Кривошипно-шатунный механизм со смещенной шатунной шейкой

Авторы патента:

F02B75/32 - двигатели, отличающиеся связями между поршнями и коренным валом, не относящиеся к предшествующим группам

F01B9/02 - с коленчатым валом

Владельцы патента RU 2597703:

Семенов Александр Алексеевич (RU)

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в кривошипно-шатунных механизмах ДВС. Кривошипно-шатунный механизм со смещенной шатунной шейкой, содержащий рабочий цилиндр, шарнирно связанные между собой поршень с поршневым пальцем, шатун и кривошип коленчатого вала, в котором ось кривошипной головки жестко связана с кривошипом, смещена от оси поршня и оси симметрии кривошипа на угол, равный 10°. Технический результат заключается в повышении мощности на единицу массы, увеличении вращающего момента двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (тепловых машинах). Предлагаемое устройство применимо в автомобильном, водном и воздушном транспорте.

Известен дезаксиальный кривошипно-шатунный механизм, содержащий кривошип и ползун с направляющей осью, не проходящей через ось вращения кривошипа, шарнирно соединенные с шатуном (Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 2. Динамика и конструирование: Учебник для вузов / В.Н. Луканин, И.В. Алексеев и др. - М.: Высш. шк., 2007. - 400 с.).

Недостатком известного дезаксиального кривошипно-шатунного (КШМ) механизма является низкий КПД (эффективность) передачи сил на вращательное движение кривошипа по причине не выполнения механизма с определенными параметрами, в пределах которых выявлены ранее не известные для него положительные признаки.

Наиболее близким по конструкции аналогом к заявленному относится устройство «Аксиальный кривошипно-шатунный механизм поршневого двигателя внутреннего сгорания», описанное в патенте (RU 2230207 МПК F02B 75/32 от 27.01.2004), содержащее, коленчатый вал с шатунной шейкой, шатун, поршень, эксцентрик, малую и большую шестерни, причем шатунная шейка коленчатого вала соединена с шатуном посредством эксцентрика, а эксцентрик снабжен малой шестерней, выполненной с ним заодно, и имеет с ней общую ось вращения, при этом эксцентрик с малой шестерней расположены на оси шатунной шейки коленчатого вала таким образом, что малая шестерня эксцентрика входит в постоянное зацепление с большой шестерней, неподвижно установленной в блоке двигателя и имеющей радиус вдвое больше, чем радиус малой шестерни, отличающийся тем, что радиус эксцентрика относится к радиусу коленчатого вала в соотношении 1:5.

Однако данный кривошипно-шатунный механизм при работе не позволяет обеспечить высокую надежность двигателя и ресурс КШМ, потому что обладает сложным механизмом.

Техническим результатом данного изобретения является повышение ресурса КШМ, вращающего момента на валу двигателя и упрощение конструкции механизма.

Это достигается тем, что кривошипно-шатунный механизм выполнен со смещением оси кривошипной головки от оси поршня и оси симметрии кривошипа на угол, равный 10°.

Предлагаемое смещение позволяет в верхней мертвой точке получить вращающий момент коленчатого вала за счет разложения сил в шатунной шейке коленчатого вала, образующих вращающий момент относительно оси коленчатого вала.

На чертеже схематически изображен общий вид устройства кривошипно-шатунного механизма со смещенной шатунной шейкой. Устройство содержит: рабочий цилиндр 1, шарнирно связанные между собой поршень 2 с поршневым пальцем 4, шатун 7 и кривошип коленчатого вал 5, в котором ось кривошипной головки 6 жестко связана с кривошипом, смещена от оси поршня 3 и оси симметрии кривошипа на угол, равный 10°, обеспечивающий силовое воздействие на ось кривошипа в мертвых точках.

Работа предложенного кривошипно-шатунного механизма со смещенной шатунной шейкой четырехтактного ДВС осуществляется следующим образом.

Известно, что кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное коленчатого вала. Во время рабочего хода на поршень воздействует суммарная сила P_s от сил давления газов и инерциальных сил, которая на оси поршневого пальца разлагается на две составляющие: силу N действующую перпендикулярно оси цилиндра, и силу S действующую по оси шатуна.

В верхней мертвой точке шатун становится в вертикальное положение, при этом вдоль оси шатуна действует только сила P_s, которая на шатунной шейке будет разлагаться по прямой, соединяющей шатунную шейку с кривошипом T₁ и перпендикулярную ей силу К₁, действующую по радиусу. Сила Т₁, действуя по касательной, образует с радиусом кривошипа вращающий момент М_кр.

Таким образом, в положении поршня в верхней мертвой точке образуется вращающий момент, в то же время действие суммарной силы по оси поршня не вызывает бокового износа, который наблюдается в дезаксиальных двигателях со смещенным поршневым пальцем. Отсюда и износ поршня будет равномерным и, соответственно, больше его ресурс.

Кроме того, по сравнению с прототипом устройство КШМ проще: имеется смещенная шатунная шейка и нет никаких дополнительных деталей, усложняющих конструкцию.

Кривошипно-шатунный механизм со смещенной шатунной шейкой, содержащий рабочий цилиндр, шарнирно связанные между собой поршень с поршневым пальцем, шатун и кривошип коленчатого вала, отличающийся тем, что ось кривошипной головки жестко связана с кривошипом, смещена от оси поршня и оси симметрии кривошипа на угол, равный 10°.

Изобретение относится к узлам для преобразования прямолинейного движения во вращательное движение и наоборот. Узел содержит коленчатый вал, поршень, вильчатую конструкцию, рычажное средство.

Кривошипный механизм с круглым ползуном, возвратно-поступательная деталь, блок двигателя, а также двигатель внутреннего сгорания и компрессор // 2591981

Предложен кривошипный механизм с круглым ползуном, содержащий многорядную деталь возвратно-поступательного движения и однорядную деталь возвратно-поступательного движения, многорядная деталь возвратно-поступательного движения имеет направляющую деталь, при этом однорядная деталь возвратно-поступательного движения имеет направляющую деталь, которая может быть вставлена в продольную канавку многорядной детали возвратно-поступательного движения вдоль направления толщины, с тем, чтобы пересекать вертикально многорядную деталь возвратно-поступательного движения, направляющая деталь снабжена отверстием, принимающим средний круглый ползун, первый круглый ползун и второй круглый ползун смонтированы в одинаковой фазе, средний круглый ползун расположен между первым круглым ползуном и вторым круглым ползуном с фазовой разницей, составляющей 180 градусов, по сравнению с двумя круглыми ползунами, причем соседние круглые ползуны прикреплены друг к другу.

Двигатель внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия // 2585998

Настоящее изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия. Механизм (10) переменной степени сжатия, который изменяет степень сжатия двигателя в зависимости от углового положения первого управляющего вала (14), и привод, который изменяет и удерживает угловое положение первого управляющего вала (14).

Двигатель внутреннего сгорания // 2580191

Настоящее изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к двигателям с переменным ходом поршня. Механизм для изменения длины хода поршня двигателя внутреннего сгорания в каждом цикле его работы содержит зубчатую передачу, включающую первое зубчатое колесо, установленное в корпусе двигателя без возможности вращения, и второе зубчатое колесо с зубьями, сформированными на его внутренней поверхности, причем второе зубчатое колесо находится в зацеплении с первым зубчатым колесом для обеспечения постоянной длины кривошипа и переменной длины эксцентрика, чтобы получить переменную длину хода поршня в полном цикле работы двигателя.

Способ работы двухтактного детонационного двигателя внутренного сгорания (варианты) // 2579287

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с детонационным процессом. Техническим результатом является повышение кпд цикла двухтактного детонационного ДВС с водородом в качестве горючего.

Двигатель внутреннеего сгорания с оппозитными цилиндрами // 2569412

Изобретение может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания с оппозитным расположением цилиндров. Двигатель внутреннего сгорания с оппозитными цилиндрами содержит корпусной блок (1) с как минимум одной парой оппозитных гильз (2) и (3), в которых расположен цельный поршень, включающий пару поршневых головок (4) и (5).

Оппозитный бесшатунный поршневой двигатель внутреннего сгорания // 2568350

Изобретение предлагает конструкцию оппозитного бесшатунного поршневого двигателя внутреннего сгорания, который может использоваться для бензиновых или дизельных, как для четырехтактных, так и для двухтактных ДВС, как четырех цилиндровых, так и 8 и более цилиндров с использованием обычных систем газораспределения, зажигания, питания, впрыска и т.д.

Направляющее устройство для поршневого механизма и способ // 2562901

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с дифференциальным ходом поршня имеет вал двигателя и поршень, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в камере цилиндра и содержащий внутреннюю часть поршня, шток поршня, соединенный на первом конце с упомянутой внутренней частью поршня, наружную часть поршня, которая служит в качестве носителя для упомянутой внутренней части поршня и соединена с упомянутым валом двигателя, причем упомянутая внутренняя часть поршня выполнена с возможностью работать по циклу, отличному от цикла наружной части поршня, и управляющий рычажный механизм, соединенный с упомянутым двигателем в точке крепления, причем упомянутый управляющий рычажный механизм соединен со вторым концом упомянутого штока поршня, определяя точку копирования, в котором упомянутый управляющий механизм направляет и определяет перемещение упомянутой точки копирования таким образом, что оно по существу выровнено с осью упомянутой камеры цилиндра.

Усовершенствованный двигатель внутреннего сгорания с дифференциальным ходом поршня // 2559421

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Поршневое устройство (100) предназначено для двигателя внутреннего сгорания с дифференциальным ходом поршня.

Бесшатунный, роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (двс) // 2553921

Изобретение относится к машиностроению. Бесшатунный, роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) содержит неподвижный внутренний корпус с расположенными в нем рабочими цилиндрами с поршнями и штоками, впускными и выпускными клапанами и свечами зажигания.

Бесшатунный двигатель и способ устранения заклинивания его механизма // 2538349

Изобретение относится к поршневым машинам с бесшатунным механизмом преобразования движения и может быть использовано в их конструкциях. Техническим результатом является повышение надежности работы машины.

Шестеренный бесшатунный механизм с многоколенчатым валом // 2537073

Изобретение относится к механизмам преобразования прямолинейного движения поршня во вращение вала. Бесшатунный механизм содержит корпус и многоколенчатый вал, каждое звено колена которого наряду с коренной шейкой, щечкой и шатунной шейкой содержит солнечную шестерню, солнечно-планетарную шестерню и планетарную шестерню-сателлит.

Двигатель автотранспортных средств // 2534254

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям двигателей автотранспортных средств. В стояках коленчатого вала и в больших и малых роликах вырезаются круговые отверстия, диаметром и глубиной соответствующие размерам внедряемых в них роликовых подшипников, при этом диаметр внутренних отверстий подшипников соответствует диаметрам осей и диаметру коленчатого вала, проходящих через них, а диаметры внутренних круговых отверстий роликов и оставшейся наружной части стояков больше диаметров осей и диаметра коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия // 2525372

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия содержит цилиндр (1) с поршнем (2), соединенный с поршнем (2) шток (17), с двух сторон которого вдоль хода поршня (2) расположены силовые зубчатые рейки с плоскими опорными поверхностями, два зеркально расположенных кривошипно-шатунных механизма (3) и (4) с параллельными валами, которые синхронно вращаются в противоположных направлениях с одинаковой скоростью.

Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа (варианты) и система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа // 2524154

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, поршневых компрессорах, насосах, а также в механизмах преобразования вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное движение поршней и наоборот.

Двигатель с кулисным механизмом // 2489585

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. .

Поршневой двигатель // 2474707

Изобретение относится к моторостроительной промышленности, а конкретно к строительству поршневых двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано моторостроительной промышленностью в строительстве долговечных, энергоемких, компактных двигателей всех разновидностей и типов, основанных на применении в двигателях механизма преобразования вращения нового варианта.

Поршневая машина с маятниковым рычагом // 2472954

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее может быть применено во всех транспортных средствах, а также в энергопроизводстве (тепловых и атомных электростанций).

Система регулирования рабочего объема двигателя внутреннего сгорания // 2454555

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при создании двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Бесшатунный поршневой двигатель // 2610856

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к бесшатунным поршневым двигателям. Бесшатунный поршневой двигатель, включающий корпус с расположенными рядно и/или оппозитно цилиндрами, поршни со штоками и механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, выполненный в виде маховика, смонтированного на кривошипе, кулисы, соединенной посредством кулисного камня с кривошипом, штоками поршней, связанных с кулисами, при этом двигатель снабжен дополнительной группой поршней с кривошипом, связанной с первой группой поршней при помощи зубчатого зацепления, смонтированного на кривошипах, при этом кривошипы механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное смонтированы симметрично, контакт шеек кривошипов групп поршней при помощи кулисных камней с кулисами выполненна одинаковом расстоянии от ползунов. Техническим результатом является обеспечение равномерной нагрузки на кулису, предотвращение вибрации и повышенного износа. 3 ил.