RU2011849C1

RU2011849C1 - Air-operated engine

Info

Publication number: RU2011849C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Паршутин
Original assignee: Юрий Сергеевич Паршутин
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: valve 32 is open and compressed air enters working chambers 18 trough pipe 34 and by-pass valve 35 when one presses pedal 33. As the result faces of working chambers 15 act on crankshaft 17 from four sides and fix the shaft. To prevent break of working chambers 18 gas regulator 31 is available. The regulator maintains a given pressure of compressed air downstream of it. EFFECT: expanded operational capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к пневмомашиностроению и может найти применение в приводах вращательного действия различных машин. The invention relates to pneumatic 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, наружная поверхность каждой камеры охвачена пучками жил, концы которых закреплены на поверхности статора и ротора, при этом точки крепления жил расположены на прямых, перпендикулярных плоскости вращения ротора [1] . Known pneumohydraulic engine containing a stator in which an eccentric rotor is installed, and elastic power elements in the form of chambers placed in the gap between the rotor and the stator, the outer surface of each chamber is covered by bundles of cores, the ends of which are fixed on the surface of the stator and rotor, while the attachment points of the cores located on straight lines perpendicular to the plane of rotation of the rotor [1].

Недостатком этого пневмогидродвигателя является невысокий крутящийся момент. The disadvantage of this air hydraulic motor is its low torque.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал, кривошипно-шатунный механизм, установленный на конусовидном кольце, приваренном к корпусу, и размещенный в полости рабочей камеры, клапаны переднего и заднего хода, педали, краны сброса и подачи и баллон, заполненный сжатым воздухом, причем клапаны установлены с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и периодического сообщения полости рабочей камеры с баллоном, кривошип- но-шатунный механизм кинематически связан через дополнительный шатун и торцовую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, впускные и выпускные трубы, в которых расположены перепускные клапаны [2] . The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a pneumatic engine containing a housing, a working chamber with deformable walls, a crankshaft, a crank mechanism mounted on a cone-shaped ring welded to the housing, and placed in the cavity of the working chamber, front and reverse gears, pedals, dump and feed valves and a cylinder filled with compressed air, the valves being installed with the possibility of interaction with the corresponding connecting rods of the crank mechanism the casing and periodic communication of the cavity of the working chamber with the cylinder, the crank mechanism is kinematically connected through an additional connecting rod and the end wall of the working chamber with the crankshaft, inlet and outlet pipes in which the bypass valves are located [2].

Недостатком прототипа являются низкие эксплуатационные возможности, связанные с невозможностью фиксировать пневмодвигатель в неподвижном положении. The disadvantage of the prototype is the low operational capabilities associated with the inability to fix the air motor in a stationary position.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. The aim of the invention is the expansion of operational capabilities.

Поставленная цель достигается тем, что пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал, кривошипно-шатунный механизм, установленный на конусовидном кольце, приваренном к корпусу, и размещенный в полости рабочей камеры, клапаны переднего и заднего хода, педали, краны сброса и подачи и баллон, заполненный сжатым воздухом, причем клапаны установлены с возможностью взаимоде- йствия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и периодического сообщения полости рабочей камеры с баллоном, кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через дополнительный шатун и торцовую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, впускные и выпускные трубы, в которых расположены перепускные клапаны, выполнен в виде баллона, заполненного сжатым воздухом, который соединен посредством магистрали с рабочей камерой, причем магистраль выполнена из последовательно соединенных трубопроводами газовых редукторов, крана, кинематически связанного с нажимной педалью, и перепускного клапана, установленного в магистрали. This goal is achieved in that the pneumatic engine, comprising a housing, a working chamber with deformable walls, a crankshaft, a crank mechanism mounted on a cone-shaped ring welded to the housing and placed in the cavity of the working chamber, forward and reverse valves, pedals, dump and supply taps and a cylinder filled with compressed air, the valves being installed with the possibility of interaction with the corresponding connecting rods of the crank mechanism and periodic communication of the working cavity ery with a cylinder, the crank mechanism is kinematically connected through an additional connecting rod and the end wall of the working chamber with a crankshaft, the intake and exhaust pipes, in which the bypass valves are located, is made in the form of a cylinder filled with compressed air, which is connected via a highway to the working chamber, moreover, the line is made of gas reducers connected in series by pipelines, a crane kinematically connected to the pressure pedal, and a bypass valve installed in the line.

Свойства пневмодвигателей совпадают, но предлагаемый пневмодвигатель способен фиксироваться в неподвижном положении, а в известном пневмодвигателе этого свойства нет. The properties of the air motors are the same, but the proposed air motor is able to be fixed in a fixed position, but this property is not in the known air motor.

На чертеже показан пневматический двигатель, продольный разрез. The drawing shows a pneumatic motor, a longitudinal section.

Двигатель состоит из корпуса 1 с приваренным конусовидным кольцом 2, на котором укреплены подшипники 3, в которых находятся концы кривошипно-шатунного механизма 4, который через подшипники с шатунами 5 закреплен к шляпкам гильз 6. сопряженных с гильзами 7, контактирующими с выпускными трубами 8 через приваренные к выпускным трубам 8 колпаки 9 и подпружиненными пружинами 10, которые упираются в шляпки гильз 6 и 7. Через отверстия в последних проходят впускные трубы 11, в которых находятся впускные клапаны 12. Дополнительный шатун 13 через подшипники 14 соединен с кривошипно-шатунным механизмом 4 с одной стороны и с торцом рабочей камеры 15 с другой, которая через подшипники 16 соединена с коленчатым валом 17. Корпус 1 и торец рабочей камеры 15, соединены между собой рабочей камерой 18. От баллона 19 со сжатым воздухом идет подающая магистраль 20 с кранами 21-24, управляемыми нажимными педалями 25 и 26, соединенная с впускными 11 и выпускными 8 трубами, в которых находятся перепускные клапаны 27 и 28. Клапан 27, пропуская сжатый воздух в трубу 11, запирает выход из трубы 11, клапан 28 под давлением сжатого воздуха, идущего из магистрали 20, запирает вход и выход в трубы 8, а при отсутствии воздействия сжатого воздуха, идущего из магистрали 20, выпускает воздух из труб 8. На концах коленчатого вала 17 надеты подшипники 29, наружными обоймами закрепленные к жесткости (не показана). В магистраль 20, идущую от баллона 19 со сжатым воздухом, последовательно врезаны редукторы 30 и 31, кран 32, управляемый педалью 33. В трубе 34, установленной на корпусе 1, расположен перепускной клапан 35, который пропускает сжатый воздух только в одном направлении - в рабочую камеру 18. The engine consists 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 located, which, through bearings with connecting rods 5, are fixed to the caps of the sleeves 6. mated to the sleeves 7 in contact with the exhaust pipes 8 through caps 9, welded to the exhaust pipes 8, and spring-loaded springs 10, which abut the sleeves of the sleeves 6 and 7. Inlets in the latter pass through the inlet pipes 11, in which the inlet valves 12 are located. An additional connecting rod 13 through the bearings 1 4 is connected to the crank mechanism 4 on one side and to the end of the working chamber 15 on the other, which is connected through the bearings 16 to the crankshaft 17. The housing 1 and the end of the working chamber 15 are interconnected by the working chamber 18. From the cylinder 19 with a compressed air enters the supply line 20 with taps 21-24 controlled by pressure pedals 25 and 26, connected to the inlet 11 and outlet 8 pipes, in which the bypass valves 27 and 28 are located. The valve 27, passing compressed air into the pipe 11, closes the exit of the pipe 11, valve 28 under compressed air pressure coming from the highway 20, closes the entrance and exit to the pipes 8, and in the absence of the impact of compressed air coming from the highway 20, exhausts the air from the pipes 8. At the ends of the crankshaft 17, bearings 29 are worn, secured to the stiffness with outer cages (not shown) . Reducers 30 and 31, a valve 32, controlled by the pedal 33, are sequentially cut into the line 20, which runs from the cylinder 19 with compressed air. A bypass valve 35 is located in the pipe 34 mounted on the housing 1, which passes compressed air only in one direction — into the working chamber 18.

Для того чтобы предлагаемый пневматический двигатель работал эффективно, необходимо единый коленчатый вал 17 соединить с четырьмя устройствами, показанными на чертеже, так, что если в одном устройстве будет начало впуска, в другом - начало выпуска, в третьем - пик впуска, в четвертом - пик выпуска. Рабочая камера 18 может быть выполнена из резинокорда или иного материала, обладающего прочностью и гибкостью. Малые колени кривошипно-шатунного механизма 4 развернуты относительно друг друга под углом 180^о. Большое колено кривошипно-шатунного механизма 4 развернуто относительно малых колен под углом 90^о.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, so that if in one device there will be an inlet start, in the other - the start of the release, in the third - the inlet peak, in the fourth - the peak release. The working chamber 18 may be made of rubber cord or other material having strength and flexibility. Small knees of the crank mechanism 4 are deployed relative to each other at an angle of 180 ^about . The large knee of the crank mechanism 4 is deployed relative to the small knees at an angle of 90 ^about .

Двигатель работает следующим образом. The engine operates as follows.

При нажатии на педаль 25 сжатый воздух из баллона 19 идет через подающую магистраль 20, кран 22, впускную трубу 11 и открытый клапан 12 под гибкую оболочку. Под давлением сжатого воздуха торец рабочей камеры 15 движется до нижней мертвой точки, а поднимает торец 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 (не показана). Вместе с вращением коленчатого вала 17 вращаются кривошипно-шатунные механизмы 4, которые при движении торцов рабочих камер 15 от верхней меривой точки к нижней открывают впускные клапаны 12, а при движении торцов рабочих камер 15 от нижней мертвой точки к верхней впускные клапаны 12 закрыты, а выпускные трубы 8 открыты. When you press the pedal 25, the compressed air from the cylinder 19 goes through the supply line 20, the valve 22, the inlet pipe 11 and the open valve 12 under the flexible shell. Under the pressure of compressed air, the end of the working chamber 15 moves to the bottom dead center, and raises the end of the working chamber 15 to the top dead center of the crankshaft 17, on which the same device acts from the side and from the bottom, while the cases 1 on all devices remain stationary, since fixed to stiffness (not shown). Together with the rotation of the crankshaft 17, crank mechanisms 4 rotate, which, when the ends of the working chambers 15 move from the upper measuring point to the bottom, open the inlet valves 12, and when the ends of the working chambers 15 move from the bottom dead center to the upper, the inlet valves 12 are closed, and exhaust pipes 8 are open.

На автомобилях предложенный пневматический двигатель работает следующим образом. On cars, the proposed pneumatic engine operates as follows.

Водитель нажимает ногой на педаль 25, сжатый воздух из баллона 19 через подающую магистраль 20 и кран 22 поступает в рабочие камеры 18 и автомобиль, трогаясь с места, начинает движение. Чем больше смещается педаль 25, тем больше открываются краны 21 и 22 и выше скорость автомобиля. Если водитель убрал ногу с педали 25, пружина, которая находится под педалью (не показана), возвращает педаль 25 в исходное положение, при этом краны 21 и 22 закрываются. Если водитель во время движения автомобиля перенесет ногу с педали 25 на педаль 26 и при этом нажмет на нее, произойдет торможение двигателем, а после остановки - движение автомобиля назад, так как пневматический двигатель вращается в обратном направлении. Чтобы исключить самопроизвольное движение остановленного автомобиля, имеется педаль 33, при нажатии на которую открывается кран 32 и сжатый воздух через трубу 34 и перепускной клапан 35 поступает в рабочие камеры 18, в результате торцы рабочих камер 15 давят с четырех сторон на коленчатый вал 17, который фиксируется в неподвижном положении. Чтобы рабочие камеры не разорвались, предусмотрен газовый редуктор 31, за которым поддерживается определенное давление сжатого воздуха. Чтобы ограничить скорость автомобиля, предусмотрен газовый редуктор 30, за которым поддерживается определенное давление сжатого воздуха. Таким образом, предлагаемый пневматический двигатель способен выполнять функции стояночного тормоза на автомобиле. The driver presses the pedal 25 with his foot, the compressed air from the cylinder 19 through the supply line 20 and the valve 22 enters the working chambers 18 and the car starts moving and starts moving. The more the pedal 25 is shifted, the more cranes 21 and 22 open and the vehicle's speed is higher. If the driver removed his foot from the pedal 25, the spring, which is located under the pedal (not shown), returns the pedal 25 to its original position, while the taps 21 and 22 are closed. If the driver, while the car is moving, transfers the foot from pedal 25 to pedal 26 and presses it, engine braking will occur, and after stopping, the car will move backward, since the air motor rotates in the opposite direction. To exclude spontaneous movement of a stopped car, there is a pedal 33, when pressed, a valve 32 is opened and compressed air through the pipe 34 and the bypass valve 35 enters the working chambers 18, as a result of the ends of the working chambers 15 press on the crankshaft 17 from four sides, which fixed in motionless position. To prevent the working chambers from breaking, a gas reducer 31 is provided, behind which a certain pressure of compressed air is maintained. To limit the speed of the car, a gas reducer 30 is provided, behind which a certain pressure of compressed air is maintained. Thus, the proposed pneumatic engine is able to perform the functions of the parking brake on the car.

При подаче сжатого воздуха рабочая камера 18 приобретает форму, близкую к шаровидной, а при выпуске сжатого воздуха рабочая камера приобретает форму выворачиваемого вовнутрь чулка, в результате достигается высокий крутящийся момент пневмодвигателя. When compressed air is supplied, the working chamber 18 takes on a shape close to spherical, and when compressed air is released, the working chamber takes the form of a stocking turned inside out, resulting in a high torque of the air motor.

Технико-экономическая эффективность заключается в том, что предлагаемый пневматический двигатель фиксируется в неподвижном положении, выполняя функции стояночного тормоза на автомобилях. Feasibility study consists in the fact that the proposed pneumatic engine is fixed in a fixed position, performing the function of the parking brake on cars.

Claims

PNEUMATIC ENGINE, comprising a housing, a working chamber with deformable walls, a crankshaft and a gas distribution system including intake and exhaust pipes, characterized in that, in order to expand operational capabilities, it is equipped with a crank mechanism mounted on a conical ring welded to the housing , pedals, dump and supply valves and a cylinder in communication with the inlet pipe, in which the gas gears are installed in series, the front and the back stroke, the inlet and outlet valves being installed with the possibility of interaction with the corresponding connecting rods of the crank mechanism and periodic communication of the working chamber cavity with the cylinder and the atmosphere, and the crank mechanism is kinematically connected through the additional connecting rod and the end wall of the working chamber with the crankshaft, this inlet and outlet nozzles installed bypass valves, the first of which respectively communicate with the working chamber with a source of compressed air, and the last rayut exit of compressed air from the working chamber.