close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY19264

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2015.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 16J 1/08
F 16J 10/04
F 02F 11/00
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО
СГОРАНИЯ
(21) Номер заявки: a 20090959
(22) 2009.06.29
(43) 2011.02.28
(71) Заявитель: Семёнов Андрей Анатольевич (BY)
(72) Автор: Семёнов Андрей Анатольевич (BY)
BY 19264 C1 2015.06.30
BY (11) 19264
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Семёнов Андрей
Анатольевич (BY)
(56) RU 2043529 C1, 1995.
RU 39166 U1, 2004.
RU 2101533 C1, 1998.
RU 2076227 C1, 1997.
RU 2239717 C1, 2004.
SU 1828935 A1, 1993.
(57)
1. Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания, включающая цилиндр, поршень, установленный с возможностью перемещения в цилиндре, и поршневое
уплотнение, отличающаяся тем, что содержит расширительное устройство, содержащее
по меньшей мере один экспандер с подшипниками с подвижными внешними кольцами, на
внешних цилиндрических поверхностях которых выполнены зубчатые венцы, или с планетарными механизмами с подвижными кольцевыми шестернями с внешними зубчатыми
венцами; на внутренней поверхности цилиндра вдоль его оси выполнены прямые или косые ряды выемок в виде зубчатых реек, поршень выполнен с кольцевой выемкой на боковой поверхности для размещения расширительного устройства и поршневого уплотнения,
которое выполнено в виде расположенных друг за другом по меньшей мере семи тел вращения бочкообразной формы с неравными радиусами оснований и зубчатыми венцами,
выполненными на внешней поверхности и взаимодействующими с зубчатыми рейками
цилиндра и зубчатыми венцами расширительного устройства, при этом радиус кривизны
образующей каждого тела вращения составляет от 95 до 105 % от радиуса цилиндра, а на
большем основании выполнено глухое или сквозное центральное отверстие.
Фиг. 1
BY 19264 C1 2015.06.30
2. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что тела вращения на своих меньших торцах имеют фаски или фаски с уступом.
3. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что тела вращения на своих меньших торцах имеют срезы в виде конуса или срезы в виде конуса с уступом.
4. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что тела вращения на своих меньших торцах имеют скругления или скругления с уступом.
5. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что тела вращения выполнены из двух или более соединенных между собой деталей.
6. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что на поверхности отверстий тел вращения выполнены ребра жесткости.
7. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что зубчатые венцы тел
вращения или зубчатые венцы расширительного устройства покрыты твердым смазочным
материалом.
Устройство относится к общему машиностроению, в частности к уплотнениям и цилиндрам, и может быть использовано для уплотнения поршней в цилиндрах поршневых
машин, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания.
Известно изобретение [патент RU 2043529 C1, 1995], представляющее собой цилиндропоршневую группу двигателя внутреннего сгорания, содержащую цилиндр, размещенный в нем поршень с верхним поршневым кольцом прямоугольного сечения, на
внутренней боковой поверхности цилиндра выше верхней плоскости верхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке выполнена кольцевая проточка, диаметр которой равен диаметру максимально изношенного цилиндра. Недостатком
данного изобретения является наличие трения скольжения между поршневым кольцом и
цилиндром, приводящее к ухудшению механического КПД двигателя и снижению ресурса
деталей цилиндропоршневой группы.
Задачей настоящего изобретения является повышение технических характеристик
поршневых машин (двигателей, насосов, компрессоров и т.п.).
Технический результат изобретения может выражаться в снижении потерь на трение в
цилиндропоршневой группе; снижении или полном отсутствии расхода масла на угар в
поршневых двигателях внутреннего сгорания; повышении механического КПД поршневых машин; повышении термического КПД поршневых двигателей внутреннего сгорания;
повышении ресурса поршневых машин за счет снижения темпов износа деталей, например гильз цилиндров; улучшении экономичности поршневых двигателей внутреннего
сгорания и приводов иных поршневых машин за счет увеличения эффективного КПД;
снижении уровня токсичности выхлопных газов поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Поставленная задача решается следующим образом.
Существенными элементами предлагаемой цилиндропоршневой группы являются
поршневое уплотнение, расширительное устройство, цилиндр и поршень.
Поршневое уплотнение выполнено в виде нескольких (не менее чем семи) тел вращения бочкообразной формы с неравными радиусами торцов, имеющих на большем по радиусу торце глухое или сквозное центральное отверстие, оси которых располагаются в
одной плоскости вокруг оси, перпендикулярной данной плоскости, с равным удалением
от данной оси. Для минимизации зазоров между поверхностью цилиндра и телами вращения вследствие теплового расширения или сжатия в ходе работы поршневой машины радиус кривизны образующих тел вращения составляет 95-105 процентов от радиуса
цилиндра.
Тела вращения дополняются расширительным устройством, состоящим из одной или
более расширительной пружины (экспандера). В состав расширительного устройства так2
BY 19264 C1 2015.06.30
же входят подшипники с подвижным внешним кольцом, или планетарные механизмы с
подвижной кольцевой шестерней, или подвижные зубчатые шестерни с выполненными на
внешней цилиндрической поверхности внешних колец подшипников или кольцевых шестерен планетарных механизмов зубчатыми венцами. Подшипники, или планетарные механизмы, или шестерни воспринимают расширительное давление экспандера (экспандеров), входят своими зубчатыми венцами в зацепление с зубчатыми венцами тел вращения, одновременно оказывая на них расширительное давление и прижимая их к зеркалу
цилиндра.
Цилиндр в предлагаемом устройстве отличается наличием на своей внутренней поверхности вдоль его оси прямых или косых рядов выемок, имеющих в своем поперечном
сечении профиль зубчатой рейки. Выемки входят в зацепление с зубчатыми венцами тел
вращения.
Поршень в предлагаемом устройстве отличается наличием на его боковой поверхности кольцевой выемки для размещения в ней тел вращения и расширительного элемента.
При движении поршня в цилиндре тела вращения перемещаются по зеркалу цилиндра
посредством качения с минимальными потерями рабочего давления и минимальным расходом смазочного масла (или без такового), одновременно обеспечивая практически полное перекрытие зазора между поршнем и цилиндром для предотвращения прорыва
рабочего тела. Перекатываясь, тела вращения не скребут по зеркалу цилиндра, повышая
его долговечность. Повышение рабочего давления позволяет повысить механический
КПД поршневой машины, снижая расход энергии на его работу. Неприменение в цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания смазочных масел позволяет повысить
его рабочую температуру, повышая таким образом его термический КПД, а также снижая
уровень токсичности выхлопных газов. Зубчатые соединения предотвращают проскальзывание тел вращения относительно зеркала цилиндра при движении поршня.
Кроме того, тела вращения на своих меньших по радиусу торцах могут иметь фаски,
срезы в виде конуса или скругления с уступом или без него, которые соприкасаются с поверхностью соседнего тела вращения при давлении рабочего тела для сохранения их взаимного расположения.
Кроме того, для снижения трения и повышения долговечности зубчатых соединений
целесообразным является покрытие зубчатых венцов на телах вращения или зубчатых
венцов в расширительном устройстве твердым смазочным материалом.
Кроме того, в целях снижения массы тела вращения могут изготовляться из двух или
более соединенных деталей.
Кроме того, тела вращения в целях повышения их прочности на поверхности своих
отверстий могут иметь ребра жесткости.
На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого поршневого уплотнения с внешним
расширительным устройством и телами вращения, имеющими центральные отверстия.
На фиг. 2 изображены два тела вращения поршневого уплотнения с фасками без уступа на меньшем по радиусу торце.
На фиг. 3 изображены два тела вращения поршневого уплотнения со срезами в виде
конуса без уступа на меньшем по радиусу торце.
На фиг. 4 изображены два тела вращения поршневого уплотнения со скруглениями без
уступа на меньшем по радиусу торце.
На фиг. 5 изображен цилиндр для предлагаемого устройства.
На фиг. 6 изображен поршень для предлагаемого устройства.
На фиг. 7 изображено тело вращения для предлагаемого устройства.
Устройство устанавливается в кольцевую выемку 8 в юбке поршня 7 и содержит не
менее семи тел вращения 1, имеющих на большем по радиусу торце центральное отверстие 2, а также прижимающее их к зеркалу цилиндра 9 расширительное устройство 3 с установленными в нем подшипниками с подвижным внешним кольцом, или планетарными
3
BY 19264 C1 2015.06.30
механизмами с подвижной кольцевой шестерней, или зубчатыми шестернями с выполненными на внешней цилиндрической поверхности внешних колец подшипников или
кольцевых шестерен планетарных механизмов зубчатыми венцами. На внешней поверхности тел вращения выполнены зубчатые венцы 11. Кроме того, тела вращения на меньшем по радиусу торце могут иметь фаски 4, или срезы в форме конуса 5, или скругления 6
с уступом или без него. Кроме того, тела вращения на поверхности своих отверстий могут
иметь ребра жесткости (на фигурах не показаны).
Устройство работает следующим образом. При движении поршня 7 тела вращения 1,
сцепляясь своими зубчатыми венцами с выемками 10 на зеркале цилиндра по принципу
реечной передачи, перекатываются по нему, вращаясь вокруг своей оси. Подшипники, или
планетарные механизмы, или шестерни (на фигурах не показаны) расширительного устройства 3 своими зубчатыми венцами сцепляются с зубчатыми венцами тел вращения, одновременно прижимая их к зеркалу цилиндра, обеспечивая перекрытие зазора между
поршнем и цилиндром, предотвращая прорыв рабочего тела и смещение тел вращения по
оси движения поршня во время работы поршневой машины. Фаски 4, срезы 5 или скругления 6 способствуют сохранению взаимного расположения тел вращения при давлении
рабочего тела.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
4
BY 19264 C1 2015.06.30
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
440 Кб
Теги
by19264, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа