Поршневой механизм

006812 Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к устройствам поршневых компрессоров, поршневых насосов, поршневых двигателей внутреннего сгорания. Известна конструкция компрессора 2 ВУ 1-2,5/12 М 2. Компрессор выполнен по V-образной схеме,см. В. Д. Васильев, Е. А. Ивашнев, В. В. Малюшенко "Монтаж компрессоров, насосов и вентиляторов","Высшая школа", 1979 г., стр. 36. Сжатие воздуха происходит в цилиндрах при движении поршней вверх. Движение поршней вверх обеспечивается шатунами, которые одним своим концом шарнирно закреплены в поршне, а другим концом шарнирно закреплены на коленчатом валу. При вращении коленчатого вала нагрузка через шатун передается на поршень, заставляя его двигаться в цилиндре возвратнопоступательно. Недостатком конструкции компрессора является то, что при этом поршень испытывает и боковые нагрузки, которые приводят к износу поверхностей, как цилиндра, так и поршня. Этот износ приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик компрессора. Общими признаками аналога и предлагаемого технического решения являются цилиндр, поршень,шатун. Известны устройства для разгрузки ползуна от боковых составляющих сил, см. А.Ф. Крайнев "Словарь справочник по механизмам", М., "Машиностроение", 1987 г., стр. 365. Разгрузка ползуна от боковых составляющих сил осуществляется путем введения дополнительных звеньев, передающих боковые составляющие сил на направляющие через элементы качения, например, установкой с обеих сторон ползуна роликов, поджатых пружиной. Трение скольжения в этом случае заменяется трением качения. Недостатком данного решения является введение в рабочую зону дополнительных подвижных элементов, что значительно усложняет и удорожает конструкцию устройства, а в случае применения данного технического решения в конструкциях поршневых двигателей внутреннего сгорания и поршневых компрессоров делает данное техническое решение вообще неработоспособным, так как высокие температуры, давления и перегрузки приведут к заклиниванию и разрушению дополнительных элементов. Наиболее близким техническим решением к заявляемому и принятым в качестве прототипа является компрессор 302 ВП-10/8, см. В. Д. Васильев, Е. А. Ивашнев, В. В. Малюшенко "Монтаж компрессоров, насосов и вентиляторов", "Высшая школа", 1979 г., стр. 39. Компрессор выполнен по прямоугольной схеме. Сжатие воздуха происходит в цилиндрах при движении поршней, уменьшающих объем рабочей камеры. Движение поршней обеспечивается шатунами через крейцкопфы, которые передают на поршни только осевую нагрузку. Поперечную нагрузку, появляющуюся от движения шатуна, полностью воспринимают крейцкопфы. Шатуны одним своим концом шарнирно закреплены в крейцкопфе, а другим своим концом шарнирно закреплены на коленчатом валу. При вращении коленчатого вала нагрузка через шатун передается на крейцкопф, а от крейцкопфа через шток нагрузка передается на поршень, заставляя его двигаться в цилиндре возвратно-поступательно. Недостатками прототипа являются повышенная сложность конструкции, требующая повышенной точности изготовления узлов, большая масса и габариты конструкции, позволяющая использовать крейцкопфные компрессора или двигатели только в стационарном исполнении. Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения являются цилиндр, поршень, шток, шатун. Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является исключение поперечных нагрузок в поршне при его движении внутри цилиндра, исключение трения между поверхностью поршня и внутренней поверхностью цилиндра, увеличение срока службы деталей поршневой группы. Задача решается тем, что цилиндр искривлен. Радиус кривизны цилиндра определяется конкретными условиями эксплуатации предлагаемого технического решения. Внутри искривленного цилиндра с минимально допустимыми зазорами установлен поршень, причем продольная ось поршня является касательной к искривленной продольной оси цилиндра. На поршне одним концом жестко закреплен шток,который другим концом жестко закреплен на конце шатуна. Другим концом шатун закреплен на оси,проходящей через центр кривизны цилиндра с возможностью поворота вокруг нее. Поставленная задача может решаться еще и тем, что продольная ось поршня, установленного в искривленный цилиндр, имеет кривизну, радиус которой равен радиусу кривизны искривленного цилиндра. Применение предлагаемого технического решения позволит увеличить срок службы деталей поршневой группы за счет устранения поперечных нагрузок, действующих на поршень и вызывающих повышенный износ поршня и цилиндра за счет сил трения. Применение предлагаемого технического решения позволит обеспечить стабильный гарантированный минимальный зазор между поршнем и цилиндром,который в некоторых случаях позволит обойтись без уплотнительных колец. Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами. На фиг. 1 схематично показан поршневой механизм с искривленным цилиндром с поршнем, продольная ось которого является касательной к искривленной продольной цилиндра. На фиг. 2 схематично показан поршневой механизм с искривленными цилиндром и поршнем, у которых продольные оси совпадают.-1 006812 Предлагаемый поршневой механизм содержит искривленный цилиндр 1, поршень 2, жестко соединенный со штоком 3. Шток 3 жестко соединен с одним концом шатуна 4, другой конец шатуна 4 закреплен на оси вращения 5 с возможностью поворота вокруг нее. Предлагаемый поршневой механизм работает следующим образом. При работе привода в виде, например, кулачкового механизма или кривошипно-шатунного механизма, который на чертеже не показан,шатун 4 совершает колебательные движения, поворачиваясь вокруг оси 5. Другой конец шатуна 4 перемешается по кривой, совпадающей с криволинейной осью цилиндра 1 и поршня 2. При этом, перемещение свободного конца шатуна 4 через жестко закрепленный на нем шток 3 передается на поршень 2, также жестко закрепленный на другом конце штока 3. Под действием штока 3 поршень совершает возвратно-поступательные движения в цилиндре, причем зазоры между поршнем и цилиндром остаются постоянными, т. к. нет поперечных перемещений поршня относительно цилиндра. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Поршневой механизм, содержащий искривленный цилиндр, поршень, взаимодействующий с цилиндром, шток, жестко связанный одним концом с поршнем, а другим концом - с шатуном, отличающийся тем, что поршень выполнен прямым, причем продольная ось поршня при любом взаимном положении поршня и цилиндра является касательной к продольной оси цилиндра, а шток выполнен прямолинейным, жестко связанным с шатуном.