнечным звеном, а в правом цилиндре показано устройство головки с размещенными под углом парными клапанами, при этом стрелками показано направление впускного воздушного потока в режиме работы узла на положении компрессора. Изображено соединение валов с шестернями в серединной и картерной полостях половины блока цилиндров. Figure 1 in the left cylinder of the side view of the block shows the gearing of the crank shaft with the crown gear of the piston and its contact connection with the solar link, and in the right cylinder shows the device of the head with angled pair valves, the arrows show the direction of the inlet air flow in operating mode of the unit at the compressor position. The connection of shafts with gears in the middle and crank cavities of half of the cylinder block is shown.

На фиг.2 тот же механизм той же половины блока изображен в плане в момент противоположной установки поршней в МТ с показом стрелками процесса заполнения верхнего цилиндра и торцевое соединение поршня с головкой нижнего цилиндра, при этом пунктиром отмечено размещение в поршне трубчатых цилиндров на расстоянии прохода опорного штифта. In Fig. 2, the same mechanism of the same half of the block is shown in plan at the time of opposite installation of the pistons in the MT with the arrows showing the process of filling the upper cylinder and the end connection of the piston with the head of the lower cylinder, while the dotted line indicates the placement of tubular cylinders in the piston at a distance of the reference the pin.

На фиг. 3 блок цилиндров показан со стороны разъема и соединения с кожухом полуоси, а шестеренчатый планетарный механизм во взаимосвязи с поршнем, кривошипом и шестернями валов, их распределительными кулачками с прямолинейным и наклонным размещением штоков, при этом поперечные щели цилиндра, трубчатый цилиндр поршня и кулачки выходного вала отмечены пунктирами. In FIG. 3, the cylinder block is shown from the side of the connector and the connection with the axle shaft housing, and the gear planetary mechanism in conjunction with the piston, crank and gears of the shafts, their distribution cams with rectilinear and inclined placement of the rods, while the transverse slots of the cylinder, the tubular cylinder of the piston and the cams of the output shaft dotted.

На фиг.4 изображено устройство маятниковой ведущей оси с размещенными на внутренних концах полуосей мотор-компрессорами, соединенными трубопроводами с парогазовым реактором в охвате впускными и выпускными коллекторами и стойками, закрепленными на днище кузова, где днище и пневмобаллон отмечены пунктиром. Figure 4 shows the arrangement of a pendulum drive axle with motor compressors located at the inner ends of the axle shafts, connected by pipelines to a combined cycle gas turbine inlet and exhaust manifolds and struts fixed to the underbody, where the bottom and air tank are marked with a dotted line.

Детали устройства смонтированы группами на валах, в поршне и головках цилиндров и собраны группами в половинах блока. Parts of the device are mounted in groups on shafts, in the piston and cylinder heads and are assembled in groups in half the unit.

Кривошипный вал составлен из одинаковых половин 1, выполненных со стороны стыковочных концов с глухими центровыми отверстиями для шарнирного соединения стержнем 2. Со стороны этих концов вал выполнен со шпоночными канавками 3, а с противоположных концов с коленами, содержащими кривошипы 4 с соосными выступами 5 на торцах и диаметральные им противовесы 6. На кривошипы посажены и жестко закреплены планетарные шестерни 7 с расположением средней высоты зубьев по центру вала, а на их осевые выступы посажены подшипники 8 для противоположного зацеплению опорного контакта с солнечным звеном. На половинах вала установлены в шпоночном соединении эксцентриковые кулачки 9 механизма распределения по цилиндрам поступающего из реактора парогазового давления, а за ними радиально-упорные подшипники 10. На концах вала жестко закреплены ведущие шестерни 11, имеющие на обращенных друг к другу сторонах серединные и окружные проточки, где в середине запрессованы обоймы промежуточного упорного подшипника 12, а на окружных установлено с зазором синхронизаторное кольцо 13, выполненное с эксцентричным внутренним контуром и радиальным в утолщенной части выступом 15, для которого каждая ведущая шестерня на оставленной от проточек кромке 14 имеет одинарную радиальную прорезь с совпадением прорезей шестерен при установке кривошипов вала под углом 160^o /для смещения МТ поршней/. Выходной /ведомый/ вал 16 выполнен со шлицевым утолщением 17 и по обе стороны от него со шлицевым утолщением 17 и по обе стороны от него со шпоночными канавками для шпонок, подвижных на валу диаметрально спаренных распределительных кулачков 18, имеющих возможность смещения 19 на толщину одного и обоих кулачков. С обеих сторон кулачки охвачены пластинчатыми стенками коробчатых вилок 20, которые свободно посажены на вал и направляющий стержень 21 с возможностью прохода между контактными концами штоков и соединены тросами с рычагом перевода цилиндро-поршневых механизмов на силовые и компрессорные режимы работы, а также на обратное вращение. С концов на выходной вал запрессованы радиально-упорные подшипники 22, а на шлицах его утолщенной части установлена с возможностью осевого смещения ведомая шестерня 23, выполненная по ширине обеих ведущих шестерен и имеющая по середине кольцевую проточку для вилки 24 перевода управления зацеплением с одной или двумя ведущими шестернями, посаженной на направляющий стержень 25.The crank shaft is made up of identical halves 1 made on the side of the connecting ends with blind center holes for articulation by a rod 2. On the side of these ends, the shaft is made with keyways 3, and on the opposite ends with knees containing cranks 4 with coaxial protrusions 5 at the ends and diametrical counterweights 6. Planetary gears 7 with the average height of the teeth in the center of the shaft are mounted on the cranks and rigidly fixed, and bearings 8 for the opposite pinion are mounted on their axial protrusions contact support contact with the solar link. On the halves of the shaft, eccentric cams 9 of the distribution mechanism for the cylinders of the gas-vapor pressure coming from the reactor are installed in the keyway, followed by angular contact bearings 10. At the ends of the shaft, pinion gears 11 are fixed, having middle and circumferential grooves facing each other, where in the middle the cages of the intermediate thrust bearing 12 are pressed in, and on the circumference, a synchronization ring 13 is installed with a gap, made with an eccentric inner contour and radial in the thicker of this part by a protrusion 15, for which each pinion gear on the edge 14 left from the grooves has a single radial slot with the coincidence of the slotted gears when installing the crank shaft at an angle of 160 ^o / to offset the MT pistons /. The output / driven / shaft 16 is made with a spline thickening 17 and on both sides of it with a spline thickening 17 and on both sides of it with keyways for dowels movable on the shaft of diametrically paired distribution cams 18 having the ability to bias 19 by the thickness of one and both cams. On both sides, the cams are covered by the plate walls of the box forks 20, which are freely mounted on the shaft and the guide rod 21 with the possibility of passage between the contact ends of the rods and are connected by cables to the lever for transferring the cylinder-piston mechanisms to power and compressor operating modes, as well as to reverse rotation. Finally, angular contact bearings 22 are pressed onto the output shaft, and on the slots of its thickened part, the driven gear 23 is mounted axially biased, made across the width of both drive gears and having an annular groove in the middle for the fork 24 for engaging control gears with one or two gears gears mounted on the guide rod 25.

Кривошипный вал установлен на подшипниках в стенках серединной полости 26 разъемного в плоскости валов блока с проходом коленами в пазы 27 поршней, поперечно размещенных по сторонам цилиндров 28, где последние выполнены с обращенными друг к другу внешними долевыми выступами 29. Проход вала осуществлен через боковые в стенках цилиндрические проемы 30, в которых могут быть установлены дополнительные радиальные подшипники вала. Серединная полость блока сообщена с полостью 31 картерной его части 32, в которой установлен на подшипниках выходной вал, где на выходе картерная часть, выполненная с направленными к головкам приливами 33, имеет фланец для соединения мотор-компрессора с кожухом 34 полуоси. С торца в цилиндры соединенных половин блока установлены керамические гильзы 35, изготовленные с наружными бортиками 36 для уменьшения теплопотерь, и боковыми приливами 37, размещенными в упомянутых долевых выступах цилиндров и имеющими глухие каналы 38, сообщенные через боковые окна 39 с объемами. В канале каждой гильзы установлен помповый клапан 40, выполненный со стороны головки цилиндра со скосом 41 для уменьшения сопротивления напорного впуска и эксцентрично соединенный со стороны торцевой стенки канала с проходящим через ее соосное отверстие штоком 42, имеющим со стороны эксцентрикового кулачка кривошипного вала перпендикулярную лапку 43. The crank shaft is mounted on bearings in the walls of the middle cavity 26 of a block that is detachable in the plane of the shafts with the elbows in the grooves of the 27 pistons transversely spaced on the sides of the cylinders 28, where the latter are made with external lobes 29 facing each other. The shaft passes through the side walls cylindrical openings 30 in which additional radial shaft bearings can be mounted. The middle cavity of the block is in communication with the cavity 31 of its crankcase part 32, in which the output shaft is mounted on bearings, where the crankcase, made with tides 33 directed to the heads, has a flange for connecting the motor-compressor with the axle housing 34. Ceramic sleeves 35 are made from the ends into the cylinders of the connected halves of the block; they are made with external sides 36 to reduce heat loss and side tides 37 located in the said lobes of the cylinders and having blind channels 38 communicated through the side windows 39 with volumes. A pump valve 40 is installed in the channel of each sleeve, made on the side of the cylinder head with a bevel 41 to reduce the resistance of the pressure inlet and eccentrically connected on the side of the channel end wall with a rod 42 passing through its coaxial hole and having a perpendicular tab 43 on the side of the cam shaft of the crank shaft.

С этой же стороны канал для свободного хода помпового клапана и его смазки сообщен магистралью 44 с серединной полостью блока. В пазу каждого двустороннего поршня 45 закреплен ползун 46, состоящий в зацеплении с планетарной шестерней кривошипа, где зубчатое зацепление выполнено с опорным контактом подшипника кривошипа в запрессованный в стенку поршня между трубчатыми цилиндрами 47 штифт 48, который размещен по центру ползуна 46. Цилиндрические участки поршня на уровне размещенного в его пазу противовеса выполнены с внутренними полостями 49, а снаружи снабжены беззазорными компрессионными 50 и маслосъемными 51 кольцами. Долевое крепление ползуна 46 выполнено с торцевых сторон поршня болтами 52, где углубленные в гнезда их головки закрыты заподлицо с поршнем стаканообразными заглушками 53. Трубчатые цилиндры поршней выполнены снаружи с продольными канавками 54, сообщенными с полостями пазов через отверстия 55 в стенках поршней, и кольцевыми на уровне отверстий канавками, а на закрытых втулочными заглушками 56 выходящих из поршней концах с отверстиями 57 в канавках для смазки плунжеров 58, установленных с возможностью радиальных смещений в крышках цилиндров. Торцевые стенки керамических гильз соединены с керамическими головками 59, размещенными в концевых объемах цилиндров заподлицо с торцами. В отдельности головка выполнена с аналогичным гильзе боковым приливом 60 и сквозным в нем каналом 61 несколько меньшего диаметра для ограничения хода помпового клапана, имеет размещенные на одной торцевой половине два клапанных отверстия, объединенных с внешней стороны скобообразной полостью 62, сообщенной средней частью с окном 63 в боковой стенке цилиндра, и в полости другой торцевой половины клапанные механизмы. По центру образованного скобообразной полостью цилиндрического участка 65 головки со стороны объема цилиндра выполнено углубление 66 с отверстием для входа конца трубчатого цилиндра поршня и выхода нарезного конца его плунжера. Между упомянутыми полостями в плоскости головки выполнены под углом радиальные каналы с касательным их проходом через клапанные отверстия, а в каналах шарнирно установлены осевые опоры 67 клапанов, где каждая опора имеет поперечное и осевое /нарезное/ отверстия. Устройство клапанов одинаково. Каждый содержит тарелку 68 с демпфирующей со стороны поршня пластиной 69 и гнездом со стороны крышки со сменным в нем диском 70, выполненным со сферическим углублением для контакта с шаровым шарниром 71, имеющим скрестные большое и малое отверстия. Шарнир установлен между диском и сферическим колпачком 72, выполненным с радиальными краями 73 и прорезью от края к вершине, при этом на краях колпачка размещены отверстия для крепления к тарелке болтами 74, взаимодействующими с промежуточной фрикционной прокладкой 75. Стержень 76 клапана установлен проточенным концом в поперечном отверстии осевой опоры с выходом в скобообразную полость головки и креплением конца в отверстиях шарового шарнира шпильками 77, а в осевой опоре стержень закреплен болтом 78. Центровой канал стержня сообщен за осевой опорой с отверстием 79, выходящим в полость 80. Приводной конец 81 стержня за осевой опорой утолщен, имеет плоский продольный и противоположный криволинейные срезы, для прижимного контакта с площадкой 82 маятникового рычага 83, установленного на оси 84 в полости головки, и его демпфирующего диска 85, выполненного заодно с проходящим в запрессованной в площадку рычага втулке 87 штоком 86. С противоположной стороны между этой же площадкой и навернутой на резьбовой конец штока гайкой 88, а также между площадкой и крышкой цилиндра размещены одна в другой спиральные пружины 89 и 90. On the same side, the channel for free running of the pump valve and its lubrication is communicated by line 44 with the middle cavity of the block. In the groove of each two-sided piston 45, a slider 46 is fixed, which engages with the planetary gear of the crank, where the gear engagement is made with the contact contact of the crank bearing in the pin 48 pressed into the wall of the piston between the tubular cylinders 47, which is located in the center of the slider 46. The cylindrical sections of the piston the level of the counterweight located in its groove is made with internal cavities 49, and on the outside are equipped with clearance-free compression 50 and oil scraper 51 rings. The slider 46 is mounted on the end faces of the piston with bolts 52, where the recessed heads in their nests are closed flush with the piston with glass-shaped plugs 53. The tubular piston cylinders are made externally with longitudinal grooves 54 communicated with groove cavities through holes 55 in the walls of the pistons and annular the level of the holes with grooves, and at the ends 56 closed by the plugs leaving the pistons with holes 57 in the grooves for lubricating the plungers 58, which are installed with the possibility of radial displacements in the cylinder covers. The end walls of the ceramic sleeves are connected to the ceramic heads 59 located in the end volumes of the cylinders flush with the ends. Separately, the head is made with a similar sleeve, a lateral tide 60 and a through-through channel 61 of a slightly smaller diameter for restricting the stroke of the pump valve, has two valve openings located on one end half, combined from the outside with a bracket-shaped cavity 62 communicated by the middle part with a window 63 in the side wall of the cylinder, and valve mechanisms in the cavity of the other end half. In the center of the cylindrical cavity formed by the cylindrical cavity of the cylinder portion 65 of the head from the side of the cylinder volume, a recess 66 is made with an opening for the entrance of the end of the tubular cylinder of the piston and the outlet of the threaded end of its plunger. Between the said cavities in the head plane, radial channels are made at an angle with a tangent passage through the valve openings, and axial bearings 67 of the valves are pivotally mounted in the channels, where each support has a transverse and axial / threaded / holes. The valve arrangement is the same. Each contains a plate 68 with a plate 69 damping on the side of the piston and a socket on the side of the cover with a removable disk 70 made with a spherical recess for contact with the ball joint 71 having large and small openings. The hinge is installed between the disk and the spherical cap 72, made with radial edges 73 and a slot from the edge to the top, while the edges of the cap have holes for fastening to the plate with bolts 74 that interact with the intermediate friction pad 75. The valve stem 76 is mounted with a tapered end in the transverse the holes of the axial support with access to the bracket-shaped cavity of the head and fixing the end in the holes of the ball joint with studs 77, and in the axial support the rod is fixed with a bolt 78. The center channel of the rod is communicated axially the support with the hole 79 extending into the cavity 80. The drive end 81 of the rod behind the axial support is thickened, has flat longitudinal and opposite curved sections, for pressure contact with the platform 82 of the pendulum arm 83 mounted on the axis 84 in the head cavity and its damping disk 85 made at the same time with the rod 86 passing into the sleeve pressed into the lever pad 87. On the opposite side, between the same pad and the nut 88 screwed onto the threaded end of the rod, they are placed one on top of the other and the pad and the cylinder cover second coil springs 89 and 90.

Поскольку маятниковые рычаги предназначены для управления парными клапанами, то между свободными их концами в головках каждого цилиндра и диаметрально спаренным распределительным кулачком выходного вала размещены штоки 91, проходящие в наклонных отверстиях приливов катерной части блока, при этом наклонные штоки имеют параллельно плоскости валов лапки 92 со сменными на них в местах контакта пластинчатыми пружинами 93. С торцов цилиндры закрыты плоскими крышками 94 прямоугольной формы, выполненными в угловых местах с отверстиями, соосными проходящим в стенках цилиндров обеих половин блока отверстиям 95. Через эти отверстия половины блока соединены болтами 96. По оси каналов с помповыми клапанами в крышках закреплены резьбовые патрубки 97, соединенные покрытыми теплоизоляцией трубопроводами 98 с вентильными распределительными узлами 99 и через них с отделенной камерой внешнего сгорания /реактором/ 100. Проходящие через головки и крышки цилиндров концы плунжеров состоят в контактном взаимодействии с уплотнительными шайбами 101 и радиально-лучевыми на них пружинами 102, прижатыми к крышкам гайками 103, за которыми концы соединены резьбой со шлангами 104 и через распределительные узлы с баллоном /баллон отмечен на фиг.4 пунктиром/. Коллекторы, сообщенные со скобообразными полостями головой, связаны через отверстия цилиндров с центральными звеньями 105, а их отводы 106 сообщены с воздухоочистителем и глушителем с моментами управления размещенной между ними разделительной заслонкой, при этом глушитель сообщен дополнительными трубопроводами 107 с установленными над поперечными щелями 109 цилиндров шумопоглощающими коробчатыми камерами 108. В составе ведущей оси оба блока соединены фланцами с кожухами полуосей на расстоянии и установлены на осевых выступах 110 крышек в клинообразных пластинчатых стойках 111, соединенных согнутыми горизонтально краями 112 с днищем транспортного средства. Since the pendulum levers are designed to control pair valves, rods 91 are placed between their free ends in the heads of each cylinder and the diametrically paired camshaft of the output shaft, passing in the inclined holes of the tides of the boat part of the block, while the inclined rods have parallel to the plane of the shaft of the legs 92 with interchangeable on them in places of contact by leaf springs 93. From the ends, the cylinders are closed with rectangular flat covers 94, made in corner places with holes coaxial openings 95 passing through the walls of the cylinders of both halves of the block. The halves of the block are connected through bolts 96 through these holes. Threaded pipes 97 are connected along the axis of the channels with pump valves in the caps, connected by heat-insulated pipelines 98 to valve distribution units 99 and through them to a separate external combustion chamber / reactor / 100. The ends of the plungers passing through the heads and caps of the cylinders are in contact with the sealing washers 101 and the radial beam springs 102 on them, pressed to the caps with nuts 103, behind which the ends are threaded to hoses 104 and through distribution nodes with a cylinder / cylinder is marked in dotted form in Fig. 4. The collectors in communication with the brace-shaped cavities with the head are connected through the cylinder openings to the central links 105, and their outlets 106 are connected to the air cleaner and the silencer with the moments of control of the separation damper located between them, while the silencer is communicated by additional pipelines 107 with noise absorbing pipes installed above the transverse slots 109 of the cylinders 109 box-shaped chambers 108. As a part of the driving axis, both blocks are connected by flanges to the axle shrouds at a distance and mounted on the axial protrusions of 110 covers in cells noobraznyh rack plate 111 connected horizontally bent edges 112 with the bottom of the vehicle.

Работа соединенных с маятниковыми полуосями 34 /фиг.4/ планетарных мотор-компрессоров одинакова, поэтому ниже описывается устройство и функционирование одного. The operation of planetary motor compressors connected to the pendulum axles 34 / Fig. 4/ is the same, therefore, the device and the operation of one are described below.

Цилиндры блока могут работать как вместе, так и раздельно на положении двигателей и на положении компрессоров. Эта особенность продиктована безимпульсным термодинамическим процессом внешнего сгорания на подводимом извне пневмодавлении с широкой возможностью изменения тяговых усилий и приспособленностью к меняющимся нагрузкам. Например, работа цилиндров обоих ведущей оси на положении двигателей создает максимальные тяговые усилия, необходимые для трогания транспортного средства с места с ускорением и преодоления труднопроходимых путей. Эти, как правило, непродолжительные периоды движения проходят на запасенном в баллоне пневмопотенциале /на компрессором режиме работы давление в цилиндрах 28 первичного сжатия рассчитано на 11^oC12 кГ/см², а вторичного сжатия в трубчатых цилиндрах 47 поршня 45-30^oC кГ/см², при этом парогазовое давление 10 кГ/cм².Block cylinders can work both together and separately on the position of the engines and on the position of the compressors. This feature is dictated by the pulseless thermodynamic process of external combustion with external pressure control supplied from outside with a wide possibility of changing traction forces and adaptability to changing loads. For example, the operation of the cylinders of both driving axles in the position of the engines creates the maximum traction forces necessary for moving the vehicle from its place with acceleration and overcoming difficult roads. These, as a rule, short periods of movement take place at the pneumatic potential stored in the cylinder / on the compressor operating mode, the pressure in the cylinders 28 of the primary compression is 11 ^o C12 kg / cm ² , and the secondary compression in the tubular cylinders 47 of the piston 45-30 ^o C kg / cm ² , while the vapor-gas pressure of 10 kg / cm ² .

С разгоном транспортного средства практическая надобность в высоких тяговых усилиях отпадает и цилиндры поочередно или одновременно переводятся на положение компрессоров с выработкой пневмопотенциала для поддержания процесса внешнего сгорания. При торможении транспортного средства или движении его под уклон в обоих блоках отключаются оставшиеся, работающие на положении двигателей цилиндры, а другие, выполняющие функции компрессоров, будут подпитывать пневмодавлением баллон, который отмечен на фиг.4 пунктиром. На крутых спусках и при интенсивном антиблокировочном торможении в работу на положении компрессоров могут быть включены все цилиндры обоих блоков. Перевод цилиндров каждого блока на совместную компрессорную и совместную силовую работу, а также смешанную компрессорно-силовую работу происходит коробчатыми вилками 20 в момент установления диаметрально спаренных распределительных кулачков 91 в плоскости валов 1 и 16, а отдельная работа того или иного цилиндра происходит при крайних положениях на шлицевом утолщении 17 выходного вала ведомой шестерни 23. Эти два параметра при подаче или отключении подводимого от реактора 100 к патрубкам 97 головок 59 цилиндров парогазового давления, проходящего по трубопроводам 98 через распределительные узлы 99, обеспечивают качественную работу планетарных мотор-компрессоров в рамках оптимальных тяговых нагрузок и экономического расхода топлива. With acceleration of the vehicle, the practical need for high traction forces disappears and the cylinders are alternately or simultaneously transferred to the position of the compressors with the generation of pneumatic potential to support the external combustion process. When the vehicle brakes or moves downhill in both blocks, the remaining cylinders operating at the position of the engines are switched off, while the others, which perform the functions of compressors, will feed the cylinder with pneumatic pressure, which is indicated by a dotted line in FIG. On steep descents and with intensive anti-lock braking, all cylinders of both blocks can be included in the compressor position. The transfer of the cylinders of each block to joint compressor and joint power work, as well as mixed compressor and power work, takes place with box forks 20 at the moment of establishing diametrically paired distribution cams 91 in the plane of shafts 1 and 16, and a separate work of this or that cylinder occurs at extreme positions on spline thickening 17 of the output shaft of the driven gear 23. These two parameters when feeding or disconnecting the input from the reactor 100 to the pipes 97 of the heads 59 of the gas-vapor pressure cylinders passing Go through pipelines 98 through the distribution nodes 99, ensure high-quality operation of planetary motor-compressors within the framework of optimal traction loads and economic fuel consumption.

С вращением кривошипного вала по часовой стрелке и переднем ходе транспортного средства отдельно взятый цилиндр при работе на положении двигателя связан с нижним из диаметрально спаренных распределительных кулачков 18, обеспечивающим в момент перемещения поршня на левую сторону цилиндра полный выпуск остаточного давления через отверстия головки и снижение отработанного парогазового давления в правом объеме через открытые поршнем в МТ поперечные щели 109 цилиндра. Подход поршня к МТ связан с предварительным закрытием помповым клапаном 40 на противоположной стороне цилиндра бокового окна 39. После МТ по причине перемещения эксцентриситета эксцентрикового кулачка 9 кривошипного вала вправо поршень начинает ход в правую сторону с выпуском остаточного парогазового давления через отверстия головки и заполнением левого объема парогазовым давлением через открытое в левой стороне цилиндра боковое окно. Движимый эксцентриситетом шток 91 надавливает в полости 80 правой головки на свободный конец маятникового рычага 83 и поворачивает его на оси 84, при этом рычаг, сжимая возвратную пружину 90, разгружает поворотные на осевых опорах 67 парные клапаны с открытием последними отверстий внутрь цилиндра. В процессе открытия тарелки 68 клапанов фиксированно смещаются к центру головки с необходимыми поворотами на шаровых шарнирах 71. Далее в правостороннем движении с подходом поршня к МТ эксцентриситет эксцентрикового кулачка 9 переходит на левую сторону и закрывает с этой стороны через шток и помповый клапан 40 боковое окно цилиндра, после чего отработанное парогазовое давление левого объема понижается выходом через открывающиеся поршнем поперечные щели 109, а остаточное парогазовое давление с правой стороны цилиндра выходит через открытые клапанами отверстия головки. В МТ поршень прижимает клапаны с плотной посадкой их в седла отверстий за счет демпфирующих пластин 69, а эксцентрисистет эксцентрикового кулачка 9, переместившись влево, открывает с правой стороны цилиндра окно 39 для впуска парогазового давления и силового перемещения поршня от МТ влево. В это же время эксцентриситет распределительного кулачка 18 через шток 91, рычаг 83 и клапаны открывает отверстия головки для выпуска остаточного парогазового давления из левого объема цилиндра. Таким образом в процессе двусторонней работы поршней в силовом режиме режиме работы цилиндров на положении двигателей /моторов/ - отсутствует сообщение боковых окон цилиндров с поперечными на них щелями 109, а с этим прямой проход через них парогазового давления. Остаточное давление отводится от головок цилиндров в глушитель через трубопроводы 64, центральные их звенья 105 и отводы 106. With the rotation of the crank shaft clockwise and the forward course of the vehicle, a single cylinder when operating at the engine position is connected to the lower of the diametrically paired distribution cams 18, which ensures that at the moment the piston moves to the left side of the cylinder, the residual pressure is completely released through the head openings and the exhaust gas-vapor pressure is reduced pressure in the right volume through the transverse slots 109 of the cylinder opened by the piston in the MT. The piston’s approach to the MT is associated with preliminary closing by the pump valve 40 on the opposite side of the cylinder of the side window 39. After MT, due to the eccentricity of the eccentric cam 9 of the crank shaft moving to the right, the piston starts to move to the right side with the release of residual vapor-gas pressure through the head openings and filling the left volume with gas-vapor pressure through the side window open on the left side of the cylinder. The eccentricity stem 91 presses in the cavity 80 of the right head onto the free end of the pendulum lever 83 and rotates it on the axis 84, while the lever, compressing the return spring 90, unloads the pair valves turning on the axial bearings 67 with the opening of the last holes inside the cylinder. In the process of opening the plates 68 valves are fixedly shifted to the center of the head with the necessary rotations on ball joints 71. Then, in right-hand traffic with the piston approaching the MT, the eccentricity of the eccentric cam 9 goes to the left side and closes the cylinder side window through the stem and pump valve 40 from this side. then the spent left-hand gas and vapor pressure is reduced by the exit through the transverse slots 109 opened by the piston, and the residual gas-vapor pressure on the right side of the cylinder goes out through the open die opening valves. In MT, the piston presses the valves with their tight fit into the seats of the holes due to the damping plates 69, and the eccentric cam of the eccentric cam 9, moving to the left, opens the window 39 on the right side of the cylinder for inlet of gas-vapor pressure and for the piston to move from the MT to the left. At the same time, the eccentricity of the distribution cam 18 through the stem 91, the lever 83 and the valves opens the head openings to release the residual vapor-gas pressure from the left volume of the cylinder. Thus, in the process of bilateral operation of the pistons in the power mode of operation of the cylinders at the position of the engines / motors / - there is no communication of the side windows of the cylinders with transverse slots 109 on them, and with this direct passage of combined-gas pressure through them. The residual pressure is discharged from the cylinder heads to the muffler through pipelines 64, their central links 105 and bends 106.

Перевод работы обоих блоков на режимы компрессоров связан с отключением через распределительные узлы 99 парогазового давления и осевым смещением парных кулачков 18 выходного вала с подменой нижнего /по фиг.3/ кулачка на верхний, при этом кулачки смещаются коробчатыми вилками 20 в моменты положения поршней в МТ или около МТ, где лапки 92 направленных к головкам наклонных штоков 91 оказываются освобожденными от эксцентриситетов. При управляемой автономии цилиндров на компрессорный режим могут быть переведены оба или отдельный цилиндр каждого блока, где с подменой кулачков диаметрально меняется в головках цилиндра работа клапанных механизмов. При том же движении поршня /по фиг.3/ слева-направо верхний кулачок 18 открывает через лапку 92 левого штока 91 и клапанный механизм головки отверстия в цилиндр и оставляет закрытыми отверстия головки с правой стороны, обеспечивая слева впуск атмосферного воздуха, а справа сжатие воздуха в объеме с предварительным перекрытием поршнем поперечных щелей 109 цилиндра, которые на этом режиме сообщаются с воздухоочистителем. Сжимаемый правой стороной поршня воздух при давлении 11 кГ см² перепускается внутрь трубчатого цилиндра 47 через размещенные по сторонам клапаны и поступает по каналу плунжера 58 и шланг 104 в баллон. Одновременно разреженность левостороннего впуска уменьшается входом в объем воздуха из поперечных щелей 109 цилиндра, открываемых поршнем при подходе к MT с правой стороны. В этот момент эксцентриситет спаренного кулачка переходит на правую сторону, открывая отверстия головки с правой стороны цилиндра и закрывая отверстия головки с левой его стороны /обеспечивая полноту впуска и сжатия с перемещением сжатого воздуха в баллон/. С обратным ходом поршень левой стороной закроет поперечные щели цилиндра и описанный процесс сжатия повторится с левой его стороны. На компрессорных режимах боковые окна 39 цилиндров по причине отсутствия парогазового давления пребывают в постоянном, перекрытом помповыми клапанами 40 состоянии.The transfer of the operation of both units to the compressor modes is connected through disconnection of the gas-vapor pressure through the distribution units 99 and the axial displacement of the pair cams 18 of the output shaft with the change of the lower / in Fig. 3 / cam to the upper, while the cams are shifted by box forks 20 at the moments of the pistons in MT or near MT, where the legs 92 directed toward the heads of the inclined rods 91 are exempted from eccentricities. With controlled autonomy of the cylinders, both or a separate cylinder of each block can be transferred to the compressor mode, where, with the change of cams, the operation of valve mechanisms changes diametrically in the cylinder heads. With the same piston movement (Fig. 3), the upper cam 18 opens through the tab 92 of the left stem 91 and the valve mechanism of the head of the hole into the cylinder and leaves the head openings on the right side closed, providing atmospheric air inlet on the left and air compression on the right in the volume with preliminary overlapping by the piston of the transverse slots 109 of the cylinder, which in this mode communicate with the air cleaner. The air compressed by the right side of the piston at a pressure of 11 kg cm ^{2 is} passed into the tubular cylinder 47 through the valves located on the sides and enters the channel of the plunger 58 and the hose 104 into the cylinder. At the same time, the sparseness of the left-hand inlet is reduced by entering the air volume from the transverse slots 109 of the cylinder, which are opened by the piston when approaching the MT from the right side. At this moment, the eccentricity of the paired cam goes to the right side, opening the head openings on the right side of the cylinder and closing the head openings on its left side / ensuring full intake and compression with the movement of compressed air into the cylinder /. With a reverse stroke, the piston will close the transverse slots of the cylinder with the left side and the described compression process will be repeated on its left side. In compressor modes, the side windows of the 39 cylinders are in a constant state that is blocked by pump valves 40 due to the lack of combined-gas pressure.

Обратное вращение выходного вала для заднего хода транспортного средства происходит при установке диаметрально спаренных распределительных кулачков 18 на компрессорный режим работы, но с подачей в объемы цилиндров из реактора 100 через распредузлы 99 парогазового давления. На фиг.1 блок цилиндров показан в момент работы одного правого цилиндра с упором ведомой шестерни 23 в боковой скос синхронизаторного кольца 13, которое при совпадении прорезей обеих ведущих шестерен 11 кривошипного вала и осевом давлении вилки 24 переключения углубится в прорези внутренним выступом 15 и даст возможность осевому смещению ведомой шестерни с входом в зацепление с левой ведущей шестерней. The reverse rotation of the output shaft for the vehicle reverse gear occurs when the diametrically paired distribution cams 18 are installed in the compressor operation mode, but with the supply of steam and gas pressure to the cylinder volumes from the reactor 100 through the distributors 99. In Fig. 1, the cylinder block is shown at the time of operation of one right cylinder with the emphasis of the driven gear 23 on the side bevel of the synchronization ring 13, which, when the slots of the two drive gears 11 of the crank shaft coincide and the axial pressure of the shift fork 24, deepens into the slots by the inner protrusion 15 and makes it possible axial displacement of the driven gear with the input gearing with the left drive gear.

Поскольку полости 80 головой 59 с клапанными механизмами сообщены с серединной 26 и картерной 31 полостями, то разбрызгиваемое шестернями масло попадает через отверстия в стенках на осевые опоры 67 клапанов и через отверстия 79 и каналы клапанных стержней 76 на шаровые шарниры 71 тарелок 68, а к закрепленным в поршнях планетарным механизмам масло проникает через цилиндрические в стенках цилиндров проемы 30 и нижние отверстия в картерную полость. При этом в канавки 54 трубчатых цилиндров 47 масло поступает через отверстия 55 в стенках поршневых пазов. Since the cavities 80 with the head 59 with valve mechanisms are in communication with the middle 26 and crankcase 31 cavities, the oil sprayed by the gears passes through the holes in the walls to the axial bearings 67 of the valves and through the openings 79 and the channels of the valve rods 76 to the ball joints 71 of the plates 68, and to the fixed in pistons to planetary mechanisms, oil penetrates through cylindrical openings 30 in the cylinder walls and lower holes into the crankcase. At the same time, oil enters the grooves of the 54 tubular cylinders 47 through openings 55 in the walls of the piston grooves.

Основной эксплуатационный /скоростной/ режим работы планетарных мотор-компрессоров происходит с уравновешивающим друг друга противоположным движением поршней, независимо от выполняемых в парных цилиндрах блоков силовых или компрессорных функций, а одиночная работа цилиндра в блоке рассчитана на исключительную экономию топлива при движении на малых скоростях, не создающих практически существенных инерционных сил, и на сжатие небольшого количества воздуха при движении транспортного средства на небольших уклонах. The main operational / speed / mode of operation of planetary motor compressors occurs with the opposing piston movement counterbalancing each other, regardless of the power or compressor functions performed in paired cylinders, and the single cylinder operation in the block is designed for exceptional fuel economy when driving at low speeds, not creating practically significant inertial forces, and to compress a small amount of air when the vehicle is moving on small slopes.

Claims

1. Planetary motor-compressor, comprising a cylinder with end caps and inlet and outlet valves placed in them, at least one bilateral piston with a side groove located in the cylinder with the formation of two working chambers and equipped with a slider with a gear internal surface, a drive crank shaft kinetically connected with the piston mounted in the bearing units and equipped with gears interacting with the slider, characterized in that it is equipped with a tubular secondary compression cylinder, eccentric installed in the piston, and two plungers coaxially mounted on the caps and free ends placed in the cylinder with the formation of secondary compression chambers, the crank shaft is made up of equal halves made from the side of the connecting ends with blind center holes for articulation with a rod, and rigidly connected to the aforementioned the ends of the drive gears, which are placed with the possibility of end contact through the thrust bearing, and the planetary gear is mounted and rigidly fixed on the end crank of each half of the shaft a gear with the average height of the teeth located in the center of the shaft, consisting in engagement with a slider fixed in the piston groove and opposite to the engagement of the crank contact through the bearing on its axial protrusion with a sun link made in the form of a pin pressed into the wall of the piston along the axis of the crown gear of the pin, while the driven gear is made across the width of both drive gears and mounted axially biased on the splines of the thickened part of the output shaft, which contains lobed grooves for the keys of the movable x on a shaft of diametrically paired distribution cams covered by plate walls, mounted on a shaft, and a guide rod of box forks, and shafts with transmission and distribution mechanisms installed in the middle and cranked cavities of the cylinder block along its connector line, where the heads are located behind the liners in the cylinder volumes and each is made on the surface of one end half with two valve openings combined by a staple cavity and a cavity on the other half with paired valves and growling but-spring mechanism, wherein between said cavities in a plane head for axial bearings valves angled radial channels with the tangent through the valve orifice.

2. The motor compressor according to claim 1, characterized in that the inner cavities are made in the cylindrical sections of the pistons for the counterweights deepened in their grooves and the bosses are for securing the sliders, and the socket for the bolt heads are placed on the end faces of the pistons and are closed flush with the ends glassy plugs.

3. The motor compressor according to claim 1, characterized in that between the diametrically paired distribution cams and the swingarm levers of the valves there are rods that are inclined from the heads to the output shaft and are made with tabs parallel to the plane of the shafts with plate-like concave springs at the contact points.

4. The motor compressor according to claim 1, characterized in that in the lobes of the cylinders there are lateral flanges of sleeves with blind holes in them, connected to the volumes through the side windows, where in each channel there is a pump valve made on the side of the cylinder head with a bevel to reduce the resistance of the pressure inlet and eccentrically connected from the side of the end wall of the channel with a rod passing through its eccentric hole, having a perpendicular foot from the side of the eccentric cam.

5. The motor compressor according to claim 1, characterized in that the heads are made similar to sleeves with lateral tides located in the lobes of the cylinders and the channels in them, closed with plate covers made over the channels with threaded pipes, openings for the passage of the ends of the plungers and holes in the corner places, coaxial with the corner lobed holes of the cylinders.

6. The motor compressor according to claim 1, characterized in that the plates of the paired valves have damping plates on the piston side and socket seats on the cylinder covers, and on each plate there is a disc with an attached spherical cap with radial bent for fastening with the edges and the slot from the edge to the top, a ball joint is installed with the end of the rod fixed in the center hole, which is fixed in the middle in the transverse hole of the axial support, has an internal channel extending beyond the axial support through the hole in the polo and a thickened drive end with longitudinal and opposite curvilinear sections, which consist in pressure contact with the pendulum arm pad and its damping disk, made at the same time with the rod located in the sleeve pressed into the arm pad, and between the pad and the stem end nut, as well as Between the pad and the cylinder cover are placed one another damping and return coil springs.

7. The motor compressor according to claim 1, characterized in that on the edges from the end grooves of the driving gears, a synchronization ring is installed with an eccentric inner contour and a radial protrusion in the thickened part, for which each gear contains one radial slot on the edge, if they coincide it is possible to connect the halves of the crank shaft at an angle of 160 ^o .

8. The motor compressor according to claim 1, characterized in that the passage of the crank shaft in the piston cavity is made through the side openings in the cylinder walls.

9. The motor compressor according to claim 1, characterized in that the tubular cylinders located in the pistons are made with longitudinal outer grooves and communicated with the piston grooves through holes in the piston walls, while at the level of the holes, the cylinders have annular grooves communicated with the lobes, and in the grooves at the ends of the cylinders extending from the pistons, there are radial holes for lubricating the plungers and external sleeve plugs.

10. The motor compressor according to claim 1, characterized in that for communicating the lateral piston grooves with the crankcase, the cylinders are made from the bottom with holes passing through the block connector.