SU1643757A1

SU1643757A1 - Axial piston engine

Info

Publication number: SU1643757A1
Application number: SU884486404A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Яманин
Original assignee: Ярославский политехнический институт
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1991-04-23

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению Целью изобретени вл етс повышение экономичности аксиально-поршневого двигател с измен емым наклоном касающейс шайбы за счет дополнительного регулировани степени сжати Поставленна цель достигаетс тем, что двигатель содержащий корпус 1 с неподвижным блоком цилиндров 2 с поршн ми 3 и шатунами 4, качающуюс шайбу 7. установленную в корпусе 1 при помощи карданного подвеса 8, коленчатый вал 5 с наклонным кривошипом 6, цилиндрическую втулку 9 с отверстием, причем втулка 9 установлена на кривошипе 6 так, что ось отверсти втулки 9 совпадает с осью наклонного кривошипа 6 и пересекаетс с общей осью втулки 9 и качающейс шайбы 7 и осью коленчатого вала 5 в центре карданного подвеса 8 и механизм изменеThe invention relates to mechanical engineering. The aim of the invention is to increase the efficiency of an axial-piston engine with a variable inclination of the contact washer due to additional control of the compression ratio. The goal is achieved by the engine comprising a housing 1 with a fixed cylinder block 2 with pistons 3 and connecting rods 4 swinging washer 7. installed in the housing 1 by means of a gimbal 8, a crankshaft 5 with an inclined crank 6, a cylindrical sleeve 9 with a hole, the sleeve 9 being installed on the crankshaft ne 6 so that the hub axle apertures 9 coincides with the axis of oblique crank 6 and intersects with the common axis 9 of the sleeve 7 and the swashplate and the axis of the crankshaft 5 in the center of the gimbal mechanism 8 and change

Description

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к аксиально-поршневым двигател м.The invention relates to mechanical engineering, in particular to axial-piston engines.

Целью изобретени вл етс повышение экономичности аксиально-поршневого типа с измен емым наклоном качающейс шайбы за счет дополнительного регулировани степени сжати .The aim of the invention is to increase the profitability of the axial-piston type with a variable inclination of the rocking washer due to additional control of the degree of compression.

На чертеже представлена кинематическа схема двигател .The drawing shows the kinematic scheme of the engine.

Двигатель содержит корпус 1 с неподвижным блоком цилиндров 2 с поршн ми 3 и шатунами А, коленчатый вал 5 с наклонным кривошипом 6, качающуюс шайбу 7. установленную в корпусе 1 при помощи карданного подвеса 8, цилиндрическую втулкуThe engine includes a housing 1 with a fixed cylinder block 2 with pistons 3 and connecting rods A, a crankshaft 5 with an inclined crank 6, a swinging washer 7. mounted in the housing 1 with a gimbal 8, a cylindrical bushing

9,рычаги 10, дополнительные шатуны 11, ползуны 12, сервоприводы 13 со штоками 14, направл ющие 15 корпуса. Элементы 10-15 выполнены по числу цилиндров.9, levers 10, additional connecting rods 11, sliders 12, servo drives 13 with rods 14, guides 15 housings. Elements 10-15 are made according to the number of cylinders.

Цилиндрическа втулка 9 выполнена с отверстием и установлена на наклонном кривошипе 8 таким образом, что ось отверсти совпадает с осью наклонного кривошипа 8 и пересекаетс с общей осью цилиндрической втулки 9 и качающейс шайбы 7 и осью коленчатого вала 5 в центре карданного подвеса 8. Цилиндрическа втулка 9 установлена соосно с качающейс шайбой 7 и возможностью из взаимного поворота относительно общей оси. Цилиндрическа втулка 9 и наклонный Кривошип 6 снабжены каждый двум пластинами , установленными таким образом, что последние образуют в отверстии цилиндрической втулки 9 четыре полости, в которые нагнетаетс жидкость дл обеспечени возможности регулировани угла поворота цилиндрической втулки 9 относительно наклонного кривошипа 6.The cylindrical sleeve 9 is made with a hole and mounted on an inclined crank 8 in such a way that the axis of the hole coincides with the axis of the inclined crank 8 and intersects with the common axis of the cylindrical sleeve 9 and the rocking washer 7 and the axis of the crankshaft 5 in the center of the gimbal 8. Cylinder sleeve 9 installed coaxially with the swinging washer 7 and the possibility of reciprocal rotation about a common axis. The cylindrical sleeve 9 and the inclined Crank 6 are each provided with two plates installed so that the latter form four cavities in the hole of the cylindrical sleeve 9 into which fluid is pumped to allow the angle of rotation of the cylindrical sleeve 9 to be adjusted relative to the inclined crank 6.

Кажда направл юща 15 корпуса взаимодействует с соответствующим ползуном 12, шарнирно соединенным с одной из крайних головок трехшарнирного рычагаEach body guide 15 interacts with a corresponding slider 12 pivotally connected to one of the extreme heads of the three-hinged lever

10,друга идейна головка которого подвижно соединена с шатуном 4 поршн 3, а средн - с дополнительным шатуном 11, шарнирно установленным на касающейс 10, another ideological head of which is movably connected with the connecting rod 4 of the piston 3, and the middle with an additional connecting rod 11, pivotally mounted on the touching

шайбе 7, причем ползун 12 св зан при помощи штока 14 с сервоприводом 13.washer 7, and the slider 12 is connected using a rod 14 with a servo 13.

Карданный подвес 8 включает две пары цапф 16 и 17 и крестовину 18. Кажда параThe gimbal 8 includes two pairs of trunnions 16 and 17 and a crosspiece 18. Each pair

цапф 16 и 17 имеет общую продольную ось, эти оси взаимно перпендикул рны и лежат в одной плоскости Посредством цапф 17 качающа с шайба 7 подвижно соедин етс с крестовиной 18, а посредством цапф 16the trunnions 16 and 17 have a common longitudinal axis, these axes are mutually perpendicular and lie in the same plane. Through the trunnions 17, the swashplate 7 is movably connected to the crosspiece 18, and through the trunnions 16

крестовина 18 вместе с шайбой св зана с корпусом 1 двигател .the crosspiece 18 together with the washer is connected with the engine housing 1.

Двигатель работает следующим образом .The engine works as follows.

При расширении в цилиндрах 2 продуктов сгорани топлива поршни 3 движутс в направлении нижних мертвых точек, при этом суммарна движуща сила передаетс со стороны каждого поршн на шатуны 4 и далее на качающийс рычаг 10. При работеWhen expanding the fuel in the cylinders 2, the pistons 3 move in the direction of the lower dead points, and the total driving force is transmitted from each piston to the connecting rods 4 and then to the rocker arm 10. During operation

двигател с посто нным значением степени сжати и хода поршн ползуны 12 неподвижны , вместе с тем цилиндрическа втулка 9 также неподвижна относительно наклонного кривошипа 6, благодар чему сохран етс посто нным угол наклона шайбы к оси вращени вала.The motor with a constant value of compression ratio and piston stroke of the slider 12 is fixed, at the same time the cylindrical sleeve 9 is also fixed relative to the inclined crank 6, thereby keeping the angle of inclination of the washer to the axis of rotation of the shaft.

Суммарные движущие силы со стороны каждого поршн , будучи восприн тыми рычагами 10. передаютс далее на дополнительные шатуны 11 Качающа с шайба 7 суммирует усили со стороны всех поршней и под их действием совершает сферическое движение относительно корпуса 1 двигател . В частности, посредством карданногоThe total driving forces on the side of each piston, being perceived by the levers 10. are transmitted further to the additional connecting rods 11. The swinging washer 7 summarizes the forces from all the pistons and under their action makes a spherical motion relative to the engine housing 1. In particular, through the gimbal

подвеса 8 такое движение шайбы 7 складываетс из двух конечных вращени : шайбы 7 относительно крестовины 18 вокруг оси цапф 16 и вместе с крестовиной относительно корпуса 1 двигател вокруг оси цапф 17.suspension 8 such movement of the washer 7 is made up of two final rotations: washers 7 relative to the crosspiece 18 around the axis of the trunnions 16 and together with the crosspiece relative to the engine housing 1 around the axis of the axles 17.

При сверическом движении качающейс When the rolling motion is rocking

шайбы 7 ее точки, св занные со втулкой 9.the washers 7 are its points associated with the sleeve 9.

движутс по окружности, благодар чему воmoving in a circle, thanks to what

вращение приводитс коленчатый вал 5.the rotation is driven by the crankshaft 5.

При необходимости изменить ход поршн и одновременно с ним степень сжати осуществл етс разворот втулки 9 относительно кривошипа б, благодар чему измен етс угол наклона оси цилиндрической втулки 9, а следовательно, и сопр гаемой сIf it is necessary to change the stroke of the piston and at the same time the degree of compression, the sleeve 9 rotates relative to the crank b, thereby changing the angle of the axis of the cylindrical sleeve 9, and hence the matching

последней качающейс шайбы 7 к оси вращени коленчатого вала 5. Дл этого гидронасос подает рабочую жидкость в два противоположных образованных пластинами объема между втулкой 9 и кривошипом 6 одновременно из двух других объемов жидкость откачиваетс . По достижении требуемого значени хода поршн подача и откачка жидкости прекращаютс .The last swinging washer 7 to the axis of rotation of the crankshaft 5. For this, the hydraulic pump feeds the working fluid into two opposite volumes formed by the plates between the sleeve 9 and the crank 6 simultaneously from the other two volumes the liquid is pumped out. When the required piston stroke is reached, the flow and pumping of fluid are stopped.

Если при изменении хода поршн тре- буетс сохранить прежнее значение степени сжати , то одновременно с изменением угла наклона качающейс шайбы 7 привод тс в движение относительно направл ющих 15 ползуны 12 при помощи сервоприводов 13 Движение ползунов производитс в том направлении, какое необхо- димо дл соответствующего изменени надпорщневого объема, например при необходимости увеличени степени сжати ползуны движутс в сторону цилиндров По достижении требуемого значени степени сжати движение ползунов прекращаетс и они фиксируютс в данном положенииIf, when changing the stroke of the piston, it is necessary to maintain the same value of the compression ratio, then simultaneously with the change in the angle of inclination of the rocking washer 7, the sliders 12 are driven relative to the guides 15 by means of servo drives 13 Sliders are moved in the direction required for alterations of the overgrowth volume, for example, if the degree of compression needs to be increased, the sliders move towards the cylinders. When the required degree of compression is reached, the movement of the sliders stops and they fix are being driven in this position

При необходимости изменени только степени сжати привод тс в движение только ползуны 12. а втулка 9 продолжает оставатьс неподвижной относительно кривошипа 6.If it is necessary to change only the degree of compression, only the slide blocks 12 are set in motion. And the sleeve 9 remains stationary relative to the crank 6.

Применение указанной конструкции по- зволит повысить эффективные показатели двигател при его работе на любом скоростном и нагрузочном режиме благодар независимом/ регулированию степени сжати и хода поршн Кроме того, в этих услови х возможна работа предлагаемого двигател по различным термодинамическим циклам.The use of this design will allow to increase the effective performance of the engine during its operation at any speed and load mode due to independent / regulation of the compression ratio and stroke of the piston. Moreover, under these conditions, the proposed engine can work in different thermodynamic cycles.

Claims

Claim 1. Axial-piston engine comprising a housing with a fixed cylinder block, pistons and rods, a crankshaft with an inclined crank, a swinging washer installed in the housing with a gimbal and kinematically connected with rods and an inclined crank, the angle change mechanism tilting the rocking washer with drive, made in the form of a cylindrical sleeve with a hole placed coaxially with the rocking washer with the possibility of their mutual rotation of the relative common axis and movably mounted on an inclined crank so that the axis of the hole of the cylindrical bushing coincides with the axis of the inclined crank and intersects with the common axis of the cylindrical bushing and the rocking washer and the axis of the crankshaft in the center of the gimbal, and the cylindrical bushing and inclined crank are made with plates on respectively the inner and outer surface x to form a servo-driven plate machine assembly, characterized in that, in order to improve the operation efficiency by changing the compression ratio independently of the stroke of the pistons, equipped with a mechanism for changing the axial position of the pistons, and the kinematic connection of the connecting rods and swinging washers is made up of levers and additional connecting rods installed according to the number of cylinders, each lever being equipped with three hinged heads, one of which is extreme, is the axis of swing of the lever and is mounted on the engine housing with the possibility of limited movement in a plane parallel to the axis of the piston, another extreme head is connected to the piston connecting rod, and, middlely, to an additional connecting rod pivotally mounted on the rocking with the puck.

2. Engine pop 1, characterized in that the engine casing is equipped with guides, and the axis of swing of the levers is equipped with sliders placed on the guides and servo drive