Ротативная машина голубева в.и.
Формула / Реферат
1. Ротативная машина, выполненная в виде корпуса и подвижного блока из по меньшей мере двух пересекающихся своими осями цилиндров с размещенными в них поршнями, при этом блок цилиндров и поршни установлены с возможностью плоскопараллельного, по окружностям равного радиуса, с равными угловыми скоростями, синхронизированного и согласованного движения во взаимно противоположных для блока цилиндров и поршней направлениях при помощи приводных кривошипов блока цилиндров и приводных кривошипов поршней или кинематически эквивалентных упомянутым приводным кривошипам звеньев, при этом блок цилиндров и поршни кинематически соединены по меньшей мере с одним присоединительным звеном, а синхронизация движения блока цилиндров и поршней выполнена посредством кинематически соединяющих их синхронизирующих звеньев, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены с образованием поступательных и вращательных кинематических пар.
2. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде синхронизирующих кривошипов блока цилиндров и поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами блока цилиндров и поршней, и в виде установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами, а также в виде по меньшей мере одного блока поперечных направляющих, перпендикулярных осям цилиндров и взаимодействующих с поперечными ползунами, при этом блок поперечных направляющих шарнирно соединен с синхронизирующими кривошипами блока цилиндров, а поперечные ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами поршней.
3. Ротативная машина по п.2, отличающаяся тем, что синхронизирующие кривошипы поршней направлены противоположно приводным кривошипам поршней, а синхронизирующие кривошипы блока цилиндров направлены в одну сторону с приводными кривошипами блока цилиндров.
4. Ротативная машина по п.3, отличающаяся тем, что эксцентриситеты синхронизирующих и приводных кривошипов равны, синхронизирующие кривошипы блока цилиндров совмещены с приводными кривошипами блока цилиндров, а блок поперечных направляющих объединен с блоком цилиндров, при этом поперечные направляющие выполнены в виде дополнительных цилиндров, а поперечные ползуны выполнены в виде снабженных тронками дополнительных поршней.
5. Ротативная машина по п.2, отличающаяся тем, что синхронизирующие кривошипы поршней направлены в одну сторону с приводными кривошипами поршней, а синхронизирующие кривошипы блока цилиндров направлены противоположно приводным кривошипам блока цилиндров.
6. Ротативная машина по п.5, отличающаяся тем, что снабжена двумя блоками поперечных направляющих, выполненных в виде блоков дополнительных поперечных цилиндров, а поперечные ползуны - в виде снабженных тройками дополнительных поперечных поршней, при этом блоки дополнительных цилиндров размещены симметрично по обе стороны блока цилиндров.
7. Ротативная машина по п.6, отличающаяся тем, что произведение массы блоков дополнительных поперечных цилиндров на эксцентриситет синхронизирующих кривошипов равно произведению массы блока цилиндров на эксцентриситет приводных кривошипов.
8. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде синхронизирующих кривошипов блока цилиндров и поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами блока цилиндров и поршней, при этом все синхронизирующие кривошипы направлены под прямым углом по отношению к соединенным с ними приводным кривошипам по ходу или против хода вращения приводных кривошипов, а также в виде установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами, а также в виде по меньшей мере одного блока продольных направляющих, параллельных осям цилиндров и взаимодействующих с продольными ползунами, при этом блок продольных направляющих шарнирно соединен с синхронизирующими кривошипами блока цилиндров, а продольные ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами поршней.
9. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде установленных по центральной оси вращения общих кривошипов, объединяющих функции синхронизирующих кривошипов поршней и их приводных кривошипов, а также в виде цилиндровых направляющих, взаимодействующих с поршневыми ползунами, шарнирно соединенными с общими кривошипами, при этом блок цилиндров образован по меньшей мере из двух пар соосных, оппозитных цилиндров, пересекающихся своими осями под прямым углом на упомянутых шарнирных соединениях.
10. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде установленных параллельно и направленных в одну сторону синхронизирующих кривошипов поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами поршней, а также в виде установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами, а также в виде по меньшей мере одного синхронизирующего шатуна, шарнирно соединенного с синхронизирующими кривошипами поршней.
11. Ротативная машина по п.10, отличающаяся тем, что содержит два синхронизирующих шатуна, выполненных в виде плоских колец, размещенных симметрично по обе стороны блока цилиндров.
12. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде синхронизирующих кривошипов блока цилиндров и поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами блока цилиндров и поршней, при этом синхронизирующие кривошипы блока цилиндров одинаково или противоположно направлены относительно приводных кривошипов блока цилиндров, а синхронизирующие кривошипы поршней противоположно или одинаково направлены относительно приводных кривошипов поршней, а также в виде установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами, а также в виде установленных на корпусе параллельно оси каждого цилиндра корпусных направляющих, взаимодействующих с промежуточными ползунами, каждый из которых снабжен размещенными перпендикулярно оси цилиндра поперечной поршневой и поперечной цилиндровой направляющими, взаимодействующими, соответственно, с поперечным поршневым ползуном и с поперечным цилиндровым ползуном, при этом поперечные поршневые ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами поршней, а поперечные цилиндровые ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами блока цилиндров.
13. Ротативная машина по пп.2 или 8, или 9, или 10, или 12, отличающаяся тем, что цилиндровые направляющие образованы стенками цилиндров, а поршневые ползуны образованы тронками поршней.
14. Ротативная машина по пп.2 или 8, или 9, или 10, или 12, отличающаяся тем, что эксцентриситет синхронизирующих кривошипов превышает эксцентриситет приводных кривошипов.
15. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что присоединительное звено выполнено в виде установленного в корпусе с возможностью вращения центрального зубчатого колеса с внешним зацеплением, взаимодействующего с установленным на блоке цилиндров с возможностью вращения промежуточным зубчатым колесом с внутренним зацеплением, взаимодействующим с установленным в корпусе без возможности вращения зубчатым венцом с внешним зацеплением, при этом зубчатые зацепления выполнены с разными передаточными числами.
16. Ротативная машина по пп.1, 9, отличающаяся тем, что присоединительное звено выполнено в виде установленного в корпусе с возможностью вращения по центральной оси эксцентрикового вала, объединяющего общие кривошипы.
17. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что присоединительное звено выполненю т виде установленного в корпусе с возможностью вращения коленчатого вала, шарнирно связанного с блоком цилиндров.
Текст
1 Изобретение относится к машиностроению, а именно к полностью уравновешиваемым,многокамерным ротативным поршневым объемным устройствам с плоскопараллельным вращательным движением блока(блоков) цилиндров и поршней, перемещающихся во взаимно противоположных направлениях. Устройство может быть использовано для работы с несжимаемыми и сжимаемыми рабочими телами, в том числе и на горячем газе (например, в качестве основы для ДВС, а также устройств типа мотор-редуктор). Известно объемное устройство Ротативная машина Голубева В.И. [1], развитием которого является предлагаемое техническое решение. Известное устройство выполнено в виде корпуса (основания) и блока по меньшей мере из двух пересекающихся под произвольными углами осями цилиндров с размещенными в них поршнями. Блок цилиндров и поршни установлены с возможностью плоскопараллельного(при котором оси цилиндров не меняют направлений) по окружностям равного радиуса, с равными угловыми скоростями согласованного и синхронизированного движения во взаимно противоположных для блока цилиндров и поршней направлениях при помощи приводных кривошипов или кинематически им эквивалентных звеньев. (Очевидно, что приводное звено,функционально эквивалентное кривошипу, может иметь различное конструктивное воплощение, например, в виде эксцентриковых или коленчатых валов, пальца с роликом в круговой направляющей, серьги на двух пальцах и т.д.). Присоединение к внешнему устройству для передачи или получения энергии вращения осуществляется при помощи присоединительного звена (ведущего или ведомого). Согласованное и синхронизированное перемещение блока цилиндров и поршней достигается при помощи соединяющих их синхронизирующих звеньев. Перемещение поршней и блока цилиндров возможно при условии, что начальные фазы (положения) поршней в цилиндрах и соответствующих приводных кривошипов согласованы с угловым положением осей соответствующих цилиндров, при этом противоположно направленные вращательные движения поршней и блока цилиндров приводят к относительному линейному перемещению поршней в цилиндрах. Условием упомянутого согласования является непрерывное равенство проекций на ось каждого цилиндра условных векторов приводных кривошипов поршней и блока цилиндров, равных по величине эксцентриситету приводных кривошипов и совпадающих с ними по направлению. В известном устройстве синхронизирующие звенья выполнены в виде одинаковых зубчатых колес внешнего зацепления, установленных на приводных кривошипах поршней и блока цилиндров. При этом для уменьшения влияния зазоров в зацеплении, вызываемых нерав 004837 2 номерным износом и термическим расширением, соединение зубчатых колес между собой выполнено через промежуточные зубчатые упругие кольца из антифрикционного материала. Цилиндры в блоке могут иметь различное поперечное сечение - круглое, овальное, прямоугольное, часть стенок цилиндров может быть образована стенками корпуса (основания). В частности, известное устройство имеет блок цилиндров в форме плоского кольца, снабженного тангенциально размещенными сквозными полостями, образующими совместно с установленными в них двухсторонними поршнями и стенками корпуса (основания) рабочие камеры,перемещающиеся относительно размещенных в стенках основания окон и каналов подвода и отвода рабочего тела. Так как в известном устройстве с рабочим телом взаимодействуют в равной мере поршни и блок цилиндров, а синхронизирующие звенья их кинематически объединяют, то присоединительное звено, в принципе, может быть соединено с блоком цилиндров или любым поршнем, однако, из конструктивных соображений, чаще всего предпочтителен блок цилиндров, суммирующий силовые потоки нескольких приводных кривошипов. Так, например, в известном устройстве присоединительное звено выполнено в виде установленного в корпусе с возможностью вращения зубчатого колеса с внешним зацеплением, по которому обкатывается жестко закрепленный на блоке цилиндров зубчатый венец с внутренним зацеплением. Очевидно, что возможно выполнение венца с внешним зацеплением, а зубчатого колеса - с внутренним. Известное устройство характеризуется перемещением центров масс поршней и блока цилиндров по окружностям относительно небольшого радиуса, что существенно уменьшает центробежные силы и позволяет принципиально полностью уравновесить устройство. Однако для нормальной работы устройства требуется высокая точность и постоянство параметров взаимного перемещения поршней и блока цилиндров, что в значительной степени определяется видом кинематических пар, связывающих между собой синхронизирующие звенья и приводные кривошипы перемещения поршней и блока цилиндров. В известном устройстве синхронизирующие звенья связаны зубчатыми зацеплениями, относящимися к высшим кинематическим парам. Для таких пар характерно высокое удельное давление в пятне контакта и необходимость в зубчатом зацеплении гарантированного зазора, что приводит к погрешности взаимного перемещения поршней и блока цилиндров. Этот недостаток усугубляется общим износом зубчатых зацеплений и особенно локальными износами на участках зацеплений,работающих в моменты скачков высокого давления в соответствующих им рабочих камерах. Уменьшение точности перемещения блока ци 3 линдров и поршней приводит к возникновению силового взаимодействия между ними,появлению ударных нагрузок в синхронизирующих и приводных звеньях, вибрации и повышенного шума. Это приводит, в целом, к увеличению механических потерь и уменьшению надежности устройства. Можно также отметить, что в условиях действия высоких удельных давлений в пятне контакта, усиливаемого локальным приложением ударных нагрузок, не дает должного результата применение плакирующих смазок,создающих эффект трения без износа в кинематических парах, с удельным давлением, не превышающем примерно 250 МПа, что заметно меньше обычных удельных давлений в пятне контакта зубчатых зацеплений, величина которых, в зависимости от материалов и технологии изготовления зубчатых колес, составляет 5001000 МПа. К дополнительному недостатку известного устройства можно отнести повышенные механические потери, вызываемые действием на кривошипы привода блока цилиндров сил увеличенного в передаточное число раз реактивного момента, передаваемого от присоединительного звена блоку цилиндров. Можно отнести также к дополнительным недостаткам определенные компоновочные ограничения,обусловленные необходимым круговым расположением приводных кривошипов, связанных синхронизирующим зубчатым кольцом. Предлагаемое изобретение решает задачу устранения основного недостатка прототипа наличие высокого удельного давления и непостоянных (локальных) зазоров в зубчатых зацеплениях синхронизирующих звеньев. Основным техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение точности взаимного перемещения блока цилиндров и поршней и, соответственно, надежности и долговечности путем исключения зубчатых зацеплений в соединениях синхронизирующих звеньев, т.е. путем уменьшения удельных давлений и влияния зазоров в кинематических парах, связывающих синхронизирующие звенья с кривошипами привода рабочих органов за счет использования преимущественно низших кинематических пар или эквивалентных им кинематических соединений. (По определению [2], в низшей кинематической паре звенья соприкасаются по поверхности или по линиям и точкам,через которые можно провести поверхность, а кинематическое соединение конструктивно заменяет кинематическую пару, например соприкосновение звеньев через роликовый или игольчатый подшипники эквивалентно низшей вращательной кинематической паре). Дополнительными техническими результатами являются- снижение потерь за счет уменьшения сил реактивного момента, действующего на приводные кривошипы блока цилиндров; 4 предлагаемого устройства за счет вариантности выполнения синхронизирующих и присоединительных звеньев, а также их соединений. Для этого в известной ротативной машине,выполненной в виде корпуса и блока по меньшей мере из двух пересекающихся своими осями цилиндров и размещенных в цилиндрах поршней, установленных с возможностью плоскопараллельного, по окружностям равного радиуса, с равными угловыми скоростями, синхронизированного и согласованного движения во взаимно противоположных для поршней и блока цилиндров направлениях, осуществляемого при помощи приводных кривошипов блока цилиндров и приводных кривошипов поршней,или кинематически эквивалентных упомянутым приводным кривошипам звеньев, с блоком цилиндров и поршнями, кинематически соединенными по меньшей мере с одним присоединительным звеном и с синхронизацией движения блока цилиндров и поршней, выполненной посредством кинематически соединяющей их синхронизирующих звеньев, для достижения основного технического результата во всех вариантах реализации устройства, синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены с образованием поступательных и вращательных кинематических пар (или эквивалентных им кинематических соединений). Предложенное общее техническое решение охватывает различные конкретные варианты его реализации, определяемые вариантами выполнения синхронизирующих звеньев и их соединений, а также вариантами выполнения присоединительного звена и его соединения. При этом очевидно, что поступательная кинематическая пара образуется взаимодействием направляющей и ползуна, а вращательная кинематическая пара - шарнирным соединением звеньев. Первый вариант (1 а) выполнения синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений может быть представлен в виде- синхронизирующих кривошипов блока цилиндров и поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами блока цилиндров и поршней; установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами;- по меньшей мере одного блока поперечных направляющих, перпендикулярных осям цилиндров и взаимодействующих с поперечными ползунами, при этом блок поперечных направляющих должен быть шарнирно соединен с синхронизирующими кривошипами блока цилиндров, а поперечные ползуны должны быть шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами поршней. Очевидно, что форма блока поперечных направляющих определяется ее соответствием конфигурации блока цилиндров. 5 В качестве параллельных осям цилиндров направляющих могут быть использованы стенки цилиндров, а в качестве поршневых ползунов тронки поршней. При необходимости исключения силового взаимодействия поршней со стенками цилиндров поршневые ползуны и поперечные направляющие могут быть выполнены подобно известному крейцкопфному механизму. Соединение синхронизирующих звеньев в первом варианте выполнения работоспособно при условии, что синхронизирующие кривошипы поршней направлены противоположно соединенным с ними приводным кривошипам поршней, а синхронизирующие кривошипы блока цилиндров направлены в одну сторону с приводными кривошипами блока цилиндров. В этом случае второй вариант (1 б) выполнения синхронизирующих звеньев и их соединений (на основе варианта 1 а) может быть представлен в виде- синхронизирующих и приводных кривошипов с равным эксцентриситетом, синхронизирующих кривошипов блока цилиндров, совмещенных с приводными кривошипами блока цилиндров;- поперечных направляющих в виде дополнительных цилиндров и, соответственно,поперечных ползунов в виде дополнительных тронковых поршней. Иначе говоря, синхронизирующие звенья в этом случае условно исчезают (т.е. функцию синхронизирующих кривошипов выполняют приводные кривошипы) при выполнении блока цилиндров с крестообразно размещенными исходными и дополнительными цилиндрами (возможно - с различным поперечным сечением) и крестообразно размещенными в них исходными и дополнительными поршнями, шарнирно связанными с соответствующими одинаково выполненными синхронизирующими кривошипами поршней и приводными кривошипами поршней, соосно объединенных в совмещенные кривошипы. Предложенное частное решение предполагает выполнение блока из некоторого множества крестообразно соединенных цилиндров, центры пересечения осей которых могут быть размещены, в общем случае, по линии произвольной формы, например, по окружности. Соединение синхронизирующих звеньев в первом варианте выполнения работоспособно также при условии, что синхронизирующие кривошипы поршней направлены в одну сторону с приводными кривошипами поршней, а синхронизирующие кривошипы блока цилиндров направлены противоположно приводным кривошипам блока цилиндров. В этом случае третий вариант (1 в) выполнения синхронизирующих звеньев и их соеди 004837 6 нений (на основе варианта 1 а) может быть представлен в виде двух блоков поперечных направляющих, выполненых в виде блока дополнительных поперечных цилиндров, а поперечные ползуны - в виде дополнительных поперечных тронковых поршней, при этом блоки дополнительных поперечных цилиндров должны быть размещены симметрично по обе стороны блока цилиндров, что позволяет уравновесить блок цилиндров без использования противовесов. Для уравновешивания блока цилиндров за счет противофазного перемещения блоков дополнительных поперечных цилиндров необходимо, чтобы произведение массы блоков дополнительных поперечных цилиндров на эксцентриситет синхронизирующих кривошипов было равно произведению массы блока цилиндров на эксцентриситет приводных кривошипов блока цилиндров. Четвертый вариант (1 г) выполнения синхронизирующих звеньев и их соединений, может быть представлен в виде- синхронизирующих кривошипов блока цилиндров и поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами блока цилиндров и поршней,при этом все синхронизирующие кривошипы должны быть направлены под прямым углом по отношению к соединенным с ними приводным кривошипам по ходу или против хода вращения приводных кривошипов (т.е. должны опережать или отставать по фазе на 90);- установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами;- по меньшей мере одного блока продольных направляющих, параллельных осям цилиндров и взаимодействующих с продольными ползунами, при этом блок продольных направляющих должен быть шарнирно соединен с синхронизирующими кривошипами блока цилиндров,а продольные ползуны должны быть шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами поршней. Пятый вариант выполнения синхронизирующих звеньев и их соединений на кинематической основе варианта 1 б с дополнительными цилиндрами и поршнями, может быть представлен в виде- установленных на одной центральной(единой) оси вращения общих кривошипов,объединяющих функции синхронизирующих кривошипов поршней и приводных кривошипов поршней;- блока цилиндров, состоящего по меньшей мере из двух пар соосных, оппозитных цилиндров, пересекающихся своими осями под 7 прямым углом на шарнирных соединениях общих кривошипов (т.е. блок цилиндров выполняется в виде четной звезды с радиально разнесенными цилиндрами). Здесь совмещение синхронизирующих и приводных кривошипов предполагает выполнение каждым кривошипом как функции привода(для своих поршней и цилиндров), так и функции синхронизации (для перпендикулярных поршней и цилиндров). При этом также условно исчезают синхронизирующие звенья,так как каждая пара соосных цилиндров, жестко соединенных между собой (например, поршневыми ползунами в виде штоков) и приводными(они же и синхронизирующие) кривошипами поршней, выполняет функцию синхронизации по отношению к перпендикулярной к ней такой же соосной паре цилиндров с так же соединенными поршнями.(Этот вариант предпочтителен, например,при реализации устройства в качестве ДВС. В этом случае штоки могут быть разгружены от изгибающих усилий при помощи переноса цилиндровых направляющих и поршневых ползунов, в область упомянутой центральной оси вращения). Шестой вариант выполнения синхронизирующих звеньев и их соединений, может быть представлен в виде- установленных параллельно и направленных в одну сторону синхронизирующих кривошипов поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами поршней;- установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами;- по меньшей мере одного синхронизирующего шатуна, шарнирно соединенного с синхронизирующими кривошипами поршней.(В общем случае синхронизирующие кривошипы поршней могут быть направлены в произвольную сторону. Однако для усреднения условий работы синхронизирующего шатуна целесообразно направление синхронизирующих кривошипов поршней принять несовпадающим с направлением приводных кривошипов поршней, например, на угол, примерно кратный половине угла между направлениями смежных приводных кривошипов поршней. Здесь также с целью упрощения конструкции цилиндровые направляющие могут быть образованы стенками цилиндров, а поршневые ползуны могут быть выполнены в виде тронкового поршня). Конкретное выполнение синхронизирующих шатунов зависит от конфигурации блока цилиндров. Например, для блока цилиндров в форме диска синхронизирующие шатуны могут быть выполнены в виде плоских колец, размещенных симметрично по обе стороны блока 8 цилиндров. Возможно также выполнение синхронизирующего шатуна в виде размещенного в плоскости симметрии блока цилиндров плоского кольца, снабженного радиально выступающими внутрь, или наружу площадками, шарнирно связанными с синхронизирующими кривошипами поршней. Седьмой вариант выполнения синхронизирующих звеньев и их соединений, может быть представлен в виде- синхронизирующих кривошипов блока цилиндров и поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами бпока цилиндров и поршней,при этом синхронизирующие кривошипы блока цилиндров должны быть одинаково или противоположно направлены относительно приводных кривошипов блока цилиндров, а синхронизирующие кривошипы поршней - противоположно или одинаково направлены относительно приводных кривошипов поршней;- установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами;- установленных на корпусе параллельно оси каждого цилиндра корпусных направляющих, взаимодействующих с промежуточными ползунами, каждый из которых, в свою очередь,снабжен размещенными перпендикулярно оси своего цилиндра поперечной поршневой направляющей и поперечной цилиндровой направляющей, взаимодействующими, соответственно, со своими поперечным поршневым ползуном и поперечным цилиндровым ползуном, при этом поперечные поршневые ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами поршней, а поперечные цилиндровые ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами блока цилиндров.(Можно отметить, что поршневая и цилиндровая направляющие могут лежать на одной прямой и могут быть выполнены в виде единой направляющей. С целью минимизации зазоров каждая корпусная направляющая может быть выполнена в виде пластины, установленной на корпусе и снабженной канавкой, играющей роль направляющей. Соответственно, промежуточный ползун может быть выполнен в виде пластины, снабженной, с одной стороны, гребнем,размещенным в упомянутой канавке, а с другой стороны - канавкой, в которой размещены снабженные подшипниками поршневые и цилиндровые ползуны). Для увеличения точности синхронизирующей передачи эксцентриситет синхронизирующих кривошипов может превышать эксцентриситет приводных кривошипов поршней,кроме варианта 1 б с выполнением направляющих в виде дополнительных цилиндров, размещенных в исходном (т.е. едином) блоке, а также 9 в пятом варианте с центральной осью вращения общих кривошипов. С целью уменьшения реактивных сил, действующих на приводные кривошипы блока цилиндров и расширения диапазона передаточных чисел, присоединительное звено может быть выполнено в виде установленного в корпусе с возможностью вращения центрального зубчатого колеса с внешним зацеплением, взаимодействующего с установленным в корпусе с возможностью вращения промежуточным зубчатым колесом с внутренним зацеплением, взаимодействующим с установленным на корпусе без возможности вращения зубчатым венцом с внешним зацеплением, при этом зубчатые зацепления выполнены с разными передаточными числами. В этом случае реактивный момент воспринимается установленным на корпусе зубчатым венцом, а наличие двух зубчатых зацеплений увеличивает число возможных комбинаций передаточных чисел. (Можно отметить, что делительный диаметр зацеплений может быть одинаковым, но должны отличаться модули зацеплений). Во многих случаях выполнения устройства(например, в виде ДВС) нет необходимости в редуцировании или в мультипликации частоты вращения приводных кривошипов. В этом случае, при выполнении блока цилиндров в виде четной звезды (пятый вариант соединения и выполнения синхронизирующих звеньев), присоединительное звено может быть выполнено в виде установленного в корпусе с возможностью вращения по центральной оси эксцентрикового вала, объединяющего выполненные в виде эксцентриков общие кривошипы. Такое выполнение присоединительного звена позволяет выполнить блок цилиндров с цилиндрами в одной плоскости. Аналогично присоединительное звено может быть выполнено в виде установленного в корпусе с возможностью вращения коленчатого вала, шарнирно связанного с блоком цилиндров.(При этом упомянутый коленчатый вал должен соответствовать передаваемому потоку мощности, а его расположение относительно блока цилиндров может быть выбрано достаточно произвольно, в том числе, на внешней стороне блока. Однако при расположении цилиндров по окружности из конструктивных соображений,предпочтительно его центральное расположение). Предложенные варианты соединения и выполнения синхронизирующих звеньев решают, в принципе, поставленную задачу и оправдывают их представление в виде обобщенных кинематических терминов отличительных существенных признаков, необходимых и достаточных для получения технического результата. На фиг. 1 а-г представлена кинематическая схема устройства с кольцевым блоком тангенциальных цилиндров и присоединительным 10 звеном в виде зубчатого колеса, показывающая варианты выполнения синхронизирующей передачи (условно отделены линиями разрыва): 1 а - с поперечными ползунами и блоком поперечных направляющих, синфазным блоку цилиндров; 1 б - с поперечными направляющими и ползунами в виде дополнительных цилиндров и поршней; 1 в - с поперечными ползунами и блоком поперечных направляющих, противофазным блоку цилиндров; 1 г - с продольными ползунами и блоком продольных направляющих. На фиг. 2 представлена кинематическая схема устройства с присоединительным звеном в виде центрального эксцентрикового вала и блоком радиальных цилиндров с объединенными синхронизирующими и приводными кривошипами поршней. На фиг. 3 а, б представлена кинематическая схема устройства с присоединительным звеном в виде коленчатого вала и кольцевым блоком тангенциальных цилиндров, показывающая варианты соединения и выполнения синхронизирующих звеньев (отделены линиями разрыва): 3 а - с общим шатуном; 3 б - с корпусными направляющими и промежуточными ползунами. На фиг. 4 а, б представлен чертеж (разрезы в плоскости движения) вариантов устройства,соответствующих 4 а - фиг. 1 а; 4 б - фиг. 1 б. На фиг. 5 а, б представлены поперечные разрезы вариантов устройства, соответствующие фиг. 4 а, б. Предлагаемое устройство(например,пневмомотор) содержит (см. фиг. 1 а-5 а, б) корпус 1 и подвижный блок цилиндров 2 (пересекающихся своими осями) с размещенными в них поршнями 3. Плоскопараллельное по окружностям равного радиуса синхронизированное движение во взаимно противоположных для блока цилиндров 2 и поршней 3 направлениях осуществляется при помощи установленных в корпусе 1 приводных кривошипов 4 блока цилиндров 2 и приводных кривошипов 5 поршней 3 (или кинематически эквивалентных приводным кривошипам звеньев). Необходимая синхронизация движения блока цилиндров 2 и поршней 3 достигается, в общем случае, при помощи синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений, образующих только поступательные и вращательные кинематические пары, конкретная реализация которых представлена различными вариантами их выполнения. Эти варианты показаны в виде кинематических схем (фиг. 1-3), при этом предполагается, что блок цилиндров 2 на каждой кинематической схеме является общим для всех вариантов, а варианты отделены линиями разрыва. Возможные конструктивные реализации предлагаемого устройства, соответствующие кине 11 матическим схемам фиг. 1 а, б (в компоновке,подобной прототипу) показаны на фиг. 4 а, б и 5 а, б. При этом блок цилиндров 2 имеет форму диска с тангенциально размещенными прямоугольными цилиндрами, образованными стенками блока цилиндров 2 и стенками корпуса 1. Соответственно, и распределительный механизм (не показан) может быть выполнен так же,как у прототипа, а именно - путем соответствующего размещения подводящих и отводящих рабочее тело каналов в стенках корпуса 1 по траекториям перемещения рабочих камер 6. Соединение предлагаемого устройства с источником мощности (приводом), или с потребителем мощности (нагрузкой) осуществляется при помощи присоединительного звена 7 (ведомого или ведущего), кинематически соединенного(чаще всего) с блоком цилиндров 2 (фиг. 1, 3, 4,5) или с поршнями 3 (фиг. 2). В первом варианте (фиг. 1 а, 4 а, 5 а) реализация синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений представлена в виде- синхронизирующих кривошипов 8 блока цилиндров 2 и синхронизирующих кривошипов 9 поршней 3, соединенных по общим осям вращения 10 и 11 соответственно, с приводными кривошипами 4 блока цилиндров 2 и приводными кривошипами 5 поршней 3, при этом синхронизирующие кривошипы 9 поршней 3 направлены противоположно приводным кривошипам 5 поршней 3, а синхронизирующие кривошипы 8 блока цилиндров 2 направлены в одну сторону с приводными кривошипами 4 блока цилиндров 2;- установленных на блоке цилиндров 2 параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих 12, взаимодействующих с установленными на каждом поршне 3 поршневыми ползунами 13;- двух блоков поперечных направляющих 14, перпендикулярных осям цилиндров и взаимодействующих с поперечными ползунами 15,при этом блоки поперечных направляющих 14 шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами 8 блока цилиндров 2, а поперечные ползуны 15 шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами 9 поршней 3. Очевидно, что в качестве цилиндровых направляющих 12 и поршневых ползунов 13 могут быть применены (чаще всего) - стенки цилиндров и тронки поршней. В частности, в конструктивной реализации устройства (фиг. 4 а, 5 а) с соединением синхронизирующих звеньев по кинематической схеме фиг. 1 а, цилиндровые направляющие 12 и поршневые ползуны 13 объединены с цилиндрами и поршнями, а два размещенных с двух сторон корпуса 1 блока поперечных направляющих 14 выполнены в виде облегченных дисков, снабженных радиально размещенными сквозными пазами, в которых размещены призматические поперечные ползуны 15. При этом для увеличения точности пози 004837 12 ционирования поршней 3 эксцентриситет синхронизирующих кривошипов 8, 9 превышает эксцентриситет приводных кривошипов 4, 5. Во втором варианте (фиг. 1 б, 4 б, 5 б) реализация синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений представлена в виде- блока цилиндров 2 с дополнительными цилиндрами 16 (выполняющими функции блока поперечных направляющих 14) и снабженных тройками дополнительных поршней 17 (выполняющих функции поперечных ползунов 15). Предложенные примеры конструктивного выполнения устройства и соединений синхронизирующих звеньев (фиг. 4 а, б, 5 а, б) показывают также возможный принцип реализации подобных устройств с другим выполнением синхронизирующих звеньев и их соединением,представленным на кинематических схемах фиг. 1 в, г, 2, 3 а, б. В третьем варианте (фиг. 1 в) реализация синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений представлена в виде- двух блоков дополнительных поперечных цилиндров 18 (выполняющих функции блока поперечных направляющих 14) и дополнительных поперечных поршней 19 (выполняющих функции поперечных ползунов 15). При этом блоки дополнительных поперечных цилиндров 18 конструктивно могут быть подобны блоку цилиндров 2 и симметрично размещены относительно его (не показано), а эксцентриситет синхронизирующих кривошипов может быть больше эксцентриситета приводных кривошипов. Для уравновешивания произведение массы блоков дополнительных поперечных цилиндров 18 на эксцентриситет синхронизирующих кривошипов 8 блока цилиндров 2 должно быть равно произведению массы блока цилиндров 2 на эксцентриситет приводных кривошипов, чем достигается компенсация центробежных сил, действующих на блок цилиндров 2. В четвертом варианте (фиг. 1 г) реализация синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений представлена в виде- синхронизирующих кривошипов 8 блока цилиндров 2 и синхронизирующих кривошипов 9 поршней 3, соединенных по общим осям вращения 10 и 11 соответственно, с приводными кривошипами 4 блока цилиндров 2 и приводными кривошипами 5 поршней 3, при этом все синхронизирующие кривошипы направлены под прямым углом к соединенным с ними приводным кривошипам по ходу или против хода их вращения;- установленных на блоке цилиндров 2 параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих 12, взаимодействующих с установленными на каждом поршне 3 поршневыми ползунами 13;- по меньшей мере одного блока продольных направляющих 20, параллельных осям ци 13 линдров и взаимодействующих с продольными синхронизирующими ползунами 21, при этом блок продольных направляющих 20 шарнирно соединен с синхронизирующими кривошипами 8 блока цилиндров 2, а продольные синхронизирующие ползуны 21 шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами 9 поршней 3. Очевидно, что конструктивно устройство и блок продольных направляющих 20 может быть выполнен подобно исходному устройству и его блоку поперечных направляющих 14, представленный на фиг. 4 а, 5 а (отдельный чертеж этого варианта конструкции не показан). В пятом варианте (фиг. 2) реализация синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений представлена в виде- установленных по центральной оси вращения 22 общих кривошипов 23, объединенных в эксцентриковый вал 24;- блока цилиндров 2, состоящего по меньшей мере из восьми цилиндров (двух крестов);- установленных параллельно осям каждой пары оппозитных цилиндров цилиндровых направляющих 12 (в виде втулок штоков поршней), взаимодействующих с соответственно установленными параллельно осям поршней 3 поршневыми ползунами 13 (в виде штоков поршней), при этом возможно также использование стенок цилиндров в качестве цилиндровых направляющих 12, а тронков поршней - в качестве поршневых ползунов 13. Фактически, пятый является развитием частного решения, представленного на фиг. 1 б и 4 б, 5 б, увеличенного до самостоятельного полноразмерного блока цилиндров 2. Соответственно, конструктивная реализация этого варианта устройства (не показана) может быть построена на основе конструкции, представленной на фиг. 4 б и 5 б. В шестом варианте (фиг. 3 а) реализация синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений, представлена в виде- установленных параллельно и направленных в одну сторону синхронизирующих кривошипов 9 поршней 3, соединенных по общим осям вращения 11 с соответствующими приводными кривошипами 5 поршней 3;- установленных на блоке цилиндров 2 параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих 12, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами 13;- по меньшей мере одного синхронизирующего шатуна 25 (в частном случае - кольцевой формы), шарнирно связанного с синхронизирующими кривошипами 9 поршней 3; Очевидно, что в качестве цилиндровых направляющих 12 могут быть применены стенки цилиндров, а в качестве поршневых ползунов 13 14 этого варианта устройства (не показана) может быть подобна представленной на фиг. 4 а, 5 а с заменой блоков поперечных направляющих 14 на выполненные в виде плоских колец синхронизирующие шатуны 25. В седьмом варианте (фиг. 3 б) реализация синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений, представлена в виде- синхронизирующих кривошипов 8 блока цилиндров 2 и синхронизирующих кривошипов 9 поршней 3, соединенных по общим осям вращения 10, 11 с соответствующими приводными кривошипами 4 блока цилиндров 2 и приводными кривошипами 5 поршней 3, при этом синхронизирующие кривошипы 8 блока цилиндров 2 одинаково направлены относительно приводных кривошипов 4 блока цилиндров 2, а синхронизирующие кривошипы 9 поршней 3 противоположно направлены относительно приводных кривошипов 5 поршней 3, причем эксцентриситет синхронизирующих кривошипов превышает эксцентриситет приводных кривошипов;- установленных на блоке цилиндров 2 параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих 12, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами 13;- установленных на корпусе 1 параллельно оси каждого цилиндра корпусных направляющих 26, взаимодействующих с промежуточными ползунами 27, каждый из которых снабжен размещенными перпендикулярно оси своего цилиндра поперечной цилиндровой направляющей 28 и поперечной поршневой направляющей 29, взаимодействующими, соответственно, с поперечным цилиндровым ползуном 30 и поперечным поршневым ползуном 31, при этом поперечные цилиндровые ползуны 30 шарнирно связаны с синхронизирующими кривошипами 8 блока цилиндров 2, а поперечные поршневые ползуны 30 шарнирно связаны с синхронизирующими кривошипами 9 поршней 3; Очевидно, что цилиндровые направляющие 12 могут быть образованы стенками цилиндров, а поршневые ползуны 13 - тройками поршней. Конструктивная реализация этого варианта устройства (не показана) может быть подобна показанной на фиг. 4 а, 5 а с расположением корпусных направляющих 26 и промежуточных ползунов 27 на корпусе 1 симметрично по обе стороны блока цилиндров 2. При этом корпусная направляющая 26 может быть выполнена в виде закрепленной на корпусе 1 коробчатой крышки, снабженной на дне пазом(направляющей), а размещенный под ней промежуточный ползун 27 может быть выполнен в виде пластины, снабженной с одной стороны входящим в упомянутый паз гребнем (ползуном), а с другой стороны - пазом (направляющей), в котором размещены поперечные цилин 15 дровые ползуны 30 и поперечные поршневые ползуны 31. Внешняя система (нагрузка или двигатель) может быть присоединена к предлагаемому устройству через присоединительное звено 7 (ведущее или ведомое) различным образом, в зависимости от конструктивной реализации устройства и его назначения. Соответственно и присоединительное звено 8 может иметь варианты конструктивной и функциональной реализации. В первом варианте (фиг. 1 а-г, 4 а, б, 5 а, б) присоединения внешней системы (редукторном) присоединительное звено 7 выполнено в виде установленного в корпусе 1 с возможностью вращения центрального зубчатого колеса 32 с внешним зацеплением, снабженного зубчатой муфтой 33 (фиг. 5 а) и взаимодействующего с установленным на блоке цилиндров 2 с возможностью вращения промежуточным зубчатым колесом 34 в форме кольца с внутренним зацеплением, одновременно взаимодействующим с установленным на корпусе 1 без возможности вращения зубчатым венцом 35 с внешним зацеплением. Различия в передаточных числах зубчатых зацеплений определяются необходимой величиной редукции. Во втором варианте (фиг. 2) присоединения внешней системы (безредукторном) присоединительное звено 7 выполнено в виде установленного в корпусе 1 с возможностью вращения по центральной оси 22 эксцентрикового вала 24,(т.е. эксцентриковый вал 24 одновременно выполняет функции присоединительного звена 7 и общих кривошипов. В третьем варианте (фиг. 3 а, б) присоединения внешней системы (безредукторном) присоединительное звено 7 выполнено в виде установленного в корпусе 1 с возможностью вращения коленчатого вала 36, шарнирно связанного с блоком цилиндров 2 (т.е. коленчатый вал 36 одновременно выполняет функции присоединительного звена 7, а также главного приводного кривошипного вала блока цилиндров). Предлагаемое устройство, например, в режиме пневмомотора, работает следующим образом. Рабочее тело (сжатый воздух) при помощи любого известного механизма распределения(не показан, так как выполнение механизма распределения не влияет непосредственно на выполнение синхронизирующих звеньев и их кинематические соединения), подается в соответствующие рабочие камеры 6. Например, механизм распределения может быть реализован подобно представленному в прототипе, где рабочие камеры 6 перемещаются по круговым траекториям относительно размещенных в стенках корпуса 1 подводящих и отводящих рабочее тело каналов (не показаны). Расширяясь, рабочее тело перемещает блок цилиндров 2 и поршни 3 в противоположные стороны, что вызывает вращение в противоположные стороны связан 004837 16 ных с ними приводных кривошипов 4 блока цилиндров 2 и приводных кривошипов 5 поршней 3. Взаимное, строго согласованное перемещение блока цилиндров 2 и поршней 3 обеспечивается предложенными вариантами выполнения синхронизирующих звеньев и их кинематических соединений в виде вращательных и поступательных кинематических пар. Строго говоря, при выполнении блока цилиндров 2 с пересекающимися осями цилиндров и при правильном начальном положении поршней 3 в цилиндрах, а также при идеальном взаимодействии (зазоры в кинематических парах бесконечно малы, а трение отсутствует) цилиндровых направляющих 12 и поршневых ползунов 13(или стенок цилиндров и тронковых поршней 3) функцию синхронизирующего звена может выполнять сам блок цилиндров 2, однозначно задающий пространственное положение поршней 3, их перемещение в цилиндрах. Кинематический анализ показывает, что неопределенность положения поршня 3 в каждом цилиндре, (или поршневого ползуна 13 и цилиндровой направляющей 12) возникает в момент совпадения направлений приводного кривошипа 5 поршня 3 и приводных кривошипов 4 блока цилиндров 2,что соответствует среднему положению поршня в цилиндре. Действительно, в этот момент касательные к окружностям траекторий движений данного поршня 3 и цилиндра параллельны между собой, а также параллельны стенкам цилиндра или его цилиндровой направляющей 12,что и приводит к исчезновению кинематического взаимодействия между ними, т.е. к возникновению кинематической неопределенности. Очевидно, что при упомянутом идеальном случае протяженность зоны кинематической неопределенности стремится к бесконечно малой величине. Реально существующий в поступательной кинематической паре зазор конечной величины резко увеличивает протяженность зоны кинематической неопределенности и поршневой ползун 13 (тронковый поршень 3) под действием сил давления рабочего тела, не взаимодействует с блоком цилиндров 2 (зазор касателен силам взаимодействия в поступательной паре) и в результате проскакивает зону кинематической неопределенности, что приводит, с учетом влияния сил трения, к заклиниванию блока цилиндров 2. При этом необходимо отметить, что при крайних положениях поршневого ползуна 13 (тронкового поршня 3), когда приводные кривошипы 4 блока цилиндров 2 и приводные кривошипы 5 поршней 3 направлены в противоположные стороны, кинематическая неопределенность минимальна (зазор перпендикулярен силам взаимодействия в поступательной паре) и влияние зазора становится несущественным. При повороте приводных кривошипов относительно рассмотренного положения на угол примерно 45 кинематическая неопределенность остается достаточно малой. Одновременно не 17 обходимо также отметить практически незначительное влияние зазора во вращательной кинематической паре: приводной кривошип 5 поршня 3 - поршневой ползун 13 (тронковый поршень 3) в предположении, что величина этого зазора соизмерима с зазором в упомянутой поступательной кинематической паре. Предложенное техническое решение основывается на рассмотренных кинематических особенностях взаимодействия поступательных пар и заключается в обеспечении жесткой зависимости (синхронизации) между положением блока цилиндров 2 и каждого поршня 3 в области его среднего положения (примерно 45 по углу поворота приводных кривошипов относительно их совпадающего по направлению положения). Это достигается жестким кинематическим соединением, в общем случае, подвижных синхронизирующих звеньев, образующим, как уже отмечалось, поступательные и вращательные кинематические пары. При этом соединяются звенья, находящиеся в данный момент преимущественно в области большой кинематической неопределенности, со звеньями, находящимися в данный момент в области малой кинематической неопределенности. В процессе перемещения эти звенья поочередно удерживают друг друга в необходимом положении,осуществляя таким образом их синхронизированное и согласованное движение. В частности,(фиг. 1 а, 4 а, 5 а) под действием сил давления рабочего тела на торцы цилиндров, блок цилиндров 2 начинает движение, вращая приводные кривошипы 4 блока цилиндров 2 (например, против часовой стрелки). Вместе с приводными кривошипами 4 вращаются соединенные с ними и совпадающие по направлению (но имеющие больший эксцентриситет) синхронизирующие кривошипы 8 блока цилиндров 2 вокруг общей оси вращения 10. Соответственно,вместе с ними плоскопараллельно перемещается по окружности шарнирно установленный на синхронизирующих кривошипах 8 блок поперечных направляющих 14, взаимодействующий с поперечными ползунами 15, шарнирно установленными на синхронизирующих кривошипах 9 поршней 3. С другой стороны, синхронизирующие кривошипы 9 поршней 3 вращаются в противоположном направлении (по часовой стрелке) вокруг общей оси 11, так как соединены с противоположно направленными приводными кривошипами 5 поршней 3, которые также вращаются под действием сил давления рабочего тела на поршни 3. Можно видеть, что при таком выполнении синхронизирующих звеньев и их кинематическом соединении, каждый поршневой ползун 15 или тронковый поршень 3, находящийся в области максимальной кинематической неопределенности, кинематически жестко связан через синхронизирующий кривошип 11 со своим поперечным ползуном 15, находящимся в это время в области мини 004837 18 мальной кинематической неопределенности и наоборот, каждый поперечный ползун 15, находящийся в области максимальной кинематической неопределенности таким же образом связан со своим поршневым ползуном 13 или тронковым поршнем 3, находящимся в это время в области минимальной кинематической неопределенности и взаимодействующим с блоком цилиндров 3 через цилиндровую направляющую 12 или стенки цилиндра,(фиг. 1 б, 4 б, 5 б) под действием сил давления рабочего тела на торцы цилиндров блок цилиндров 2 начинает движение, вращая приводные кривошипы 4 блока цилиндров 2 (например, против часовой стрелки). Вместе с приводными кривошипами 4 вращаются соединенные с ними противоположные по направлению и имеющие (в отличие от фиг. 1 а) равный эксцентриситет синхронизирующие кривошипы 8 блока цилиндров 2 вокруг общей оси вращения 10. При этом роль блока поперечных направляющих играет собственно блок цилиндров 2 с размещенными в нем дополнительными цилиндрами 16 (т.е. поперечными направляющими), а дополнительные тронковые поршни 17 играют роль поршневых ползунов. Можно видеть, что принцип работы синхронизирующих звеньев не отличается от их работы в кинематической схеме, представленной на фиг. 1 а;(фиг. 1 в) под действием сил давления рабочего тела на торцы цилиндров блок цилиндров 2 начинает движение, вращая приводные кривошипы 4 блока цилиндров 2 (например,против часовой стрелки). Вместе с приводными кривошипами 4 вращаются соединенные с ними противоположные по направлению и имеющие больший эксцентриситет синхронизирующие кривошипы 8 блока цилиндров 2 вокруг общей оси вращения 10. Соответственно, вместе с ними плоскопараллельно перемещаются по окружности шарнирно установленные на синхронизирующих кривошипах 8 два блока дополнительных поперечных цилиндров 18 (выполняют роль блока поперечных направляющих 14),взаимодействующие с дополнительными поперечными поршнями 19 (выполняют роль поперечных ползунов 15), шарнирно установленными на синхронизирующих кривошипах 9 поршней 3, также имеющими больший эксцентриситет. С другой стороны, синхронизирующие кривошипы 9 поршней 3 вращаются в противоположном направлении (по часовой стрелке) вокруг общей оси 11, так как соединены с одинаково направленными приводными кривошипами 5 поршней 3, которые вращаются под действием сил давления рабочего тела на поршни 3. Можно видеть, что принцип работы синхронизирующих звеньев существенно не отличается от их работы в кинематической схеме, представленной на фиг. 1 а, но блоки дополнительных поперечных цилиндров 18 могут уравновешивать блок цилиндров 2;(фиг. 1 г) под действием сил давления рабочего тела на торцы цилиндров, блок цилиндров 2 начинает движение, вращая приводные кривошипы 4 блока цилиндров 2 (например,против часовой стрелки). Вместе с ними вращаются соединенные с ними перпендикулярные по направлению и имеющие больший эксцентриситет синхронизирующие кривошипы 8 блока цилиндров 2 вокруг общей оси вращения 10. Соответственно, вместе с ними плоскопараллельно перемещается по окружности со сдвигом на 90 шарнирно установленный на синхронизирующих кривошипах 8 блок продольных направляющих 20, взаимодействующий с продольными синхронизирующими ползунами 21,шарнирно установленными на синхронизирующих кривошипах 9 поршней 3. С другой стороны, синхронизирующие кривошипы 9 поршней 3 вращаются в противоположном направлении(по часовой стрелке) вокруг общей оси 11, так как соединены с перпендикулярно направленными приводными кривошипами 5 поршней 3,которые также вращаются под действием сил давления рабочего тела на поршни 3. Можно видеть, что с учетом параллельности осей цилиндров и продольных направляющих, а также,соответственно, перпендикулярности синхронизирующих и приводных кривошипов, принцип работы синхронизирующих звеньев существенно не отличается от их работы в кинематической схеме, представленной на фиг. 1 а;(фиг. 2) под действием сил давления рабочего тела на торцы цилиндров блок цилиндров 2 начинает движение, вращая приводные кривошипы 4 блока цилиндров 2 (например, против часовой стрелки). Соответственно, вместе с блоком цилиндров 2 плоскопараллельно вокруг центральной оси вращения 22 перемещаются по окружности и цилиндровые направляющие 12,или стенки цилиндров, взаимодействующие с поршневыми ползунами 13 или с тронковыми поршнями 3. С другой стороны, общие кривошипы 23, объединяющие синхронизирующие кривошипы 9 поршней 3 со своими приводными кривошипами 5 в эксцентриковый вал 24,вращаются в противоположном направлении(по часовой стрелке) вокруг центральной оси вращения 22 под действием сил давления рабочего тела на поршни 3. Можно видеть, что с учетом того, что рассматриваемый вариант является фактически соединением на одном эксцентриковом валу 24 двух фрагментов (двух крестов) кинематической схемы, представленной на фиг. 1 б, принцип работы синхронизирующих звеньев существенно не отличается от их работы в упомянутой кинематической схеме;(фиг. 3 а) под действием сил давления рабочего тела на торцы цилиндров блок цилиндров 2 начинает движение, вращая приводные кривошипы 4 блока цилиндров 2 (например,против часовой стрелки). Соответственно вме 004837 20 сте с блоком цилиндров 2 совершают плоскопараллельное вращательное движение и цилиндровые направляющие 12, взаимодействующие с поршневыми ползунами 13, или стенки цилиндров, взаимодействующие с тронковыми поршнями. С другой стороны, соединенные с приводными кривошипами 5 поршней 3 и имеющие больший эксцентриситет, а также направленные в одну сторону (в общем случае, не совпадающую с направлением приводных кривошипов 5) синхронизирующие кривошипы 9 поршней 3,вращаются вокруг общей оси вращения 11 в противоположном направлении (по часовой стрелке) под действием сил давления рабочего тела на поршни 3. Синхронизирующий шатун 25, жестко объединяющий через шарнирные соединения параллельные синхронизирующие кривошипы 9 и приводные кривошипы 5, совершает плоскопараллельное вращательное (по часовой стрелке) движение и кинематически соединяет поршневые ползуны 13 или тронковые поршни, в том числе, что особенно важно,размещенные в цилиндровых направляющих 12(или цилиндрах), пересекающихся под углом,равным или близким 90, Можно видеть, что с учетом того, что в блоке цилиндров 2 всегда содержится по меньшей мере пара таких цилиндров, принцип работы синхронизирующих звеньев существенно не отличается от их работы в кинематической схеме, представленной на фиг. 1 а;(фиг. 3 б) под действием сил давления рабочего тела на торцы цилиндров блок цилиндров 2 начинает движение, вращая приводные кривошипы 4 блока цилиндров 2 (например,против часовой стрелки). Вместе с приводными кривошипами 4 вращаются и соединенные с ними одинаково (или противоположно) направленные синхронизирующие кривошипы 8 блока цилиндров 2 вокруг общей оси вращения 10. Соответственно, вместе с блоком цилиндров 2 совершают плоскопараллельное вращательное движение и цилиндровые направляющие 12,взаимодействующие с поршневыми ползунами 13, или стенки цилиндров, взаимодействующие с тронковыми поршнями. С другой стороны,соединенные с приводными кривошипами 5 поршней 3 и противоположно направленные синхронизирующие кривошипы 9 поршней 3,вращаются вокруг общей оси вращения 11 в противоположном направлении (по часовой стрелке) под действием сил давления рабочего тела на поршни 3. В процессе вращения относящиеся к одному цилиндру синхронизирующие кривошипы 8 блока цилиндров 2 и синхронизирующие кривошипы 9 поршней 2 сохраняют необходимое взаимное положение, взаимодействуя через соответствующие поперечные цилиндровые ползуны 30 и поперечные поршневые ползуны 31 с поперечной цилиндровой направляющей 28 и с поперечной поршневой направляющей 29, размещенными в промежуточ 21 ных ползунах 27. В свою очередь, промежуточные ползуны 27 не могут перекоситься, так как сами перемещаются в корпусных направляющих 26 и одновременно взаимодействуют через поперечные цилиндровые ползуны 30 с синхронизирующими кривошипами 8 блока цилиндров 2. Можно видеть, что положение поршневого ползуна 13 в цилиндровой направляющей 12,или тронкового поршня 3 в цилиндре, относительно поперечного поршневого ползуна 31 в поперечной поршневой направляющей 29 обеспечивает взаимную минимизацию кинематической неопределенности, поэтому принцип работы синхронизирующих звеньев существенно не отличается от их работы в кинематической схеме, представленной на фиг. 1 а. Передача движения от присоединительного звена 7 к блоку цилиндров 2 и поршням 3 или наоборот, в зависимости от назначения устройства, может происходить различным образом. В первом варианте (фиг. 1 а-г, 4 а, б, 5 а, б) поршни 3 передают свою половину силового потока через поршневые ползуны 13 или тронковые поршни 3 цилиндровым направляющим 12, или через стенки цилиндров блоку цилиндров 2. Блок цилиндров 2 совершает плоскопараллельное вращательное движение на приводных кривошипах 4 и обкатывает установленное в нем с возможностью вращения промежуточное зубчатое колесо 34 одновременно одним его зубчатым зацеплением (большего диаметра) по закрепленному на корпусе 1 неподвижному зубчатому венцу 35, а вторым его зубчатым зацеплением (меньшего диаметра) - по присоединительному звену 7 в виде центрального зубчатого колеса 32, к которому внешняя система может быть присоединена при помощи зубчатой муфты 33. Увеличенный в передаточное число раз реактивный момент передается на корпус 1 через установленный на нем зубчатый венец 35. Во втором варианте (фиг. 2) блок цилиндров 2 совершает плоскопараллельное вращательное движение на приводных кривошипах 4 и передает свою половину силового потока через цилиндровые направляющие 12 (стенки цилиндров) поршневым ползунам 13 или тронковым поршням 3. Каждая пара оппозитных поршней 3 вращает свой, выполненный в виде эксцентрика, общий кривошип 23. Так как все эксцентрики объединены в эксцентриковый вал 24, то он выполняет роль присоединительного звена 7. При идентичном выполнении поршней центробежные силы, действующие на эксцентрики с эксцентрикового вала 24, взаимно компенсируются. Одновременно силы давления рабочего тела создают на эксцентриках только пары равных сил (только крутящий момент), так как в любой рабочей камере 6 сила давления рабочего тела на поршень 3 равна силе, действующей на торец своего цилиндра, а эта сила передается через блок цилиндров 2 и цилиндровую направляющую 12 (стенки цилиндра), пер 004837 22 пендикулярную в данный момент рассматриваемому цилиндру, ее поршневой ползун 15(тронковый поршень 3), эксцентрик, направленный противоположно рассматриваемому эксцентрику. Реактивный момент передается на корпус 1 через поршневые ползуны 13 (тронковые поршни 3), цилиндровые направляющие 12(стенки цилиндров), блок цилиндров 2, установленные в корпусе 1 приводные кривошипы 4. В третьем варианте (фиг. 3 а, б) поршни 3 передают свою половину силового потока блоку цилиндров 2 через поршневые ползуны 13(тронковые поршни 3), цилиндровые направляющие 12 (стенки цилиндров). Блок цилиндров 2 суммирует силовые потоки и совершает плоскопараллельное вращательное движение на приводных кривошипах 4, одновременно вращая выполненное в виде коленчатого вала 36 присоединительное звено 7. Реактивный момент передается на корпус 2 так же, как и в предыдущем варианте. Предлагаемое выполнение ротативного объемного устройства с синхронизацией взаимного положения блока цилиндров и поршней с использованием только вращательных и поступательных кинематических пар позволяет уменьшить вибрации, увеличить надежность и долговечность устройства, позволяет использовать современные плакирующие смазки (присадки), существенно улучшающие работу и технологию изготовления кинематических систем с избыточными связями, к которым относится и предлагаемое устройство. Представляется особенно предпочтительным использование предлагаемого устройства в качестве элементной базы для создания системы типа планетарный мотор-редуктор с большой величиной редукции, используемой, например, в приводах транспортных средств, в приводах винтов вертолетов, крыльчатых движителей, буровых колонок. Предпочтительность различных вариантов выполнения устройства зависит от области применения. Так, например,фиг. 1 а-г, 4 а, б, 5 а, б - пневмогидроустройства с редуктором, причем наиболее плотная компоновка может быть достигнута в варианте фиг. 1 б, 4 б, 5 б; фиг. 2 - устройства на горячем газе, например ДВС, при этом не исключена возможность соединения блока цилиндров с присоединительным звеном через подобный представленному (фиг. 4 а, 5 а) редуктор; фиг. 3 а, б - пневмогидроустройства, при этом не исключена возможность соединения блока цилиндров с присоединительным звеном через подобный представленному (фиг. 4 а, 5 а) редуктор, а в варианте с синхронизирующим шатуном (фиг. 3 а) синхронизирующий шатун также может быть использован в качестве звена редуктора, но с обратным относительно блока цилиндров направлением плоскопараллельного вращения.[2] Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. 2-е изд., М., Машиностроение,1987 (стр. 145). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Ротативная машина, выполненная в виде корпуса и подвижного блока по меньшей мере из двух пересекающихся своими осями цилиндров с размещенными в них поршнями, при этом блок цилиндров и поршни установлены с возможностью плоскопараллельного, по окружностям равного радиуса, с равными угловыми скоростями, синхронизированного и согласованного движения во взаимно противоположных для блока цилиндров и поршней направлениях при помощи приводных кривошипов блока цилиндров и приводных кривошипов поршней или кинематически эквивалентных упомянутым приводным кривошипам звеньев, при этом блок цилиндров и поршни кинематически соединены по меньшей мере с одним присоединительным звеном, а синхронизация движения блока цилиндров и поршней выполнена посредством кинематически соединяющих их синхронизирующих звеньев, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены с образованием поступательных и вращательных кинематических пар. 2. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде синхронизирующих кривошипов блока цилиндров и поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами блока цилиндров и поршней, и в виде установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами, а также в виде по меньшей мере одного блока поперечных направляющих, перпендикулярных осям цилиндров и взаимодействующих с поперечными ползунами, при этом блок поперечных направляющих шарнирно соединен с синхронизирующими кривошипами блока цилиндров, а поперечные ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами поршней. 3. Ротативная машина по п.2, отличающаяся тем, что синхронизирующие кривошипы поршней направлены противоположно приводным кривошипам поршней, а синхронизирующие кривошипы блока цилиндров направлены в одну сторону с приводными кривошипами блока цилиндров. 24 4. Ротативная машина по п.3, отличающаяся тем, что эксцентриситеты синхронизирующих и приводных кривошипов равны, синхронизирующие кривошипы блока цилиндров совмещены с приводными кривошипами блока цилиндров, а блок поперечных направляющих объединен с блоком цилиндров, при этом поперечные направляющие выполнены в виде дополнительных цилиндров, а поперечные ползуны выполнены в виде снабженных тронками дополнительных поршней. 5. Ротативная машина по п.2, отличающаяся тем, что синхронизирующие кривошипы поршней направлены в одну сторону с приводными кривошипами поршней, а синхронизирующие кривошипы блока цилиндров направлены противоположно приводным кривошипам блока цилиндров. 6. Ротативная машина по п.5, отличающаяся тем, что снабжена двумя блоками поперечных направляющих, выполненных в виде блоков дополнительных поперечных цилиндров, а поперечные ползуны - в виде снабженных тройками дополнительных поперечных поршней,при этом блоки дополнительных цилиндров размещены симметрично по обе стороны блока цилиндров. 7. Ротативная машина по п.6, отличающаяся тем, что произведение массы блоков дополнительных поперечных цилиндров на эксцентриситет синхронизирующих кривошипов равно произведению массы блока цилиндров на эксцентриситет приводных кривошипов. 8. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде синхронизирующих кривошипов блока цилиндров и поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами блока цилиндров и поршней, при этом все синхронизирующие кривошипы направлены под прямым углом по отношению к соединенным с ними приводным кривошипам по ходу или против хода вращения приводных кривошипов, а также в виде установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами, а также в виде по меньшей мере одного блока продольных направляющих, параллельных осям цилиндров и взаимодействующих с продольными ползунами,при этом блок продольных направляющих шарнирно соединен с синхронизирующими кривошипами блока цилиндров, а продольные ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами поршней. 9. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде установленных по центральной оси вращения общих кривошипов, объединяющих функции 25 синхронизирующих кривошипов поршней и их приводных кривошипов, а также в виде цилиндровых направляющих, взаимодействующих с поршневыми ползунами, шарнирно соединенными с общими кривошипами, при этом блок цилиндров образован по меньшей мере из двух пар соосных, оппозитных цилиндров, пересекающихся своими осями под прямым углом на упомянутых шарнирных соединениях. 10. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде установленных параллельно и направленных в одну сторону синхронизирующих кривошипов поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами поршней, а также в виде установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих,взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами, а также в виде по меньшей мере одного синхронизирующего шатуна, шарнирно соединенного с синхронизирующими кривошипами поршней. 11. Ротативная машина по п.10, отличающаяся тем, что содержит два синхронизирующих шатуна, выполненных в виде плоских колец, размещенных симметрично по обе стороны блока цилиндров. 12. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что синхронизирующие звенья и их кинематические соединения выполнены в виде синхронизирующих кривошипов блока цилиндров и поршней, соединенных по общим осям вращения с соответствующими приводными кривошипами блока цилиндров и поршней, при этом синхронизирующие кривошипы блока цилиндров одинаково или противоположно направлены относительно приводных кривошипов блока цилиндров, а синхронизирующие кривошипы поршней противоположно или одинаково направлены относительно приводных кривошипов поршней, а также в виде установленных на блоке цилиндров параллельно оси каждого цилиндра цилиндровых направляющих, взаимодействующих с установленными на каждом поршне поршневыми ползунами, а также в виде установленных на корпусе параллельно оси ка 004837 26 ждого цилиндра корпусных направляющих,взаимодействующих с промежуточными ползунами, каждый из которых снабжен размещенными перпендикулярно оси цилиндра поперечной поршневой и поперечной цилиндровой направляющими, взаимодействующими, соответственно, с поперечным поршневым ползуном и с поперечным цилиндровым ползуном, при этом поперечные поршневые ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами поршней, а поперечные цилиндровые ползуны шарнирно соединены с синхронизирующими кривошипами блока цилиндров. 13. Ротативная машина по пп.2 или 8, или 9, или 10, или 12, отличающаяся тем, что цилиндровые направляющие образованы стенками цилиндров, а поршневые ползуны образованы тронками поршней. 14. Ротативная машина по пп.2 или 8, или 9, или 10, или 12, отличающаяся тем, что эксцентриситет синхронизирующих кривошипов превышает эксцентриситет приводных кривошипов. 15. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что присоединительное звено выполнено в виде установленного в корпусе с возможностью вращения центрального зубчатого колеса с внешним зацеплением, взаимодействующего с установленным на блоке цилиндров с возможностью вращения промежуточным зубчатым колесом с внутренним зацеплением,взаимодействующим с установленным в корпусе без возможности вращения зубчатым венцом с внешним зацеплением, при этом зубчатые зацепления выполнены с разными передаточными числами. 16. Ротативная машина по пп.1, 9, отличающаяся тем, что присоединительное звено выполнено в виде установленного в корпусе с возможностью вращения по центральной оси эксцентрикового вала, объединяющего общие кривошипы. 17. Ротативная машина по п.1, отличающаяся тем, что присоединительное звено выполнено в виде установленного в корпусе с возможностью вращения коленчатого вала, шарнирно связанного с блоком цилиндров.
МПК / Метки
МПК: F01B 13/06, F02B 57/00
Метки: голубева, машина, в.и, ротативная
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/15-4837-rotativnaya-mashina-golubeva-vi.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Ротативная машина голубева в.и.</a>
Предыдущий патент: Способ крепления линз в оправах объективов
Следующий патент: Способ мелиорации в условиях сложного рельефа
Случайный патент: Применение sdf-1 для лечения и/или профилактики неврологических заболеваний