Шатунно-поршневой узел

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к узлам двигателей и компрессоров . Цель изобретения - снижение металлоемкости и упрощение конструкции. Узел содержит шатун 3 с голопкой (Г) 2 и поршень 1. выполненный в виде кольца с наружной цилиндрической и внутренней сферической поверхностями. Г 2 имеет форму сферы, усеченной двумя плоскостями. На внутренней поверхности поршня 1 выполнены пазы 6, расстояние между их диаметрально расположенными стенками не меньше диаметра сферы Г 2, а ширина их - не меньше ее высоты. 2 з.п.ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ СОГДЕ ВСКИХ

< ОЦИЛЛИСТИ IF CKUlX

Р Е С П У Ез Л И К (с))с F 16.1 1/14

РОсудАР ст BE нный кОмите т пО иэОБРРтениям и Отквытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

, О

;(лЭ (21) 4741352/29 (22) 27.09,89 (46) 23.01.92, Бюл,в1 .3 (71) Производственное объединение "Волгодизельмэш" (72) Б.Г.Бондаренко и В,И,Халин (53) 621.512 (088.8) (56) Патент США N443.3616, .кл, .F 16 J 1/14, 1984. (54) ШАТУННО-ПОРШНЕВОЙ УЗЕЛ (57) ИзобретеНие относится к машиностроению, а именно к узлам двигателей и компИзобретение относится к машиностроению, а именно к шатунно-поршневым узлам двигателей или компрессоров.

Известен шатунно-поршневой узел двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающий составной поршень, состоящий иэ головки и тронка, и шатун, жестко соединенный с поршнем (Орлин А.С, и др. Конструкция и расчет поршневых и комбинированных двигателей, М.: Машиностроение, 1972, с.258, фиг.145).

Однако указанный поршень имеет сложное конструктивное исполнение, большую массу и не может использоваться в дизельных двигателях.

Известно устройство с переменным обжигом, содержащее поршень, жестко соединенный с шатуном, со сферической боковой поверхностью, скользящей в цилиндре, (3aявка Е ЦВ N 0212343, МКИ F 16 J 1/10, 1987.)

Недостатком этой конструкции является линейный контакт поверхностей поршня

„, « 4)ÄÄ 1707363 А1 рессоров, Цель изобретения — снижение металлоемкости и упрощение конструкции.

Узел содержит шатун 3 с головкой (Г) 2 и поршень 1, выполненный в виде кольца с наружной цилиндрической и внутренней сферической поверхностями. Г 2 имеет форму сферы, усеченной двумя плоскостями. На внутренней поверхности поршня 1 выполнены пазы 6, расстояние между их диаметрально расположенными стенками не меньше диаметра сферы Г 2, а ширина их— не меньше ее высоты. 2 з.п ф-лы, 2 ил. и цилиндра, что предопределяег высокие удельные давления в зоне контакта от действия нормальных сил, интенсивный износ сопрягаемых поверхностей, эвклинивание поршня при попадании нагара между цилиндром и сферои, приводящие к низкой надежности и малому сроку службы устройства..

Известен шатунно-поршневой узел

ДВС, включающий составной поршень, состоящий из головки и тронка, и шатун с головкой, расположенной в поршне с образованием шарового шарнира (Патент США

%4433616, МКИ F 16 J 1/14, 1984).

Укаэанное изобретение является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и взят в качестве прототипа.

Недостатком этой конструкции является наличие головки поршня. расположенной выше сферического элеменTç и < .оединенной с тронком, что увеличивает габариты поршня по высоте и е о мэ;су

1707363 повернутом положении в пазы 6 поршня 1 и 35

45 целью изобретения является снижение металлоемкости и упрощение конструкции шатун но-поршневого узла, Достигается это тем, что в шатунно-поршневом узле, содержащем шатун с головкой, расположенной в поршне с образованием шарового шарнира, поршень выполнен в виде кольца с наружной цилиндрической и внутренней сферической поверхностями, а головка шатуна имеет форму сферы, усеченной двумя параллельными и плоскостями, перпендикулярными оси шатуна, и жестко соединена с последним. На внутренней поверхности поршня со стороны шатуна выполнены пазы, расположенные симметрично относительно продольной оси и параллельно ей, причем расстояние между диаметрально расположенными стенками не меньше диаметра сферы головки, а их ширина — не меньше высоты последней, Нэ фиг,1 представлен предлагаемый шатунно-поршневой узел, разрез; на фиг.2— то же, вид снизу.

Шатунно-поршневой узел содержит поршень 1, головку шатуна 2, стержень шатуна 3, жестко соединенный с головкой 2 болтами 4, поршень 1 содержит поршневые кольца 5 и пазы 6, головка 2 — уплотнительное кольцо 7 и штифты 8, стержень шатуна

Ъ масляный канал 9 для охлаждения поршня.

Сборка узла осуществляется следующим образом. Головка шатуна 2 с уплотнительным кольцом 7 устанавливается в подвигается в этом положении внутрь поршня 1 до совпадения осей сферических поверхностей и затем поворачивается в рабочее положение. В головку 2 запрессовываются фиксирующие штифты 8 и при помощи болтов 4 она соединяется со стержнем шатуна 3. Работа предлагаемого шатуннопоршневого узла аналогична работе известных конструкций. Причем рабочие газы воздействуют в основном на открытую вер5

30 хнюю часть головки шатуна, что позволяет уменьшить нагрузку в шарнире, Экономический эффект от использования предлагаемого узла заключается в уменьшении металлоемкости и упрощении конструкции эа счет исключения соединения шатуна и поршня через поршневой пагец, а также в увеличении долговечности двигателя за счет уменьшения нагрузки в шарнире от газовых и инерционных сил.

По сравнению с прототипом и с общепринятыми конструкциями (с поршневым пальцем) предлагаемая конструкция позволяет уменьшить массу возвратно-поступательно движущихся деталей в 2...3 раза, в

1,5.„2 раза уменьшаются габариты поршня по высоте, При тех же габаритах шатуннопоршневого узла увеличивается длина шатуна на 10„,15, что позволяет уменьшить боковые усилия и интенсивность соударения поршня и втулки при перекладке поршня в монтажном зазоре.

Формула изобретения

1. Шатунно-поршневой узел, содержащий шатун с головкой, расположенной в поршне с образованием шарового шарнира. отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и упрощения конструкции, поршень выполнен э виде кольца с наружной цилиндрическои и внутренней сферической поверхностями, а головка шатуна имеет форму сферы, усеченной двумя параллельными плоскостями, перпендикулярными оси шатуна, и жестко соединена с последним.

2. Узел по п,1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности lloplUHfl co стороны шатуна выполнены пазы, расположенные симметрично относительно продольной оси и параллельно ей, причем расстояние между диаметрально расположенными стенками пазов не меньше диаметра сферы головки, а их ширина — не меньше высоты последней, 1707363

Составитель Р. Портной

Техред М.Моргентал Корректор В, .Гирняк

Редактор Е.Полионова Заказ 255 Тираж .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп.Гагарина, 101