Осевой поршневой мотор-насос
Сущность проекта
В представляемом проекте предлагается принципиально новый осевой поршневой мотор-насос, конструкция которого защищенна патентом RU 2267012 С1. В основе конструкции мотор-насоса, представляющего в данном варианте четырехцилиндровую поршневую машину с поршнями двухстороннего действия, лежит преобразователь движения с продольной замкнутой винтовой канавкой и шаровыми опорными поводками, который также разработан автором данного проекта (патент № 000 С1).
Конструкция мотор-насоса отмечена серебряной медалью на Х международном салоне промышленной собственности «Архимед – 2007».
Описание планируемой к выпуску продукции
Использование в мотор-насосе нового преобразователя движения позволяет значительно уменьшить его габаритные размеры, материалоемкость, упростить конструкцию, а также создать принципиально новую поршневую машину. Конструкция мотор-насоса позволяет значительно расширить область применения машин данного класса. В частности, при работе рассматриваемой поршневой машины в режиме мотора ее компактность, большой диапазон скоростей (от нуля до трех тысяч оборотов в минуту), большая величина и постоянство крутящего момента, позволяют использовать данный мотор-насос в качестве привода (мотор-колеса) в различных транспортных механизмах, начиная от велосипеда и заканчивая танком, и исключить наличие в транспортных и технологических машинах дорогостоящей, сложной, материалоемкой механической трансмиссии. При работе рассматриваемого мотор-насоса в режиме насоса устройство работает как четырехцилиндровая машина с поршнями двухстороннего действия, что обеспечивает отсутствие холостых ходов – максимальный КПД, минимальную пульсацию рабочего тела и возможность создания высоких давлений рабочего тела.
Количество цилиндров в мотор-насосе может быть и больше четырех. При этом, чем больше число цилиндров, тем равномерней крутящий момент и меньше пульсация рабочего тела.
Схематично конструкции мотор-насоса и его узлов представлены на рисунках 1, 2, 3, 4.
Представляемый осевой поршневой мотор-насос содержит минимальное количество деталей и состоит из цилиндрического корпуса 4, который совершает вращательное движение вокруг неподвижной оси 1, с которой с помощью ограничителей проворота поршней 5,6 связаны поршни 2,3. На боковой поверхности поршней 2,3 нарезаны продольные замкнутые канавки, в которые вставлены шаровидные поводки 7,8, вторая половина которых закреплена в корпусе 4. Внутренняя цилиндрическая полость корпуса поршнями 2,3 и перегородкой 9 разделена на четыре рабочих цилиндра.
При работе мотор-насоса в режиме мотора рабочее тело (жидкость или газ) через золотниковое устройство, состоящее из каналов 10, 11, под давлением подается в рабочие цилиндры, что вызывает поступательное движение поршней. Двигаясь, поршни боковыми поверхностями канавок 7,8 давят на поводки, что, вследствие ограничения проворота поршней шлицевым соединением 5,6, вызывает вращение корпуса. При работе в режиме насоса при приложении к корпусу 4 мотор-насоса вращательного движения поршни 2,3 будут совершать возвратно-поступательное движение, что обеспечивает перекачку рабочего тела.
Движение поршней в мотор-насосе организовано таким образом, что при прохождении одним из поршней мертвой точки за счет движения второго поршня им, при работе в режиме мотора, развивается максимальный крутящий момент, а при работе в режиме насоса из работающего на этот момент цилиндра выдавливается наибольшее количество перекачиваемого или нагнетаемого рабочего тела. Таким образом, обеспечивается запуск мотора при любом положении поршней, постоянство крутящего момента и минимальная пульсация рабочего тела при работе мотор-насоса в режиме насоса.
Осевой поршневой мотор-насос
1 10 4 I А II 2 III Б IV 3
 |
 |
8
 | |
 |  |
 |
11
5,6
7
 |
А 9 Б
7 А-А Рис. 1. Б-Б 8
2
 |
 |
 |
3
 |
Рис. 2 Рис.. 3
12 7 2
 |
Рис. 4
1-центральная ось; 2, 3-порши с замкнутой канавкой; 4-корпус; 5,6-ограничители проворота поршней; 7-8 поводки; 9-перегородка; 10,11-каналы золотника; 12-канавка
Проведены многолетние исследования по оценке работоспособности, надежности и долговечности преобразователя движения с продольной замкнутой винтовой канавкой, являющегося основным элементом конструкции осевого поршневого насоса, а также вариантов компоновок преобразователя движения. В результате этих исследований оптимизирована конструкция мотор-насоса и достигнута высокая надежность привода.
Маркетинговая информация
Основные потребители: автомобильная, тракторная промышленности, станкостроение.
Подготовленность проекта
Разработана техническая документация и опытные образцы. Имеется база для запуска проекта в условиях единичного производства.
Финансирование проекта
Ориентировочная стоимость внедренческих работ 3 млн. р. Период окупаемости проекта - 2 года.
Условия возможного участия инвестора
Прямое инвестирование.
Данные об организации – инициаторе проекта
Кубанский государственный технологический университет,
Ректор – доктор технических наук, профессор .
.
Научный руководитель проекта
, канд. техн. наук, доцент кафедры материаловедения и автосервиса.
Pivotal Piston Pumping Motor
Project Main Point
In the Project under consideration, a principally new pivotal piston pumping motor is suggested whose design is defended by Patent RU 2267012 С1. Basically, the design of the piston pumping motor, in this version, representing a four cylinder piston engine with double action pistons there is a motion converter with a longitudinal close loop helical groove and bearing ball and socket joints, the motion converter was designed by the author of this Project, as well as by (Patent # 2059133 С1).
The piston pumping motor design was awarded by a Silver Medal at the X International Saloon of Industrial Property “Archimed-2007”.
Project Scientific Adviser
SOKOLOV ALEXANDER GRIGORIEVICH, Candidate of Technical Science, assistant professor at Department Science of Materials & Car Service.
