Поршневая машина

1 Предпосылки изобретения Настоящее изобретение относится к механизму преобразования силы и движения, используемому в поршневой машине,содержащей, по меньшей мере, один поршень для передачи сил между совершающим/совершающими возвратно-поступательное перемещение поршнем/поршнями этой машины и ее вращающимся приводным входным или выходным валом в зависимости от ее применения. Более точно изобретение относится к поршневой машине, содержащей, по меньшей мере, один подвижный в осевом направлении поршень, расположенный в цилиндре и присоединенный к вращающемуся приводному входному или приводному выходному валу посредством предпочтительно полого цилиндрического штока, присоединенного к траверсе крейцкопфа, которая расположена перпендикулярно оси штока поршня и в которой между выполненными на ней поверхностями скольжения расположены ползуны крейцкопфа, каждый на своей шатунной шейке, причем указанные ползуны синхронно приводятся в движение с совершением перемещения вдоль траверсы во взаимно точно противоположных направлениях,а два диска шатунных шеек или двойные кривошипы, взаимодействующие посредством траверсы, приводятся во вращение с одинаковым числом оборотов в минуту во взаимно противоположных направлениях вращения, и их перемещение регулируется так, что два ползуна крейцкопфа размещаются точно в одно время в определенных положениях в траверсе при нахождении поршня в верхней или нижней мертвой точке. Такой механизм может использоваться в поршневых машинах или с кривошипношатунном механизмом, или с кривошипным механизмом, аналогичным известному в настоящее время механизму с треугольным кривошипом, и в нем используется траверса крейцкопфа, расположенная перпендикулярно центральной оси поршня, но от указанного механизма с треугольным кривошипом он отличается тем, что вместо одного ползуна в нем используются два ползуна крейцкопфа, расположенные на шатунных шейках коленчатого вала и совершающие возвратно-поступательное перемещение в продольном направлении по траверсе во взаимно противоположных направлениях с положительными и отрицательными ускорениями, в любой момент времени одинаковыми для обоих ползунов крейцкопфа, при этом указанные ползуны совершенно одновременно меняют направление своего перемещения на противоположное, что достигается благодаря использованию соответствующего синхронизирующего механизма, обеспечивающего вращение используемых дисков шатунных шеек или коленчатых валов, по два на одну траверсу 2 крейцкопфа, шейки которых подвешены в опорных вкладышах своих отдельных ползунов,с одинаковым числом оборотов в минуту вокруг их центральных осей, проходящих перпендикулярно продольному направлению траверсы, но во взаимно противоположных направлениях вращения, поскольку синхронизация, за исключением противоположного вращения, регулируется так, что два ползуна крейцкопфа точно одновременно размещаются точно в таком положении в траверсе крейцкопфа, при котором поршень останавливается в верхней или нижней мертвой точке. Описанная во введении поршневая машина известна из документа SU-A-1281700. В этом документе описан поршневой двигатель, в котором шток поршня присоединен к одной траверсе крейцкопфа, соединенной с двумя коленчатыми валами, вращающимися с одинаковым числом оборотов в минуту в противоположных направлениях. Присоединение к траверсе выполнено посредством ползунов крейцкопфа, прикрепленных к ней так, что коленчатые валы и поршень точно одновременно (синхронно) прибывают в свои верхние и нижние мертвые точки. Таким образом, поршневая машина имеет конструкцию с двумя параллельными коленчатыми валами, присоединенными к одному поршню через траверсный механизм. Каждый ползун крейцкопфа выполнен в виде вкладыша скольжения и дополнительного опорного вкладыша, расположенного перпендикулярно и используемого для присоединения к шатунной шейке коленчатого вала. Эта конструкция является довольно сложной и имеет ряд недостатков, так как центральная линия ползунов крейцкопфа должна быть смещена относительно центральной линии, проходящей через центральные линии двух взаимодействующих коленчатых валов, расположенных на одинаковом расстоянии с обеих сторон оси поршня. При такой конструкции высота машины должна быть достаточно большой, и, кроме того, штоки поршней должны иметь различную длину. Более того,конструкция с одним или двумя комплектами поршней, расположенными в центральной части траверсы, является не вполне удобной, поскольку последняя тем самым подвергается изгибу в продольном направлении. Целью настоящего изобретения является создание поршневой машины, в которой отсутствуют недостатки, присущие известным поршневым машинам, которая в зависимости от ее применения может иметь приводной выходной или приводной входной вал, которая одновременно может работать с траверсным механизмом, выполненным в виде двутавровой траверсы или в виде балочной траверсы, и которая может иметь приводной выходной или приводной входной вал, выполненный в виде коленчатого вала или вала диска шатунной шейки. 3 В соответствии с настоящим изобретением поставленная цель достигнута в поршневой машине, упомянутой во введении и отличающейся тем, что траверса имеет верхнюю и нижнюю полки, которые на своих обращенных друг к другу боковых поверхностях образуют продольные поверхности скольжения или являются основанием для крепления на них продольных поверхностей скольжения, между которыми с каждой стороны стенки траверсы два ползуна крейцкопфа совершают скользящее перемещение во взаимно противоположных направлениях вдоль траверсы, на середине которой они проходят мимо друг друга и совершают ход в наружном направлении с одновременным точным его завершением обоими ползунами с поворотом в противоположном направлении перемещения на равных расстояниях от середины траверсы, при этом поршни своими штоками прикреплены на обращенных наружу боковых поверхностях верхней полки и/или нижней полки траверсы и тем самым расположены непосредственно над взаимодействующим приводным входным или приводным выходным валом. При таком перемещении ползунов крейцкопфа оси поршней при нахождении поршней в верхней и нижней мертвой точке могут быть расположены непосредственно над валом, используемым для отвода или подвода мощности. Таким образом, в траверсе отсутствует изгибающее воздействие. Тем временем траверса может быть выполнена в виде простого, с технической точки зрения, изделия, так как поверхности скольжения могут быть образованы стенками балки, которая может иметь различную конструкцию. Таким образом, изобретение соответственно заключается в использовании траверсы крейцкопфа в принципе двух различных форм,одна из которых в особенности подходит для применения вместе с дисками шатунных шеек и имеет в целом двутавровое поперечное сечение,благодаря чему она и названа двутавровой траверсой, при этом механизм, часть которого она образует, назван механизмом с двутавровой траверсой, а другая в особенности подходит для использования вместе с коленчатыми валами и выполнена путем соединения двух так называемых балок, имеющих поверхности скольжения, благодаря чему она и названа балочной траверсой, а механизм, часть которого она образует, назван механизмом с балочной траверсой. При одновременном приходе поршней в свои верхние и нижние мертвые точки их перемещение, каждого в своем направлении, имеет отрицательное ускорение, которое в каждый момент времени является одинаковым для обоих ползунов крейцкопфа, и это продолжается до тех пор, пока ползуны после поворота дисков шатунных шеек или кривошипов на 90 не изменят одновременно направление своего пере 001984 4 мещения при скользящем ходе на противоположное, после чего они абсолютно одинаково увеличивают свою скорость до максимальной скорости, которая достигается ими непосредственно при проходе такого положения в траверсе, при котором поршни в очередной раз меняют направление своего перемещения на противоположное в верхней или нижней мертвой точке. В соответствии с этим ударная нагрузка на траверсу сведена к минимуму. Настоящее изобретение ниже описано со ссылками на приложенные чертежи. Основная конструкция механизма с двутавровой траверсой показана на фиг. 1. Траверса 5 крейцкопфа выполнена в виде двутавровой траверсы, изготовленной, например, путем спекания легкого твердого сплава и отформованной заодно с поршневым болтовым соединительным элементом (номера 48, 48' позиций на фиг. 14 и 15), который не показан на фиг. 1 и на котором закреплены штоки 2, 2' поршня со своими соответствующим поршнями. С каждой стороны центральной стенки 17 двутавровой траверсы на поверхностях 6, 6' скольжения между ее верхней и нижней полками вставлены ползуны 14, 14' крейцкопфа, из которых виден только один ползун 14. Прямоугольные поверхности скольжения должны быть покрыты гладким износостойким материалом, например некристаллическим алмазом, а в ползунах крейцкопфа выполнены смазочные каналы, проведенные квкладышам и поверхностям скольжения крейцкопфа. На фиг. 1 для ясности диски 9, 9' шатунных шеек показаны с обеих сторон двутавровой траверсы, так что видно, что шатунные шейки 7,7' выступают от указанных соответствующих дисков и при нахождении последних в рабочем положении расположены почти вплотную к верхней и нижней полкам 12,12' траверсы, но не касаются их краев. Во время работы каждая шейка 7, 7' расположена в опорном вкладыше соответствующего ползуна 14, 14', в котором она вращается путем вращения дисков 9,9' вокруг их общей осевой линии, как видно на фиг. 1, но при этом каждая шейка вращается в своем направлении, которое на фиг. 1 показано стрелками на внешней поверхности дисков шатунных шеек. Как показано ниже, это вращение во взаимно противоположных направлениях обеспечено путем использования синхронизирующего механизма, который кроме своей регулировки обеспечивает также расположение осевых линий шеек 7, 7' во время поворота последних на равные по количеству круговые ходы точно друг напротив друга в то время, когда поршень 1, 1', расположенный на штоке 2, 2', меняет напpавление движения на противоположное в своей верхней или нижней мертвой точке. 5 Как видно из фиг. 1 совместно с фиг. 2, 3 и 4, путем осуществления описанного выше перемещения достигнуты следующие результаты: Синусоидальное перемещение поршня, поскольку поршни 1,1', как показано на фиг. 2,находятся в соответствующих верхней и нижней мертвых точках, когда ползуны 7, 7' находятся точно в верхней точке своего кругового хода, и осуществили точно половину своего хода в то время, когда ползуны 7, 7' путем поворота дисков 9, 9' на 90 расположены в траверсе с наибольшим удалением друг от друга, в результате чего поршни 1, 1' при условии равномерного вращения дисков 9, 9' выполняют оставшуюся половину своего хода точно за то же время, что и первую половину, причем их возвратнопоступательное перемещение оказывается совершенно гармоничным и, соответственно, может быть на 100% уравновешено противовесами 24, 24' (фиг. 1). Направление перемещения ползунов 14,14', когда они совершают свое перемещение вдоль траверсы 5 в точно противоположных направлениях, что в сочетании с их расположением вблизи относительно тонкой стенки 17 предполагает, что реакция от прогиба штока поршня, известного из эксплуатации машин, в которых используется кривошип и шатун, нейтрализована. В машинах, в которых используется только одна двутавровая траверса 5, в результате сил инерции от противовесов 24, 24', обозначенных на фиг. 4 буквой К, и сил инерции от ползунов 7, 7', обозначенных буквой G, возникает небольшой крутящий момент, обозначенный буквой R. Наличие крутящего момента в машинах, в которых, как показано на фиг. 5,используются две траверсы 5, полностью исключено, так что благодаря этому силы инерции уравновешиваются внутри машины и, следовательно, не вызывают никаких сил, действующих снаружи, в результате чего в сочетании с массами, вращающимися в машине в противоположных направлениях, равномерно распределенными и, следовательно, уравновешенными, машины этого типа полностью уравновешены. Полное освобождение от поперечного давления на поршень, поскольку ползуны 14, 14' равномерно поглощают силы, действующие на ось поршня, за исключением их расположения по центру под основанием крепления штока поршня на траверсе 5 при нахождении поршней 1, 1' в верхней и нижней мертвых точках, в остальное время они перемещаются в наружном направлении вдоль траверсы из этого положения каждый в свою сторону и постоянно расположены от него на одинаковом взаимном расстоянии, поскольку в любой момент времени центры этих ползунов расположены на осях,проходящих перпендикулярно оси поршня вдоль траверсы 5, и тем самым обеспечивают отсутствие поворота последней относительно этой оси. 6 На фиг. 2 схематично показана поршневая машина, которая аналогична показанной на фиг. 1 и в которой поршни 1, 1' показаны в том же положении, а именно соответственно в верхней и нижней мертвых точках, где возникает оптимальное давление сжатия и оптимальные силы инерции. Следовательно, соответственно именно тогда ползуны 14, 14' расположены посередине траверсы 5, которая, следовательно, не подвергается ни изгибающим напряжениям, ни скручивающим. В это же время преимущественно ползуны 14, 14' именно тогда достигают наибольшей скорости скольжения и наибольшей гидродинамической несущей способности. На фиг. 3 соответственно показано положение механизма, при котором поршни 1, 1',выйдя из положения, показанного на фиг. 1,прошли вниз половину своего хода, а ползуны 14, 14' во время перемещения поршней вдоль траверсы 5 переместились с убывающей скоростью, одинаковой в любое время, каждый в своем направлении вдоль траверсы и в середине хода поршня остановили свое перемещение в траверсе с наибольшим удалением друг от друга с паузой для изменения направления своего перемещения на противоположное. Во время изменения направления перемещения ползунов крейцкопфа на противоположное поршень 1 достиг наибольшей скорости хода, а сила, передаваемая поршнем двум взаимодействующим ползунам 14, 14', является вытесняющим давлением, которое меньше по сравнению с начальным вытесняющим давлением и которое в четырехтактных двигателях с двумя поршнями, расположенными на одной оси поршня, уравновешено давлением сжатия или выхлопа на поршень, противоположный ведомому поршню 1'. Уменьшенное воздействие силы в момент,когда ползуны 14, 14' в своих внешних положениях изменяют направление перемещения на противоположное, в совокупности с тем, что они равномерно распределяют эту силу, приводит к тому, что эта нагрузка на ползуны 14, 14' меньше нагрузки, которая на них воздействует при их нахождении в положении, когда поршни 1, 1' в верхней или нижней мертвой точке меняют направление своего перемещения на противоположное, что имеет определенное преимущество, поскольку прерванное на мгновение повышение гидродинамического давления в масляной пленке между ползунами 14, 14' и поверхностями 6, 6' скольжения траверсы 5 вызывает риск уменьшения этой пленки путем выдавливания большого количества масла, вызванного большой сжимающей нагрузкой, а также снижает риск изгибания и скручивания траверсы 5. Крутящее воздействие на траверсу 5 может быть до некоторой степени уравновешено путем удлинения прямоугольных поверхностей скольжения ползунов крейцкопфа. Более существенная 7 жесткость траверсы 5 при кручении одновременно с более существенной жесткостью при изгибе может быть получена путем выполнения на обращенных наружу сторонах ее верхней и нижней полок 12, 12' усиливающих ребер, которые предназначены для размещения крепежных соединительных элементов, например, крепежного соединительного элемента со стопорными выступами 36, 36' (фиг. 12), при этом выступающие ребра имеют продольные канавки со стопорными канавками 35, 35', после установки крепежного соединительного элемента удерживающими его в правильном положении, и деформация которых из-за поперечного изгиба предотвращена благодаря взаимодействию между выступами 36, 36' и канавками 35, 35'. Траверса 5, показанная на фиг. 12, может быть еще более усилена для противодействия изгибу и кручению, а также деформации ее поверхностей 6, 6', путем такого выполнения усиливающих ребер, при котором они могут использоваться для крепления дистанционных торцевых пластин 38, 38' (фиг. 12 и 13) винтами с плотной посадкой. Кроме того, двутавровая траверса, показанная на фиг. 12, собрана из двух одинаковых частей 20, 20' (фиг. 6 и 8) в целом таврового профиля, проходящих по всей длине траверсы и соединенных вместе так, что стенка 21 первой части расположена напротив стенки 21' второй части, так что верхняя полка 22 первой части обращена вверх, а верхняя полка 22' второй части соответственно обращена вниз, при этом стенки обеих частей имеют соответственно продольную соединительную канавку 33, 33' и взаимодействующий с этой канавкой соединительный выступ 34, 34', с увеличением продольной жесткости соединенного элемента после взаимной фиксации указанных двух частей таврового профиля подходящими для этого болтами 23 (фиг. 8) с плотной посадкой с образованием центральной стенки 17 (фиг. 1) траверсы 5. Эта траверса 5 выполнена симметрично относительно ее продольной центральной вертикальной плоскости благодаря тому, что две верхних полки 22, 22' частей таврового профиля имеют с одной стороны своей стенки выступ, который на толщину Т стенки шире выступа, расположенного с другой стороны стенки, и таким образом образуют поверхности 6, 6' скольжения или основание для крепления выполненных на нем поверхностей 6, 6' скольжения, которые имеют одинаковую ширину с обеих сторон центральной стенки двутавровой траверсы. Полное уравновешивание крутящего воздействия на траверсу 5 служит просто для предотвращения его возникновения, что может быть достигнуто путем параллельного смещения центральных осей дисков шатунных шеек в стороны на равные расстояния от оси поршня в плоскости, в которой они находились перед указанным параллельным смещением при нахож 001984 8 дении их осей на удалении друг от друга на общей оси, проходящей перпендикулярно оси поршня в том месте, где продольная центральная ось траверсы пересекает ось поршня 1, 1' при его нахождении на середине своего хода,при этом параллельное смещение выполняется на величину, обеспечивающую возможность совершения ползунами 14, 14', взаимодействующими в траверсе 5, продольного скользящего перемещения по середине траверсы во взаимно противоположных направлениях без совмещения друг с другом и без столкновения. Указанное параллельное смещение обеспечивает возможность выполнения шеек 7, 7' выступающими от своих дисков 9, 9' на такое расстояние, что на них могут быть расположены ползуны 14, 14', образованные путем соединения двух симметричных половин 27, 27' ползунов (фиг. 9, 10 и 11), имеющих ширину, соответствующую ширине верхних полок 22, 22' двух частей 20, 20' (фиг. 6 и 8), образующих траверсу 5, причем в этих частях 20, 20' в стенках таврового профиля выполнены два продольных выреза 19, 19', длина и высота которых обеспечивает возможность их совмещения после соединения и образования поверхностей 6,6' для ползунов 14, 14', выполненных так, как показано на фиг. 9, 10 и 11. При этом ползуны 14, 14' для обеспечения возможности функционирования в указанных вырезах двутавровой траверсы на своих прямоугольных поверхностях 25, 25' скольжения имеют продольные направляющие свободные канавки 32, 32', а их перемещение направляется по части стенок указанных частей таврового профиля, оставшихся после выполнения вырезов, причем эти оставшиеся части выступают в виде направляющих рельсов на середине двутавровой траверсы, образованной после взаимной фиксации этих частей. Поскольку две двутавровых траверсы, образованные двумя частями таврового профиля,существенно ослаблены выполнением в них вырезов, может быть полезным применение траверсы 5, состоящей из двух балок 37, 37'(фиг. 13, включая фиг. N-N и М-М), имеющих поверхности 6, 6' скольжения с продольными направляющими рельсами, образованными на их середине, для ползунов крейцкопфа, которые выполнены так, как показано на фиг.9, 10 и 11, и которые совершают перемещения во взаимно противоположных направлениях между поверхностями скольжения на двух указанных балках,удерживаемых на точном соответствующем расстоянии друг от друга дистанционными торцевыми пластинами 38, 38' и дистанционными промежуточными пластинами 39, 39', закрепленными болтами или винтами 43, 43' с плотной посадкой с каждой стороны балок 37, 37',имеющих поперечные ребра с отверстиями 42,42' для указанных болтов или винтов, используемых для крепления дистанционных торцевых и промежуточных пластин. 9 Балки 37, 37' дополнительно усилены, как показано на разрезе, изображенном на фиг. N-N,продольными круговыми ребрами, в центре которых выполнено сквозное посадочное отверстие для размещения продольного жесткого болта 40, 40' с плотной посадкой, предназначенного для функционирования в качестве усиливающего элемента, и которые кроме этого проходят по длине вне центральной усиленной части поверхности скольжения, при этом болты проходят через поперечные пазы 44, 44', выполненные в качестве основания крепления для размещения прямоугольного крепежного пальца, выступающего от конца штока поршня и имеющего посадочное отверстие, которое выполнено для основания крепления и для проходящего насквозь болта, установленного с плотной посадкой, и через которое этот болт проходит для окончательной совместной фиксации пазов гайками 41, 41', благодаря чему образованы две балки, имеющие поверхности скольжения, из чего следует, что балочная траверса может применяться для комплекта из четырех поршней, как показано на фиг. 13 штрихпунктирными линиями. Способность траверсы крейцкопфа, выполненной в виде двутавровой траверсы или балочной траверсы, нести комплекты из двух поршней с каждой своей стороны зависит не только от ее жесткости, но и в большой степени от несущей способности ползунов крейцкопфа,что главным образом определяется размером и формой ее поверхностей скольжения, что является одной из причин применения описанных выше траверс, в которых используются ползуны крейцкопфа, вариант выполнения которых показан на фиг. 9, 10 и 11, и перемещение которых по двум продольным прямоугольным поверхностям скольжения, объединенным в указанной траверсе, имеет определенные преимущества. Кроме того, эти ползуны уравновешивают крутящее воздействие на траверсу благодаря тому,что их поверхности скольжения имеются с каждой стороны продольной центральной оси. Кроме того, указанные ползуны крейцкопфа имеют преимущество благодаря относительно длинным опорным вкладышам, что обеспечивает отсутствие в них потери в существенной степени своей несущей способности из-за смазочных каналов, предназначенных для подачи смазочного масла из опорного вкладыша к поверхностям скольжения траверсы крейцкопфа. Вместо использования дисков шатунных шеек, вращающихся вокруг параллельных осей,и в двутавровой траверсе с двумя продольными вырезами, и в балочной траверсе с двумя продольными отверстиями могут применяться коленчатые валы, которые также вращаются вокруг параллельных осей, которые показаны на фиг. 7 и оси которых расположены параллельно в плоскости, лежащей на продольной центральной оси траверсы крейцкопфа, при нахождении 10 поршня на середине своего хода, причем указанные оси в этой плоскости расположены параллельно на расстоянии В по обе стороны от оси (оси Z), которая проходит посередине траверсы перпендикулярно продольной оси и оси поршня, а после параллельного смещения лежат на двух параллельных осях кривошипов на расстоянии А друг от друга. На фиг. 7 коленчатые валы показаны без ползунов крейцкопфа, а на фиг. 6, 7 и 8 с помощью изображенных координатных осей показано размещение двух частей таврового сечения(фиг. 6 и 8) поперечно двум ползунам крейцкопфа, которые должны быть размещены на двух шатунных шейках коленчатого вала, лежащих на оси Z ближе к отметке Z. Балочная траверса расположена соответствующим образом. Из фиг. 6, 7 и 8 видно, что на показанных двух очень коротких, простых и устойчивых к скручиванию коленчатых валах могут быть размещены две траверсы крейцкопфа, обеспечивающие возможность крепления до восьми поршневых комплектов в весьма малогабаритной поршневой машине. С использованием двух коленчатых валов с одним кривошипом в каждом из них и только одной траверсы может быть создан малогабаритный четырехцилиндровый двухтактный или четырехтактный двигатель, в котором без каких-либо других приспособлений все силы инерции и крутящие моменты, возникающие в поршневых машинах, уравновешены на 100%. На фиг. 15 показана балочная траверса,выполненная совершенно аналогично траверсе,показанной на фиг. 13, за исключением того,что поверхности скольжения, образованные в траверсе на балках, имеющих поверхности скольжения, выполнены совершенно плоскими. Такое изменение приводит к тому, что показанная балочная траверса подходит только для использования в машинах, в которых используются два взаимодействующих коленчатых вала,в отличие от двутавровой траверсы, образованной из двух частей таврового сечения, и балочной траверсы, показанной на фиг. 13, которые могут использоваться как для двух взаимодействующих дисков шатунных шеек, так и для двух взаимодействующих коленчатых валов,что обусловлено тем, что конструкции двух вышеупомянутых траверс в середине своих поверхностей скольжения имеют продольные выступающие направляющие рельсы, благодаря чему они могут использоваться только с ползунами крейцкопфа, имеющими продольные направляющие свободные канавки, аналогичные канавкам, показанным на фиг. 9, 10 и 11. На фиг. 14 показано выполнение траверсы крейцкопфа, имеющей то же назначение, что и двутавровая траверса 5, показанная на фиг. 1, из балок, имеющих поверхности скольжения и аналогичных балкам, показанным на фиг. 13. 11 Очевидно, что эта траверса является балочной траверсой, которая в принципе выполнена из двух балок, имеющих поверхности скольжения,и которая за исключением длины балок и варианта выполнения каждой из этих балок только с одной поперечной канавкой изготовлена с использованием тех же составных частей, что и балочная траверса, показанная на фиг. 13. Это является выгодным с точки зрения снижения производственных затрат и материальнотехнического обеспечения в фирмахизготовителях двигателей или компрессоров,имеющих различные характеристики. Кроме того, траверса, показанная на фиг. 14, является особенно жесткой относительно изгиба и скручивания, что обеспечивает возможность ее применения в машинах, где на поршень воздействует очень большое рабочее давление, например, в дизелях. Крепление штоков поршней к траверсе крейцкопфа может выполняться по двум принципам, а именно для выполнения основания для крепления, удерживающего шток поршня максимально жестко, так чтобы он отходил перпендикулярно от крейцкопфа, или для выполнения основания для крепления, достаточно жесткого для удержания штока поршня при воздействии на него сил отходящим перпендикулярно от траверсы крейцкопфа, но способного допускать появление небольших деформаций траверсы крейцкопфа во время работы машины без передачи существенного поперечного давления штоку поршня или самому поршню без этих перемещений, выполняемых практически бесконечное число раз с возникновением в результате этого усталостного излома. Простым способом крепления является выполнение соединительного элемента 48, 48'(фиг. 19 и 20) заодно с траверсой 5 на ее верхней полке или на верхней и нижней полках. Этот соединительный элемент выполнен с короткой цилиндрической направляющей, взаимодействующей с углублением в цилиндрическом штоке поршня и направляющей этот шток в правильном положении, в котором и шток поршня, и сам поршень прикреплены длинным болтом или винтом, завинченным в резьбу, выполненную в центре крепежного соединительного элемента. Этот способ крепления нецелесообразен из-за веса относительно длинного болта. Поскольку в соответствии с изобретением предложено использование траверсы крейцкопфа с двумя ползунами крейцкопфа, действующими синхронно во взаимно противоположных направлениях с обеспечением постоянного перемещения траверсы перпендикулярно оси поршня без воздействия поперечного давления на шток поршня или сам поршень, возможно использование крепежных деталей для поршня,невозможных и непригодных для использования в других механизмах преобразования силы, а 12 именно крепежные соединительные элементы с канавками, которые проходят поперек продольной оси траверсы крейцкопфа и в которых могут быть расположены и закреплены плоские прямоугольные крепежные пальцы, выступающие от нижнего конца штока поршня. Этот способ выполнения крепления штоков поршня вносит ряд преимуществ, а применяемые составные части имеют простую конструкцию, небольшой вес, и их легко устанавливать или присоединять, при этом их наличие не сказывается на существенном повышении общего веса машин, и они обеспечивают возможность установки и снятия штоков поршня с прикрепленным к ним поршнями без разборки и удаления взаимодействующих с ними составных частей и механизмов, а соединительные элементы, закрепленные в штоке поршня, не выступают за его диаметр, кроме того, необходимые крепежные соединительные элементы могут придать соответствующиe дополнительные прочность и жесткость, передаваемые траверсе. Крепежный соединительный элемент, показанный на фиг. 12 и упомянутый выше в тексте, выполнен в виде соединительного элемента с поперечной канавкой для размещения крепежного пальца, выступающего от штока поршня и выполненного жестким или гибким. Для крепления используются поперечная канавка 51,болт 52 с плотной посадкой, проходящий через канавку, боковая пластина 53 в канавке и винты с плоскими концами, имеющие более тонкую концевую часть. Поперечные канавки 44, 44', показанные на фиг. 13, 14 и 15, объединены, за исключением канавок, упомянутых ранее. Крепежный соединительный элемент, показанный на фиг. 16, 17 и Н-Н, изображен с плоским прямоугольным жестким крепежным пальцем 54, выступающим от штока 2, цилиндрическим основанием 59 крепления в штоке поршня, винтом 52 с плотной посадкой в канавке, основанием 50 для крепежного соединительного элемента, тонкой частью 57 боковой пластины у канавки, толстой частью 58 боковой пластины у канавки, винтами или болтами 60 для завинчивания, верхней полкой 12 двутавровой траверсы, ее нижней полкой 12' и центральной стенкой 17. На фиг. 18 показано расположение плоского прямоугольного гибкого крепежного пальца 61, выступающего от штока 2, цилиндрического основания 59 крепления в штоке поршня, отверстия 55 для винта с плотной посадкой, а также принципиальное размещение и форма направляющей штока поршня. Эта направляющая служит для направления перемещения штока 2,снабженного так называемым гибким крепежным пальцем, который благодаря тому, что его цилиндрическое основание 59 для крепления расположено достаточно высоко в полом ци 13 линдрическом штоке в сочетании с тем, что в машине используется крайне короткий легкий поршень, желательно обеспечивает точное возвратно-поступательное перемещение штока поршня вдоль оси поршня, что возможно благодаря наличию направляющей штока поршня,расположенной в месте размещения этого штока в нижней части цилиндра. Направляющая 62, 62' штока поршня расположена в нижней части цилиндра 4 и имеет опорное кольцо 63, в середине которого расположен гладкий износостойкий вкладыш 64 скольжения, через который шток поршня совершает возвратно-поступательное перемещение. Опорное кольцо закреплено в центре путем соединения с наружным кольцом 66, закрепленным во втулке 4 цилиндра, относительно небольшим количеством узких крепежных ребер,причем в опорном кольце выполнены отверстия 65, обеспечивающие наличие капель масла и насыщенного масляными парами воздушного тумана под поршнем 1, 1' во время работы для всасывания этого тумана в пространство под поршнем и выталкивания из этого пространства для подачи таким образом смазки на стенки цилиндра, а также для отвода тепла к внутренней полости в зоне работы дисков шатунных шеек или кривошипов, заполненной маслом под давлением, причем такой отвод тепла может быть дополнительно улучшен путем ввода во внутреннюю часть штока поршня соответствующего количества натрия, который во время работы расплавляется до жидкого состояния и разбрасывается в разные стороны между основанием крепления поршня и основанием крепления крепежного пальца. Независимо от того, достигнуто ли взаимное уравновешивание, противодействующее дисбалансу, преобразованному в поглощение в подвеске двигателя/машин, диски шатунных шеек должны быть снабжены подшипниками,которые для поглощения существенных усилий,возникающих в механизме, а также для сведения к минимуму общей осевой длины должны иметь такой большой диаметр, что они могут работать непосредственно на цилиндрических периферийных поверхностях дисков шатунных шеек или дисков шаровых связей, причем таким образом эти поверхности действуют как вкладыши подшипников. Существующие типы подшипников показали себя неподходящими или из-за недостаточной несущей способности, или из-за ограничений по работе с требуемыми окружными скоростями, или из-за слишком больших размеров,или из-за стоимости изготовления, так что в связи с изобретением разработан новый гидродинамический подшипник, используемый для подвешивания дисков шатунных шеек. На фиг. 19 проиллюстрирована возможность применения механизма с двутавровой траверсой в четырехтактном рядном двигателе. 14 Как видно на фиг. 19, такие двигатели с механизмами, имеющими двутавровую траверсу, могут быть очень компактными частично благодаря тому, что их поршни могут быть очень короткими, поскольку на них не воздействует поперечное давление, а частично - благодаря тому, что могут применяться весьма короткие полые цилиндрические штоки поршней. Общая высота показанного на чертеже двигателя от центра шатунной шейки до верха поршня составляет примерно 70% соответствующей общей высоты двигателей с кривошипношатунными механизмами. На фиг. 20 показано, что поршневые машины с механизмами, имеющими двутавровую траверсу, могут быть выполнены еще более компактными и экономичными по сравнению с рядными двигателями, так как для двух поршней, расположенных на одной оси, используется общий механизм, имеющий двутавровую траверсу и состоящий из такого же количества составных деталей, которое необходимо для одного поршня в рядном двигателе. На фиг. 20 проиллюстрировано осуществление синхронизации и поглощения сил в двигателях, показанных на фиг. 19 и 20 и выполненных с двумя механизмами, имеющими двутавровую траверсу, причем для ясности на всех трех чертежах используются одинаковые номера позиций составных частей. Как показано на фиг. 19, 20 и 22, короткие поршни прочно установлены на полых цилиндрических штоках 2 проходящими насквозь болтами 3, которые одновременно прочно фиксируют штоки поршней на траверсе 5, снабженной крепежными элементами, выступающими в полые штоки поршней, в которые для отвода тепла от поршней может быть введен натрий, как в двигателях с сильно нагруженными выхлопными клапанами. С каждой стороны траверс 5 вблизи них расположены диски 9 и 9', выполненные подобно шейкам 7 и 7', показанным на фиг. 1 и снабженным соответствующими ползунами 14 и 14',которые каждый со своей стороны взаимодействуют с обеими сторонами центральной стенки траверсы крейцкопфа, так как они своими поверхностями скольжения опираются со скользящей посадкой на выступающие нижнюю и верхнюю полки траверсы. На фиг. 19 и 20 не видно, как подвешены диски 9 и 9', однако на фиг. 22 видно, что они подвешены по своей внешней периферии с помощью гидродинамических подшипников, разработанных в связи с изобретением. На фиг. 22 показано, что подшипники расположены в перегородках кожуха дисков шатунных шеек. Из этого чертежа, а также из фиг. 19 и 20, видно, что комбинированный синхронизирующий механизм вывода мощности может быть выполнен так, что диски шатунных шеек одновременно используются для повторной пе 15 редачи приводного усилия, передаваемого им от поршней, удерживаются в своем осевом положении и синхронизируются с сохранением своего взаимного нормального периферийного положения во время вращения. Очевидно, что промежуточные диски 9 вращаются в одном направлении. Следовательно, как показано на чертежах, они могут быть прочно соединены с одним расположенным между ними зубчатым колесом, выполненным из двух геликоидальных зубчатых колес, соединенных вместе с образованием напоминающего по форме остри стрелы зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с меньшим зубчатым колесом 72, расположенным на валу 71, на одном конце которого расположено общее геликоидальное зубчатое колесо 73, находящееся в зацеплении с подобным геликоидальным зубчатым колесом 73', имеющим такой же наружный диаметр и расположенным на конце вала 71',который проходит параллельно валу 71 и на котором расположены два общих геликоидальных зубчатых колеса 72', находящихся в зацеплении с зубчатыми колесами 70, прочно соединенными со своими дисками 9', подвешенными на своих гидродинамических подшипниках, а также подвешенными в осевом и радиальном направлении на своих выступающих валах. Очевидно, что зацепление между зубчатыми колесами 70 и 72, напоминающими по форме остри стрелы, обеспечивает перемещение в осевом направлении дисков 9, когда два вала 71 и 71' подвешены в осевом и радиальном направлении вблизи колес 73 и 73', имеющих одинаковые размеры. Также очевидно, что одновременно указанный механизм синхронизирует вращение дисков шатунных шеек во взаимно противоположных направлениях и принимает на себя приводные силы, передаваемые им от поршней,и в конечном итоге приводные силы, передаваемые колесу 70', установленному на валу 74,являются выходной мощностью двигателя. Кроме того, предлагаемый механизм может быть выполнен так, что вывод мощности осуществляется через один вал 90, как показано на фиг. 23. Как видно на фиг. 23, вывод мощности от двух средних соединенных дисков шатунных шеек в показанной машине осуществляется через два зубчатых колеса 91, 91' с одинаковыми наружными диаметрами, в то время как вывод мощности от двух расположенных снаружи дисков шатунных шеек осуществляется цепной передачей 92, 92' типа бесшумной цепи через колеса цепной передачи с одинаковым наружным диаметром. Конечно, возможно применение цепной передачи в середине и привод с колесом цепной передачи снаружи. Очевидно, что показанные на чертежах комбинированные синхронизирующие механизмы вывода мощности могут применяться во 16 всех машинах, работающих с использованием вращающихся в противоположных направлениях шатунных шеек. Небольшая общая высота и уравновешивающая функция, получаемая благодаря механизму, имеющему двутавровую траверсу, позволяет применять его в особенности в лодочных и судовых двигателях. Поскольку такие двигатели имеют относительно большие и тяжелые поршни, можно выполнить двутавровую траверсу с продольной направляющей, как показано на фиг. 21. Эта направляющая может быть выполнена различными способами, возможно только на одном конце траверсы крейцкопфа. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Поршневая машина, содержащая, по меньшей мере, один подвижный в осевом направлении поршень, расположенный в цилиндре и присоединенный к вращающемуся приводному входному или приводному выходному валу посредством предпочтительно полого цилиндрического штока (2), присоединенного к траверсе (5) крейцкопфа, которая расположена перпендикулярно оси штока поршня и в которой между выполненными в ней поверхностями скольжения расположены ползуны (14, 14') крейцкопфа, каждый на своей шатунной шейке(7, 7' или 8, 8'), причем указанные ползуны синхронно приводятся в движение с совершением перемещения вдоль траверсы во взаимно точно противоположных направлениях, а два диска (9,9') шатунных шеек или двойные кривошипы (15,15'), взаимодействующие посредством траверсы, приводятся во вращение с одинаковым числом оборотов в минуту во взаимно противоположных направлениях вращения, а их перемещение регулируется так, что два ползуна крейцкопфа размещаются точно в одно время в определенных положениях в траверсе при нахождении поршня в верхней или нижней мертвой точке, отличающаяся тем, что траверса имеет верхнюю и нижнюю полки (12 и 12'), образующие на своих обращенных друг к другу боковых поверхностях продольные поверхности (6, 6') скольжения или являющиеся основанием для крепления на них продольных поверхностей (6,6') скольжения, между которыми с каждой стороны стенки траверсы два ползуна (14, 14') крейцкопфа совершают скользящее перемещение во взаимно противоположных направлениях вдоль траверсы, на середине которой они проходят мимо друг друга и совершают ход в наружном направлении с одновременным точным его завершением обоими ползунами с поворотом в противоположном направлении перемещения на равных расстояниях от середины траверсы, при этом поршни (1, 1') своими штоками(2, 2') закреплены на обращенных наружу боковых поверхностях верхней полки и/или нижней 17 полки траверсы и тем самым расположены непосредственно над взаимодействующим приводным входным или приводным выходным валом. 2. Поршневая машина по п.1, отличающаяся тем, что траверса (5) крейцкопфа взаимодействует с двумя дисками (9, 9') шатунных шеек,которые вращаются с обеих сторон траверсы вокруг своих собственных осей (11, 11'), расположенных в плоскости, перпендикулярной оси(16) цилиндра, через которую они проходят или от которой отступают в стороны на равные расстояния, так что они проходят перпендикулярно в направлении траверсы, которая имеет в целом двутавровое поперечное сечение с центральной стенкой (17) и выступающими верхней и нижней полками (12, 12'). 3. Поршневая машина по п.1, отличающаяся тем, что траверса (5) крейцкопфа взаимодействует с двумя коленчатыми валами (10, 10'),расположенными рядом и вращающимися во взаимно противоположных направлениях вокруг своих осей (18, 18'), расположенных в плоскости, перпендикулярной оси (16) цилиндра, на достаточном расстоянии (А) друг от друга и каждая на одинаковом расстоянии (В=1/2 А) от середины траверсы, так что они направлены перпендикулярно траверсе, при этом шатунные шейки (8, 8') коленчатых валов проходят через удлиненные вырезы (19, 19'), выполненные на обоих концах центральной стенки (17) двутавровой траверсы, или через продольные отверстия в траверсе крейцкопфа, содержащей балки(37, 37'), имеющие поверхности скольжения, и каждая из этих шеек подвешена в отдельном вкладыше ползуна крейцкопфа, образованном из двух половин (29, 29'), расположенных во взаимодействующем ползуне (14, 14') крейцкопфа, также образованном из двух половин(27, 27'), так что благодаря вращению указанных шеек ползуны крейцкопфа совершают перемещение вдоль поверхностей (6, 6') скольжения траверсы крейцкопфа во взаимно противоположных направлениях. 4. Поршневая машина по пп.1, 2 или 3, отличающаяся тем, что траверса (5) крейцкопфа образована двумя одинаковыми частями (20,20') в целом таврового поперечного сечения,проходящими по всей длине траверсы и соединенными вместе так, что стенка (21) первой части расположена напротив стенки (21') второй части, так что верхняя полка (22) первой части обращена вверх, а верхняя полка (22') второй части соответственно обращена вниз, при этом стенки обеих частей соответственно имеют продольную соединительную канавку (33, 33') и соединительный выступ (34, 34'), взаимодействующий с указанной канавкой, удерживаются скрепленными вместе соответствующими болтами (23) с плотной посадкой и таким образом образуют центральную стенку (17) траверсы крейцкопфа, которая имеет таким образом дву 001984 18 тавровое поперечное сечение и которая выполнена симметричной относительно продольной центральной вертикальной плоскости благодаря тому, что две верхних полки указанных частей с одной стороны своей стенки имеют выступ, который на толщину (Т) этой стенки шире выступа, расположенного с другой стороны стенки, и таким образом образуют поверхности (6, 6') скольжения или основание для крепления выполненных на них поверхностей (6, 6') скольжения, которые имеют одинаковую ширину с обеих сторон центральной стенки двутавровой траверсы. 5. Поршневая машина по пп.1-4, отличающаяся тем, что в используемых в ней траверсах(5) крейцкопфа на их верхних и нижних полках(12 и 12') или на их балках (37, 37'), имеющих поверхности скольжения, выполнены крепления крепежных штоков (2, 2') поршней или имеются основания для их крепления, причем указанные штоки расположены с обеих сторон траверсы на одной оси поршня, по которой они вместе со своими поршнями (1, 1') перемещаются перпендикулярно продольной оси общей траверсы. 6. Поршневая машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что штоки (2, 2') поршня, закрепленные на траверсе (5) крейцкопфа, жестко прикреплены к ней поршневым болтом (48, 48'), расположенным центрально в верхней части поршня и проходящим вниз через шток поршня для свинчивания с поршневым болтовым соединительном элементом (48, 48'), так выполненным за одно целое с траверсой, что он взаимодействует со штоком поршня и точно фиксирует его в правильном положении на траверсе. 7. Поршневая машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что штоки (2, 2') поршня, закрепленные на основной траверсе (5), жестко прикреплены к ней посредством крепежного соединительного элемента, имеющего стопорные выступы (36, 36'), выполненные на этом элементе с возможностью проталкивания с одного конца траверсы в канавку, выполненную между усиливающими ребрами на верхней полке (12) и нижней полке (12') траверсы крейцкопфа,имеющими стопорные канавки (35, 35'), взаимодействующие с указанными стопорными выступами путем завинчивания двух винтов (49, 49') с плоскими концами, имеющих более тонкую концевую часть и расположенных в опорной пластине (50, 50') крепежного соединительного элемента над серединой траверсы, что выполняется только после правильного расположения поперечной канавки (51) крепежного соединительного элемента на траверсе для размещения прямоугольного жесткого крепежного пальца(54, 54'), который выступает от нижней части штока поршня и который после размещения в поперечной канавке закрепляется путем завода болта (52, 52') с плотной посадкой через отверстия в боковых пластинах канавки и через от 19 верстие (55, 55'), выполненное в крепежном пальце. 8. Поршневая машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что штоки (2, 2') поршня, закрепленные на основной траверсе (5), жестко прикреплены к ней путем привинчивания к ней крепежного соединительного элемента (56, 56') с поперечной канавкой (51, 51'), в которой расположен прямоугольный жесткий крепежный палец (54,54'), проходящий от цилиндрического основания (59, 59') крепления, запаянного в конец штока поршня, при этом крепежный палец предназначен для размещения в указанной поперечной канавке, в которой он после установки закрепляется путем завода винта (52, 52') с плотной посадкой через посадочное отверстие в более тонкой части (57, 57') боковой пластины соединительного элемента и через выполненное для этого посадочное отверстие (55, 55') в крепежном пальце (54, 54'), причем резьбовой конец болта или винта с плотной посадкой завинчен в резьбу в более толстой части (58, 58') боковой пластины. 9. Поршневая машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что штоки (2, 2') поршня, закрепленные на основной траверсе (5), жестко прикреплены к ней с помощью выполненных на ней поперечных канавок (44, 44') или путем размещения на ней крепежных соединительных элементов с поперечными канавками, в которых расположен прямоугольный длинный крепежный палец (61, 61'), проходящий от цилиндрического основания (59, 59') крепления, закрепленного соответственно глубоко внутри штока поршня, при этом крепежный палец благодаря своей длине действует аналогично пружинному элементу и после своего размещения и закрепления в канавке благодаря своей относительной жесткости обеспечивает размещение штока поршня перпендикулярно траверсе, а благодаря своим упругим свойствам и креплению глубоко внутри штока поршня так или иначе снижает воздействия, которым подвергаются шток поршня, жестко закрепленный на траверсе, и его поршень (1, 1') благодаря воздействиям, вызванным несоответственно большим свободным ходом в синхронизирующем механизме, который обусловлен допустимыми отклонениями или возникающим последующим износом и который вызывает изгиб траверсы относительно ее продольной оси, даже минимальный, от положения, точно перпендикулярного оси штока поршня. 10. Поршневая машина по пп.1-9, отличающаяся тем, что полые цилиндрические штоки (2, 2') поршней непосредственно возле места их размещения в нижней части цилиндра поддерживаются направляющей (62, 62') штоков,имеющей опорное кольцо (63, 63') с гладким износостойким вкладышем (64, 64') скольжения и относительно узкими крепежными ребрами,проходящими радиально от этого кольца и со 001984 20 единяющими его с наружным кольцом (66, 66'),расположенным во втулке (4, 4') цилиндра и тем самым образующим отверстия (65, 65'), обеспечивающие наличие капель масла и насыщенного масляными парами воздушного тумана под поршнем (1, 1') во время работы с обеспечением всасывания этого тумана в пространство под поршнем и выталкивания из этого пространства для частичной подачи таким образом смазки на стенки цилиндра, а также для отвода тепла к внутренней полости в зоне работы дисков шатунных шеек или кривошипов, смазываемой маслом под давлением, причем такой отвод тепла может быть дополнительно улучшен путем ввода в закрытую полость внутренней части штока поршня соответствующего количества натрия, который во время работы расплавляется до жидкого состояния и разбрасывается в разные стороны между основанием крепления поршня и нижним основанием крепления штока поршня. 11. Поршневая машина по пп.1-10, отличающаяся тем, что ползуны (14, 14') крейцкопфа, перемещающиеся в противоположных направлениях в траверсе (5) крейцкопфа, собраны из двух идентичных половин (27, 27'), в которых расположены половины (29, 29') вкладыша и которые расположены вокруг шатунных шеек(7, 7'; 8, 8') и традиционно зафиксированы вместе винтами или болтами или с использованием конических кольцевых дисков (30, 30'), которые с каждого конца сжимают две опорные части путем надавливания во внутреннем направлении на утопленный обращенный наружу усеченный конус, образованный в половинах ползунов крейцкопфа, посредством утопленного винта, завинченного по делительной поверхности между половинами ползунов крейцкопфа. 12. Поршневая машина по пп.1-11, отличающаяся тем, что каждый из ползунов (14, 14') крейцкопфа, перемещающихся в противоположных направлениях в траверсе (5) крейцкопфа вдоль своих поверхностей скольжения, имеет один или два направляющих рельса (25, 25'),который (которые) может (могут) быть прочно присоединен (присоединены) и зафиксирован(зафиксированы) на месте на половинах ползунов крейцкопфа направляющими пальцами (26,26'), причем при наличии на поверхности скольжения двух направляющих рельсов определенной толщины образована продольная направляющая свободная канавка (32, 32'), которая при перемещении ползунов крейцкопфа в траверсе, выполненной из двух частей (20, 20') таврового сечения, образует пространство для остальной части стенки (21, 21') указанных частей таврового сечения после выполнения в них вырезов. 13. Поршневая машина по пп.1-12, отличающаяся тем, что на обращенных наружу сторонах верхней и нижней полок (12 и 12') траверсы (5) крейцкопфа выполнены усиливающие 21 ребра или указанная траверса имеет форму, противодействующую деформации поперечного сечения и изгибу и кручению на ее протяженности в продольном направлении, благодаря тому,что ребра выполнены с обеспечением размещения крепежных соединительных элементов или установки продольных усиливающих крепежных болтов (44, 44'), кроме того, траверса имеет такую форму, что усиливающие ребра имеют отверстия (42, 42') для болтов или винтов с плотной посадкой, используемых для крепления дистанционных торцевых пластин (38, 38') и дистанционных промежуточных пластин (39,39'), которые удерживают верхнюю и нижнюю полки и балки (37, 37'), имеющие поверхности 22 скольжения, на точном расстоянии друг от друга и противодействуют продольным и поперечным деформациям траверсы крейцкопфа. 14. Поршневая машина по пп.1-13, отличающаяся тем, что траверса (5) крейцкопфа на обоих концах имеет втулочные направляющие(66, 66'), взаимодействующие с другими направляющими (67, 67'), которые обоими своими концами закреплены в опоре поршневой машины и тем самым противодействуют продольному и поперечному смещению и скручиванию траверсы и освобождают поршни (1, 1') и их штоки (2, 2') от поперечного давления.