Кулисный механизм (также известный как механизм с прорезями [1] ) представляет собой механизм возвратно-поступательного движения , преобразующий линейное движение ползуна во вращательное движение или наоборот. Поршень или другая возвратно-поступательная часть непосредственно соединена со скользящей траверсой с прорезью, которая входит в зацепление со штифтом на вращающейся части . Положение поршня в зависимости от времени представляет собой простое гармоническое движение , то есть синусоидальную волну , имеющую постоянную амплитуду и постоянную частоту при постоянной скорости вращения .
Данная установка чаще всего применяется в приводах регулирующих клапанов нефте- и газопроводов высокого давления .
Хотя в настоящее время это не обычный металлообрабатывающий станок, грубые формовщики могут использовать кулисы. Почти все они используют рычажный механизм Витворта , который обеспечивает медленный ход вперед и более быстрый возврат.
Он использовался в различных двигателях внутреннего сгорания, таких как двигатель Бурка , двигатель SyTech, а также во многих двигателях горячего воздуха и паровых двигателях .
Термин «кулисный кулисный механизм» продолжает использоваться, когда прорезь в кулисе короче диаметра окружности, образованной шатунным пальцем . Например, боковые тяги локомотива могут иметь кулисные траверсы, обеспечивающие вертикальное перемещение промежуточных ведущих осей . [2] [3]
То, что по сути является кулисным механизмом, используется в машине для прогнозирования приливов № 2 для создания синусоидального движения (синусоидальные функции).
В идеальных инженерных условиях сила прикладывается непосредственно по линии движения узла. Синусоидальное движение, косинусоидальная скорость и синусоидальное ускорение (при условии постоянной угловой скорости) приводят к более плавной работе. Более высокий процент времени, проведенного в верхней мертвой точке (выдержка), повышает теоретический КПД двигателя в циклах сгорания постоянного объема. [4] Это позволяет исключить соединения, которые обычно обслуживаются поршневым пальцем , а также практически исключить появление юбок поршня и задиров цилиндра, поскольку снижается боковая нагрузка на поршень из-за синуса угла шатуна . Чем больше расстояние между поршнем и вилкой, тем меньше происходит износ, но больше инерция, поэтому такое увеличение длины штока поршня реально подходит только для применений с более низкими оборотами в минуту (но с более высоким крутящим моментом). [5] [6]
Кулисный механизм не используется в большинстве двигателей внутреннего сгорания из-за быстрого износа паза в кулисе, вызванного трением скольжения и высокими контактными давлениями . Это смягчается скользящим блоком между кривошипом и прорезью в штоке поршня. Кроме того, повышенные потери тепла при сгорании из-за длительного пребывания в верхней мертвой точке нивелируют любые улучшения сгорания при постоянном объеме в реальных двигателях. [4] В двигателе меньший процент времени проводится в нижней мертвой точке по сравнению с обычным поршневым и коленчатым механизмом, что сокращает время продувки двухтактных двигателей . Эксперименты показали, что увеличенное время выдержки не работает с двигателями с постоянным объемом сгорания, работающими по циклу Отто . [4] Преимущества могут быть более очевидными в двигателях с циклом Отто, использующих цикл послойного прямого впрыска (дизельный или аналогичный) для снижения тепловых потерь. [7]
Усовершенствованная кулисная траверса со средством поглощения боковой тяги была запатентована в 1978 году Уильямом Л. Карлсоном-младшим, патент США № 4,075,898 . [8]
