ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА ДВИГАТЕЛЯ из "Двигатели Стирлинга " Наличие в двигателе Стирлинга двух синхронно изменяющихся объемов (горячего и холодного) потребовало применения механизма, выполняющего одновременно функции синхронизатора движения поршней и силового преобразователя. [c.53] Наибольшее распространение в настоящее время получили поршневые двигатели с кривошипно-шатунными механизмами. Аксиальные (или с малыми дезаксиалами) рядные, У-образные и звездообразные кривошипно-шатунные механизмы с центральными и прицепными шатунами, а также бесшатунный механизм С. С. Баландина достаточно подробно описаны в литературе [1, 19, 22]. Шайбовые механизмы не имеют широкого распространения в двигателестроении из-за недостаточной до-веденности конструкции (высокие контактные напряжения, значительный износ, склонность к заклиниванию из-за больших боковых сил). Однако невысокие степени повышения давления и сравнительно небольшие скорости изменения давления в рабочих полостях двигателя Стирлинга, т. е. мягкость рабочего процесса, позволяют считать перспективным и механизм это го типа. [c.54] Совершенно новой схемой, впервые примененной фирмой Филипс в 1953 г. специально для двигателей Стирлинга, является схема ромбического механизма Ф. Ланчестера (1898 г.). Так как аналогичные схемы (рис. 31) не использовались при конструировании тепловых иоршневых двигателей, то в дальнейшем основное внимание будет уделено именно этим схемам. [c.55] Применительно к рассматриваемой схеме ромбического механизма введем дополнительно условные обозначения 1—рабочий или вытеснительный поршень, 2 — шток, 3 — траверса, — палец, 5 — шатун, к5 — крышка большой (кривошипной) головки шатуна, 6 — цапфа кривошипа, 7 — противовес, 8 — коленчатый вал, 9 —синхронизирующая шестерня, п — детали, относящиеся к механизму рабочего поршня, в — детали, относящиеся к механизму вытеснительного поршня. Эти обозначения в дальнейшем используются как индексы в расчетных формулах. [c.55] Ромбический механизм (рис. 31, а) состоит из двух вращающихся в противоположных направлениях коленчатых валов 8, соединенных синхронизирующими шестернями 9. Направление вращения коленчатых валов должно обеспечивать опережающее движение вытеснительного поршня. Штоки 2п и 2в рабочего и вытеснительного поршней соединены с соответствующими траверсами Зп и Зв, а последние через шатуны 5п и 5в связаны с коленчатыми валами. Под рабочим поршнем находится буферная полость III. [c.55] Ромбический механизм симметричен относительно оси цилиндра В плоскости, перпендикулярной к осям коленчатых валов, и представляет собой совокупность четырех кинематически связа нных дезаксиальных кривошипно-шатунных механизмов. Необходимые для работы двигателя законы изменения объемов горячей Уг и холодной Ух полостей можно получить лишь при значительных дезаксиалах механизмов рабочего и вытеснительного поршней, ири которых силы, действующие в кривошипно-шатунных механизмах перпендикулярно оси ци линдра, резко увеличиваются. Преимуществом ромбического механизма является то, что перпендикулярные к оси цилиндра силы двух симметричных дезаксиальных кривошипно-шатунных механизмов воспринимаются соответствующей траверсой и не нагружают цилиндро- поршневую группу. [c.56] Симметрия ромбического механизма в продольной плоскости (рис. 31, в) позволяет приблизить конструкцию к уравновешенной. Вследствие больших геометрических размеров комплект вытеснительного поршня имеет большую массу, чем комплект рабочего поршня. Как будет показано ниже, полное динамическое уравновешивание механизма даже одноцилиндрового двигателя возмож но лишь при определенном соотношении этих масс (в частном случае симметричного ромбического механизма—при их равенстве), и соответствующем размещении противовесов на коленчатых валах. [c.56] Особый интерес вызывает схема двигателя с рабочим и вытеснительным поршнями равных диаметров и симметричным ромбическим механизмом с центральными шатунами (рис. 31, в) Отличаясь конструктивной простотой и технологичностью по сравнению с другими ромбическими механизмами (одноцапфО вые кривошипы, одинаковые шатуны, траверсы равных размеров, бесступенчатый цилиндр), симметричный ромбический механизм позволяет получить вполне приемлемые законы изменения объемов рабочих полостей двигателя при полной его динамической урав новешенности. [c.56] Вернуться к основной статье