RU2010999C1

RU2010999C1 - Pneumatic motor

Info

Publication number: RU2010999C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Паршутин
Original assignee: Юрий Сергеевич Паршутин
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: crank mechanism 4 rotates together with crankshaft 17; during motion of end walls from top dead center to bottom dead center, crank mechanism 4 opens intake valves 12 and during motion of end walls from bottom dead center to top dead center, intake valves 12 are closed and exhaust valves 8 are open. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидропневмомашиностроению и может найти применение в приводах вращательного действия различных машин. The invention relates to hydropneumatic engineering and may find application in rotational drives of various machines.

Известен пневмогидродвигатель, содержащий статор, в котором установлен эксцентриковый ротор и эластичные силовые элементы в виде камер, размещенных в зазоре между ротором и статором, и систему газораспределения (1). Эластичные силовые элементы известного пневмогидродвигателя, деформируясь под действием давления приводной среды, создают усилие, приводящее во вращение ротор. Недостатком данного пневмогидродвигателя является недостаточно высокий крутящий момент. Known pneumohydraulic engine containing a stator, in which an eccentric rotor and elastic power elements are installed in the form of chambers placed in the gap between the rotor and the stator, and a gas distribution system (1). The elastic power elements of the known pneumatic hydraulic motor, deforming under the action of pressure of the drive medium, create a force that rotates the rotor. The disadvantage of this pneumatic motor is not enough high torque.

Целью изобретения является повышение крутящего момента пневматического двигателя. The aim of the invention is to increase the torque of an air motor.

Поставленная цель достигается тем, что пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал и систему газораспределения, при этом камера закреплена на корпусе и кинематически связана с коленчатым валом, выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма, установленного на приваренном к корпусу коническом кольце и размещенного в полости рабочей камеры, четырех запорных органов, попарно соединенных педалями, баллона, заполненного сжатым воздухом, впускных и выпускных клапанов, при этом клапаны закреплены на корпусе с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и попеременного сообщения полости рабочей камеры с баллоном и окружающей средой, кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через шатун и торцевую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, причем двигатель снабжен колпаками, приваренными к выпускным клапанам и расположенными с возможностью периодического контакта с тарелями указанных клапанов. This goal is achieved in that the pneumatic engine comprising a housing, a working chamber with deformable walls, a crankshaft and a gas distribution system, while the camera is mounted on the housing and kinematically connected with the crankshaft, is made in the form of a crank mechanism mounted on a welded to the housing a conical ring and four locking bodies located in the cavity of the working chamber, connected in pairs by pedals, a cylinder filled with compressed air, inlet and outlet valves, while they are mounted on the housing with the possibility of interaction with the corresponding connecting rods of the crank mechanism and alternating communication of the working chamber cavity with the cylinder and the environment, the crank mechanism is kinematically connected through the connecting rod and the end wall of the working chamber with the crankshaft, and the engine is equipped with caps welded to exhaust valves and arranged with the possibility of periodic contact with the plates of these valves.

На чертеже показан вид пневматического двигателя в продольном разрезе, состоящего из корпуса 1 с приваренным коническим кольцом 2, на котором укреплены подшипники 3, в которых находятся концы кривошипно-шатунного механизма 4, на который надеты подшипники 5, наружными обоймами закрепленные к шляпкам гильз 6, сопряженных с гильзами 7, которые контактируют с выпускными клапанами 8, приваренными к колпакам 9, и подпружинены пружинами 10, которые упираются в шляпки вышеуказанных гильз 6 и 7, сквозь которые проходят впускные трубопроводы 11, в которых находятся впускные клапаны 12, шатун 13 через подшипники 14 соединен с вышеуказанным кривошипно-шатунным механизмом 4, с одной стороны, и торцевой стенкой рабочей камеры 15 - с другой, которая с другой стороны соединена через подшипники 16 с коленчатым валом 17, указанные корпус 1 и торцевая стенка 15 соединены между собой рабочей камерой 18, от баллона 19 со сжатым воздухом идут трубопроводы 20, в которых врезаны запорные органы 21 и 22, управляемые педалями 23 и 24, вторыми концами соединенные с впускными трубопроводами 11, к указанным выпускным клапанам 7 соединены трубопроводы 25 и 26 с запорными органами 27 и 28, управляемыми педалями 23 и 24 с атмосферой, на концах коленчатого вала 17 надеты подшипники 29, наружными обоймами соединенные с жесткостью (не показана). Для того, чтобы предлагаемый пневматический двигатель работал эффективно, необходимо единый коленчатый вал 17 соединить с четырьмя устройствами, показанными на чертеже таким образом, что если в одном устройстве будет начало впуска, в другом - начало выпуска, в третьем - пик впуска, в четвертом - пик выпуска. Рабочая камера 18 выполнена из резинокорда, или иного материала, обладающего прочностью и гибкостью. Малые колени кривошипно-шатунного механизма 4 расположены друг относительно друга под углом 180^о, большое колено кривошипно-шатунного механизма 4 расположено относительно малых колен под углом 90^о. Большое колено кривошипно-шатунного механизма 4 по размеру точно такое, как колено коленчатого вала 17.The drawing shows a longitudinal section of a pneumatic engine, consisting of a housing 1 with a welded conical ring 2, on which bearings 3 are mounted, in which the ends of the crank mechanism 4 are mounted, on which the bearings 5 are mounted, the outer cages fixed to the caps of the sleeves 6, mating with sleeves 7, which are in contact with exhaust valves 8, welded to the caps 9, and spring-loaded with springs 10, which abut the caps of the above sleeves 6 and 7, through which the inlet pipelines 11, in which the inlet valves 12 are located, the connecting rod 13 is connected through bearings 14 to the above crank mechanism 4, on the one hand, and to the end wall of the working chamber 15, on the other, which is connected through the bearings 16 to the crankshaft 17, said housing 1 and the end wall 15 is interconnected by the working chamber 18, pipelines 20 go from the cylinder 19 with compressed air, into which the locking elements 21 and 22 are cut, controlled by the pedals 23 and 24, connected to the inlet pipelines 11 by the second ends, to the specified exhaust valves 7 with The pipelines 25 and 26 are connected with the locking elements 27 and 28, controlled by the pedals 23 and 24 with the atmosphere, bearings 29 are put on the ends of the crankshaft 17, and the outer cages are connected with stiffness (not shown). In order for the proposed pneumatic engine to work efficiently, it is necessary to connect a single crankshaft 17 to the four devices shown in the drawing in such a way that if in one device there is an inlet start, in the other - the start of the release, in the third - the inlet peak, in the fourth - peak release. The working chamber 18 is made of rubber cord, or other material having strength and flexibility. The small knees of the crank mechanism 4 are located relative to each other at an angle of 180 ^about , the large knee of the crank mechanism 4 is located relative to the small knees at an angle of 90 ^about . The large elbow of the crank mechanism 4 in size is exactly the same as the elbow of the crankshaft 17.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При нажатии на педаль 23 сжатый воздух из баллона 19 идет через трубопровод 20, запорный орган 21, впускной трубопровод 11 и открытый клапан 12 в рабочую камеру 18. Под давлением сжатого воздуха торцевая стенка рабочей камеры 15 движется вниз до нижней мертвой точки, а поднимает торцевую стенку рабочей камеры 15 к верхней мертвой точке коленчатый вал 17, на который действует такое же устройство сбоку и снизу, при этом корпуса 1 на всех устройствах остаются неподвижными, так как закреплены к жесткости (на фигуре не показана). Вместе с вращением коленчатого вала 17 вращается кривошипно-шатунный механизм 4, который при движении торцевых стенок 15 от верхней мертвой точки к нижней открывает впускные клапаны 12, а при движении торцевых стенок 15 от нижней мертвой точки к верхней впускные клапаны 12 закрыты, а выпускные клапаны 8 открыты. На автомобилях предложенный пневматический двигатель работает следующим образом. When you press the pedal 23, the compressed air from the cylinder 19 goes through the pipe 20, the shutoff member 21, the inlet pipe 11 and the open valve 12 into the working chamber 18. Under the pressure of the compressed air, the end wall of the working chamber 15 moves down to bottom dead center, and raises the end the wall of the working chamber 15 to the top dead center the crankshaft 17, on which the same device acts from the side and from the bottom, while the housing 1 on all devices remain stationary, since they are fixed to stiffness (not shown in the figure). Together with the rotation of the crankshaft 17, the crank mechanism 4 rotates, which, when the end walls 15 move from the top dead center to the bottom, opens the intake valves 12, and when the end walls 15 move from the bottom dead center to the upper, the intake valves 12 are closed and the exhaust valves 8 open. On cars, the proposed pneumatic engine operates as follows.

Водитель нажимает ногой на педаль 23, сжатый воздух из баллона 19, через трубопровод 20 и запорный орган 21, поступает в рабочие камеры 18 и автомобиль, трогаясь с места, начинает движение. Чем больше смещается педаль 23, тем больше открывается запорный орган 21, выше скорость автомобиля. Если водитель убрал ногу с педали 23, пружина, которая находится под педалью (не показана), возвращает педаль 23 в исходное положение, запорный орган 21 закрывается. Если водитель переносит ногу с педали 23 на педаль 24 и при этом нажимает на нее, происходит торможение двигателем, а после остановки, движение автомобиля назад, так как пневмодвигатель вращается в обратную сторону. The driver presses the pedal 23 with his foot, the compressed air from the cylinder 19, through the pipe 20 and the shut-off element 21, enters the working chambers 18 and the car, moving away, starts to move. The more the pedal 23 is shifted, the more the locking member 21 opens, the higher the speed of the car. If the driver removed his foot from the pedal 23, the spring, which is located under the pedal (not shown), returns the pedal 23 to its original position, the locking member 21 closes. If the driver transfers his foot from pedal 23 to pedal 24 and presses it, engine braking occurs, and after stopping, the vehicle moves backward, since the air motor rotates in the opposite direction.

Лучше всего на автомобиль устанавливать два предлагаемых пневматических двигателя. Один пневматический двигатель соединить с задним мостом, другой с передним, работающие от единого баллона 19 и управляемые едиными педалями 23 и 24. Это позволит улучшить проходимость автомобиля, сократить длину карданных валов и, если пневмодвигатели установить не на кузовах, а на самих мостах, обходиться без крестовин, которые создают вибрацию и часто выходят из строя. Это позволит также обходиться без тормозной системы, в которую входят тормозные барабаны, колодки, накладки, трубопроводы и т. д. , кроме ручного тормоза, который будет действовать на коленвал 17 одного из двигателей. Кроме того, преимущество автомобилей с предлагаемым двигателем перед автомобилями с поршневым двигателем заключается в отсутствии систем охлаждения смазки, приготовления рабочей смеси, сцепления, коробки передач, датчиков, масла, воды, стартера, выхлопной трубы. Следствием ликвидации указанных частей явится уменьшение массы автомобиля и появление свободного пространства, которое можно заполнить баллонами со сжатым воздухом. Работа предлагаемого двигателя - два такта, поршневого, применяемого на современных автомобилях - четыре. У четырехтактного двигателя такт сжатия является тормозящим для двигателя. В предлагаемом двигателе два такта - впуск, одновременно рабочий ход и выпуск, тормозящего такта нет, поэтому предлагаемый двигатель очень экономичный. Кроме того, предлагаемый двигатель имеет высокий коэффициент полезного действия, так как отсутствует поршень, значит, отсутствует трение, нагрев, износ и прорыв газов между стенками цилиндра и поршнем. Предлагаемый двигатель можно применять во многих отраслях народного хозяйства. It is best to install two proposed pneumatic engines on a car. To connect one pneumatic engine to the rear axle, the other to the front one, operating from a single cylinder 19 and controlled by the single pedals 23 and 24. This will improve the car's patency, reduce the length of the driveshafts and, if the air motors are installed not on the bodies, but on the bridges themselves, without crosses that create vibration and often fail. This will also make it possible to do without a brake system, which includes brake drums, pads, linings, pipelines, etc., except for the hand brake, which will act on the crankshaft 17 of one of the engines. In addition, the advantage of cars with the proposed engine over cars with a piston engine is the absence of lubrication cooling systems, preparation of the working mixture, clutch, gearbox, sensors, oil, water, starter, exhaust pipe. The consequence of the elimination of these parts will be a decrease in the mass of the car and the appearance of free space that can be filled with compressed air cylinders. The work of the proposed engine is two cycles, the piston used in modern cars is four. In a four-stroke engine, the compression stroke is braking for the engine. The proposed engine has two cycles - inlet, at the same time working stroke and exhaust, there is no inhibitory stroke, therefore, the proposed engine is very economical. In addition, the proposed engine has a high efficiency, since there is no piston, so there is no friction, heating, wear and gas breakthrough between the cylinder walls and the piston. The proposed engine can be used in many sectors of the economy.

Технико-экономическая эффективность заключается в том, что предлагаемый пневматический двигатель имеет высокий крутящий момент. (56) Авторское свидетельство СССР N 564436, кл. F 03 C 5/02, 1977. Feasibility is that the proposed air motor has a high torque. (56) Copyright certificate of the USSR N 564436, cl. F 03 C 5/02, 1977.

Claims

A PNEUMATIC ENGINE containing a housing, a working chamber with deformable walls, a crankshaft and a gas distribution system, the camera being mounted on the housing and kinematically connected to the crankshaft, characterized in that, in order to increase the torque, the gas distribution system is made in the form of a crank-connecting rod a mechanism mounted on a conical ring welded to the body and placed in the cavity of the working chamber, four locking bodies, pairwise connected by pedals, a cylinder filled with compressed air m, inlet and outlet valves, while the valves are mounted on the housing with the possibility of interaction with the corresponding connecting rods of the crank mechanism and alternating communication of the cavity of the working chamber with the cylinder and the environment, the crank mechanism is kinematically connected through the connecting rod and the end wall of the working chamber to the cranked a shaft, and the engine is equipped with adapter caps welded to the exhaust valves and arranged with periodic contact with the plates of these valves.