Кривошипно-шатунный механизм

 

Изобретекие ОТКОСРГТСЯ к двигателестроению и позволяет повысить надежность и долговечность механизма . Поршень 2, соединенньвЧ с коленчатым валом 6 при помощи шатуна 4 с образованием шарнира 5, размещен в цилиндре 1. Днище 3 поршня со стороны камеры сгорания вьтолнено так, что нормаль в центре тяжести его

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ®U(m

>so 4 F 02 F 3/00

"«1Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3997480/25-06 (22) 03.12.85 (46) 15.08.88, Бюл. 9 30 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.И.Кравченко, И.И.Дусев и М.В.Передерий (53) 621.43-242.3(088,8) (56) Патент Великобритании У 1557603, кл. Р 2 T опублик. 1979. (54) КРИВОШИПНО-IIIAT YHHb5ü МЕХАНИЗМ (57) Изобретение относится к цвигателестроеыпо и позволяет повысить надежность и долговечность механизма. Поршень 2, соединенный с коленчатым валом 6 при помощи шатуна 4 с образованием шарнира 5, размещен в цилиндре 1. Днище 3 поршня со стороны камеры сгорания выполнено так, что нормаль в центре тяжести em

1416726 площади составляет угол 2-3, отсчитываемый от оси цилиндра по направлению вращения вала и лежащий в плоскости симметрии торцовой поверхности днища, совпадающей с плоскостью качания шатуна. Нормаль проходит через центр шарнира. Такое выполнение обеспечивает перенос перекладки поршня в пределах зазора в зону его верхней мертвой точки при минимальИзобретение относится к двигателестроению.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности.

На фиг. 1 показан кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 — разложение сил, действующих на днище поршня; на фиг. 3 — кривошипно-шатунный ме1Р ханизм .с кругами трения.

Кривошипно-шатунный механизм содержит цилиндр 1, поршень 2 с дни щем 3, шатун 4, связанный с поршнем при помощи шарнира 5, а с коленчатым валом 6 — при помощи шарнира 7, а также шарнир 8.

Кривошипно-шатунный механизм работает следующим образом.

При заданном направлении вращения коленчатого вала с угловой скоростью д на такте сжатия в зоне верхней мертвой точки (ВИТ) ведущим звеном механизма является коленчатый вал, поэтому под действием силы 25

Рщ от шатуна поршень прижат нормальной силой N к правой стенке цилиндра.

При достижении ВМТ функция ведущего звена механизма переходит к поршню, на который в этот момент действу-gp ют сила инерции P поступательно движущихся масс поршня и результирующая сила P Г от давления газов со стороны камеры сгорания на торцовую поверхность поршня.

Так как давление рабочего тела в объеме камеры сгорания равномерно распределенное, то его результирующая

P приложена в центре тяжести торГ цовой поверхности поршня и направленых потерях энергии на трение эа счет оптимального приближения направления действия результирующей газовой силы к касательной кругов трения в шарнирах поршневого пальца и шатунной шейки. В результате этого повышается эффективность передачи энергии на кривошип при минимальных потерях на трение, вибрацию и шумоизлучение.

1 э и. флы, 3 ил. на к ней по нормали n-n, составляюо щей с осью цилиндра угол у = 2-3

Реакция от действия этих сил направлена перпендикулярно оси цилиндра и приложена в центре шарнира 5. Как только момент силы N относительно центра шарнира 7 превысит момент сил трения вэтом шарнире, начнется движение поршня в зазоре, в плоскости касания шатуна, от правой стенки цилиндра к левой.

При наклонной торцовой поверхности днища поршня и его соосном положении в цилиндре длина бокового зазора по вертикали до канавки уплотнительного кольца различна, поэтому разным будет и снижение давления как по вертикали, так и в горизонтальных плоскостях (фиг. 2). Очевидно, что вертикальная проекция поверхности

abcda в плоскости малой оси симметрии bd нагружена с двух сторон разным давлением, причем соответствующие результирующие силы с каждой из сторон не одинаковы: N 2 Ng. Это вызывает смещение поршня в сторону меньшей силы N, при этом резко возрастает перетекание газа вдоль зазора от точки а и резко снижается — от точки с, что существенно снижает противодействие силы Ng и поршень надежно прижимается силой N к образую- . щей сс,.

В результате относительного скольжения элементов вращательных кинематических пар шарниров поршневого пальца и шатунной шейки полные реакции в этих шарнирах от действующей силы РГ лежат на одной линии, каса1416726

Фиг.2 тельной к кругам трения в соответствующих шарнирах.

В пределах укаэанного угла наклона к оси направляющей обеспечивается

5 перенос перекладки поршня в пределах зазора в зону его ВМТ при минимальных потерях энергии на трение за счет оптимального приближения направления действия результирующей от давления 10 силы газов к касательной кругов трения в шарнирах поршневого пальца и шатунной шейки.

Перенос перекладки поршня в зону его BMT где относительные скорости 15 скольжения сопряженных поверхностей поршня и втулки минимальны, повышает эффективность передачи энергии на кривошип при минимальных потерях на трение, вибрацию и шумоизлучение. 20 ,Формула изобретения

1. Кривошипно-шатунный механизм для двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень, соединенный с коленчатым валом при помощи шатуна с образованием шарнира, а днище поршня наклонено относительно оси цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности и надежности путем переноса зоны перекладки поршня в зону верхней мертвой точки на рабочем ходе, днище поршня со стороны камеры сгорания выполнено так, что нормаль в центре тяжести его площади составляет угол 2-3, ото считываемый от оси цилиндра по направ-. лению вращения коленчатого вала и лежащий в плоскости симметрии торцовой поверхности днища поршня, совпадающей с плоскостью качания шатуна, I

2. Механизмпо л, 1, о тл ич ею шийся тем, что нормаль проходит через центр шарнира соединения поршня с шатуном.

1416726

/ранг треиим поршиебоео лам а

<руа л а мию

ШППЧЦКИ00 ЯРУКМ

Составитель М.Бондарев

А.К авчук

Техред . равчук Корректор С. Шекмар

Редактор А.Маковская

Подписное

Тираж 505

Заказ 4049/34

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, . р д, г Ужго о ул. Проектная, 4