Узел изменения степени сжатия объемного двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к объемным двигателям внутреннего сгорания, а именно к устройствам изменения их степени сжатия. Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение массы и габаритов как узла, так и всего двигателя, а также повышение надежности его работы и ресурса. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель внутреннего сгорания содержит винтовую передачу с элементами качения, один из подвижных элементов которой связан с регулирующим поршнем, изменяющим объем рабочей полости двигателя при своем регулирующем перемещении, при этом винтовая передача содержит винт со спиральной дорожкой качения, гайку со спиральной дорожкой качения и элементы качения, установленные в дорожках качения винта и гайки с возможностью перемещения по указанным дорожкам качения. Согласно изобретению одна из деталей передачи, либо винт, либо гайка, выполнена из двух соосных частей, состыкованных своими торцевыми криволинейными поверхностями с зазором между ними вдоль траектории спиральной дорожки качения. Элементы качения расположены в зазоре между торцевыми поверхностями двух соосных частей, а соосные части соединены между собой и зафиксированы от проворота одна относительно другой. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к объемным двигателям внутреннего сгорания, а именно к устройствам изменения их степени сжатия.
Известен узел изменения степени сжатия объемного двигателя внутреннего сгорания, содержащий винтовую передачу с элементами качения, один из подвижных элементов которой связан с регулирующим поршнем, изменяющим объем рабочей полости двигателя при своем регулирующем перемещении, при этом винтовая передача содержит винт со спиральной дорожкой качения, гайку со спиральной дорожкой качения и элементы качения, установленные в дорожках качения винта и гайки с возможностью перемещения по указанным дорожкам качения (см. патент Франции 2668201, опуб. 24.04.1992).
Недостатками известного устройства являются его значительные продольные габариты вдоль оси вращения винта, масса передачи, а также ее малые надежность и ресурс.
Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение массы и габаритов как узла, так и всего двигателя, а также повышение надежности его работы и ресурса.
Поставленная задача достигается тем, что в узле изменения степени сжатия объемного двигателя внутреннего сгорания, содержащем винтовую передачу с элементами качения, один из подвижных элементов которой связан с регулирующим поршнем, изменяющим объем рабочей полости двигателя при своем регулирующем перемещении, при этом винтовая передача содержит винт со спиральной дорожкой качения, гайку со спиральной дорожкой качения и элементы качения, установленные в дорожках качения винта и гайки с возможностью перемещения по указанным дорожкам качения, согласно изобретению одна из деталей передачи, либо винт, либо гайка, выполнена из двух соосных частей, состыкованных своими торцевыми криволинейными поверхностями с зазором между ними вдоль траектории спиральной дорожки качения, при этом элементы качения расположены в зазоре между торцевыми поверхностями двух соосных частей, а соосные части соединены между собой и зафиксированы от проворота одна относительно другой.
Поставленная задача достигается также тем, что соосные части могут быть соединены между собой с возможностью стягивания частей в осевом направлении и выборки при этом, по меньшей мере, осевого люфта в передаче.
Поставленная задача достигается также тем, что соосные части снабжены общей направляющей, расположенной параллельно оси вращения передачи.
Изобретение поясняется при помощи чертежей.
На фиг.1 показана головка двигателя с узлом изменения степени сжатия;
на фиг.2 - наружный вид на один из вариантов выполнения узла.
Описываемый узел содержит ходовой винт 1 со спиральной дорожкой 2 качения, две части 3 и 4 гайки, также со спиральной дорожкой 5 качения, и элементы качения 6, установленные в дорожках 2 и 5. Торцевые поверхности 7 и 8, соответственно, частей 3 и 4 выполнены по спиральной траектории. При этом одна часть спиральной дорожки 5 выполнена на торцевой поверхности 7, а другая часть дорожки 5 - на торцевой поверхности 8. Обходную дорожку 9, соединяющую начало и конец дорожек 2 и 5 качения, выполняют, например, в теле гайки. Во время сборки элементы качения 6 укладывают вдоль дорожки 2 качения винта 1 и в обходной дорожке 9. Затем с обеих сторон к элементам качения 6 подводят обе части 3 и 4 гайки и стягивают между собой при помощи резьбовых соединений 10, которые могут выполнять и роль направляющих поверхностей, предотвращающих поворот части 3 относительно части 4. При стягивании частей 3 и 4 наклонные поверхности дорожки 5 качения, при выполнении элементов качения 6 в виде шариков, выдавливают их в сторону дорожки 2 качения. Таким образом создается не только осевой натяг, но и радиальный.
В случае выполнения дорожки 2 также в виде двух наклонных поверхностей реализуется четырехточечный контакт в винтовой передаче. Тогда винт 1 центрируется относительно гайки по поверхностям элементов качения 6, и при этом достаточно всего одного витка дорожки 5 качения для обеспечения устойчивого относительного положения гайки и винта 1. При таком выполнении не требуется установка ни дополнительной гайки, ни дополнительного упорного подшипника в силовой передаче.
Части 3 и 4 гайки могут изготавливаться путем ее разрезания по винтовой криволинейной траектории, вдоль которой и создают зазор 11 после соединения частей 3 и 4.
В описываемом примере выполнения ходовой винт 1 соединен с регулирующим поршнем 12, установленным в рабочей полости 13, например, цилиндра 14. Обе части 3 и 4 гайки закреплены в корпусе, роль которого выполняет головка 15 двигателя.
Управляющее вращение винта 1 приводит к перемещению регулирующего поршня 12, в результате чего изменяется объем рабочей полости 13 и степень сжатия двигателя.
Так как детали тепловых двигателей работают при гораздо более высоких значениях температур, то использование, например, винтовой передачи скольжения в узле изменения степени сжатия привело бы либо к его заклиниванию при нагреве, либо к повышенным ударным нагрузкам при необходимости соблюдения теплового зазора в сопряжениях узла и значительным потерям на трение.
Так как осевые габариты описываемого узла минимальны вследствие использования всего лишь одного витка винтовой передачи, то габариты двигателя практически не увеличиваются при включении в его конструкцию описываемого узла изменения степени сжатия.
Таким образом, заявленные изобретения позволяют обеспечить минимальные габариты и массу винтовой передачи с элементами качения за счет отказа от использования в одной передаче второй гайки. При этом работа узла обеспечивается при меньшем в два раза количестве элементов качения (в известных передачах узел первой гайки передает нагрузку в одну сторону, а узел второй гайки - в другую). Меньшее количество элементов позволяет значительно снизить потери на трение в передаче, повысить ее надежность и ресурс.
1. Узел изменения степени сжатия объемного двигателя внутреннего сгорания, содержащий винтовую передачу с элементами качения, один из подвижных элементов которой связан с регулирующим поршнем, изменяющим объем рабочей полости двигателя при своем регулирующем перемещении, при этом винтовая передача содержит винт со спиральной дорожкой качения, гайку со спиральной дорожкой качения и элементы качения, установленные в дорожках качения винта и гайки с возможностью перемещения по указанным дорожкам качения, отличающийся тем, что одна из деталей передачи, либо винт, либо гайка, выполнена из двух соосных частей, состыкованных своими торцевыми криволинейными поверхностями с зазором между ними вдоль траектории спиральной дорожки качения, при этом элементы качения расположены в зазоре между торцевыми поверхностями двух соосных частей, а соосные части соединены между собой и зафиксированы от проворота одна относительно другой.
2. Узел по п.1, отличающийся тем, что соосные части соединены между собой с возможностью стягивания частей в осевом направлении и выборки при этом, по меньшей мере, осевого люфта в передаче.
3. Узел по п.1, отличающийся тем, что соосные части снабжены общей направляющей, расположенной параллельно оси вращения передачи.
