Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания

Изобретение в целом относится к маятниковым коленчатым валам для двигателей внутреннего сгорания. Конкретнее предложенная изобретательская концепция относится к циклоидной вставке маятникового кривошипа для маятникового коленчатого вала, имеющей цельный несущий элемент. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания содержит маятниковый коленчатый вал, имеющий циклоидные вставки маятникового кривошипа. Вставки, таким образом, могут быть выполнены из высококачественной закаленной стали наряду с тем, что коленчатый вал может быть выполнен из обычного черного металла. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания содержит коленчатый вал, имеющий удерживающие маятник проушины. Первая удерживающая маятник проушина образована на указанном коленчатом валу. Первая циклоидная вставка установлена в первую удерживающую маятник проушину, причем первая циклоидная вставка содержит первый циклоидный канал, образованный внутри нее. Первый фиксирующий штифт служит для закрепления первой циклоидной вставки в первой удерживающей маятник проушине. Вторая удерживающая маятник проушина образована рядом и дистанцирована от первой удерживающей маятник проушины на коленчатом валу. Вторая циклоидная вставка установлена во вторую удерживающую маятник проушину, причем вторая циклоидная вставка содержит второй циклоидный канал, образованный внутри нее. Второй фиксирующий штифт служит для закрепления второй циклоидной вставки во второй удерживающей маятник проушине. Маятник прикреплен с возможностью перемещения к первой и второй удерживающим маятник проушинам, причем маятник содержит углубленные области. Пара ограничителей образована на внутренних поверхностях, противоположных проушинам. На каждом из ограничителей предусмотрен соответствующий буфер, частично продолжающийся в соответствующую из углубленных областей. Первый роликовый штифт вставлен через первый циклоидный канал, для крепления маятника к первой удерживающей маятник проушине. Второй роликовый штифт вставлен через второй циклоидный канал, для крепления маятника к второй удерживающей маятник проушине. Технический результат: обеспечивает уменьшение предела тяги двигателя для относительно низкой величины числа оборотов в минуту. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к маятниковым коленчатым валам для двигателей внутреннего сгорания. Конкретнее, предложенная изобретательская концепция относится к циклоидной вставке маятникового кривошипа для маятникового коленчатого вала, имеющей цельный несущий элемент.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатели внутреннего сгорания, имеющие относительно небольшое количество цилиндров, обеспечивает автопроизводителей привлекательным решением в отношении необходимости улучшенной экономии топлива. Чтобы компенсировать уменьшение рабочего объема двигателя, производители транспортных средств разработали технологии для улучшения мощности двигателя, такие как непосредственный впрыск топлива, турбонаддув и регулируемая установка фаз распределения для впускных и выпускных распределительных валов. Таким образом, шестицилиндровые и восьмицилиндровые двигатели могут быть сокращены без потери имеющейся в распоряжении мощности в лошадиных силах.

Нежелательным следствием двигателей с небольшим количеством цилиндров являются высокие крутильные колебания коленчатого вала и высокая вибрация блока цилиндров двигателя, вызванные силами, такими как силы первого и второго порядка, которые не компенсируются. Такие вибрации в итоге передаются через опоры двигателя на конструкцию транспортного средства.

Инженеры справлялись с этими вибрациями в той или иной степени благодаря многообразию подходов, многие из которых повышают себестоимость конструкции и снижают экономию топлива. Одним из общепринятых решений для преодоления чрезмерной вибрации является установка одного или более маятников на коленчатом валу для снижения крутильного колебания коленчатого вала и являющейся следствием вибрации блока цилиндров. Такие установленные на коленчатом валу маятники функционируют в качестве поглощающих элементов для гашения колебаний, так как они регулируются, чтобы принимать меры в ответ и, таким образом, уравновешивать вибрации, порожденные вращением коленчатого вала, таким образом, сглаживая выходной крутящий момент коленчатых валов. Этот подход также принимается конструкторами некоторых авиационных поршневых двигателей, где маятники сглаживают крутящий момент на выходном валу и уменьшают механическое напряжение внутри самого коленчатого вала.

Пример маятникового поглощающего элемента для гашения колебаний, связанного с коленчатым валом двигателя, изложен в патенте US 4,739,679 (МПК F16F 15/14, опубл. 26.04.1988), переуступленном правопреемнику настоящего изобретения. Согласно компоновке, изложенной в этом патенте, маятник содержит внутреннюю криволинейную поверхность кулачкового следящего элемента, которая попеременно зацепляется и расцепляется с кулачком штифтового типа, закрепленным на несущем элементе маятника. Маятник коленчатого вала соединен с несущим элементом маятника парой роликов, которые подвижны в сопряженных криволинейных канавках. Несмотря на то, что есть некоторое количество вариантов подвижного взаимного расположения между маятником и циклоидной поверхностью коленчатого вала, общепринято вставлять роликовые штифты в качестве точек контакта между этими двумя компонентами.

Несмотря на предоставление эффективного решения для проблемы вибраций в небольших двигателях внутреннего сгорания, маятниковый коленчатый вал требует высокопрочной закаленной стали, по которой может кататься ролик. Для удовлетворения этого требования, весь коленчатый вал должен быть выполнен из высококачественной стали, чтобы удовлетворять требованиям твердости для циклоидных поверхностей. Попытки закалять только поверхность циклоиды иногда дают в результате коробление коленчатого вала. Сверх запретов, порожденных материальными затратами на полностью закаленный стальной коленчатый вал, трудовые ресурсы и инструментальная оснастка, требуемые для механической обработки циклоиды на коленчатом валу, также являются дорогостоящими.

Таким образом, необходим новый подход к маятниковым коленчатым валам для преодоления проблем, связанных с известными компоновками.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложенная изобретательская концепция преодолевает проблемы, связанные с известными маятниковыми коленчатыми валами для двигателей внутреннего сгорания, посредством предоставления маятникового коленчатого вала, имеющего циклоидные вставки маятникового кривошипа, таким образом, требуя, чтобы только циклоидные вставки были выполнены из высококачественной закаленной стали. Сам коленчатый вал может быть выполнен из обычного черного металла.

В одном из аспектов предложен маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания, содержащий:

коленчатый вал;

удерживающие маятник проушины, образованные на указанном коленчатом валу;

циклоидную вставку, установленную в каждую из указанных проушин, причем указанная циклоидная вставка содержит циклоидный канал, образованный внутри нее;

маятник, прикрепленный с возможностью перемещения к указанным проушинам, причем указанный маятник содержит циклоидные каналы, образованные в нем; и

роликовый штифт, вставленный через каждый из указанных циклоидных каналов, для крепления указанного маятника к указанным проушинам.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором указанный маятник включает в себя первую половину и вторую половину.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором указанные циклоидные каналы, образованные в указанном маятнике, образованы в каждой из указанных половин.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором каждая из половин содержит углубленные области, при этом указанные циклоидные каналы образованы в указанных углубленных областях.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором указанный циклоидный канал, образованный в указанной первой половине указанного маятника, и указанный циклоидный канал, образованный в указанной второй половине указанного маятника, захватывают указанный роликовый штифт между ними.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, дополнительно содержащий штифт, установленный между указанной циклоидной вставкой и указанной проушиной, посредством чего ограничено вращение указанной циклоидной вставки относительно указанной проушины.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором указанный маятник содержит фиксирующий штифт, проходящий отверстие, образованное в нем, а указанный коленчатый вал содержит принимающее фиксирующий штифт отверстие, образованное в нем.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, дополнительно содержащий съемный фиксирующий штифт для прохождения через указанное принимающее фиксирующий штифт отверстие для блокирования перемещения указанного маятника относительно указанного коленчатого вала.

В одном из дополнительных аспектов предложен маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания, содержащий:

коленчатый вал;

удерживающие маятник проушины, образованные на указанном коленчатом валу;

циклоидную вставку, установленную в каждую из указанных проушин, причем указанная циклоидная вставка содержит циклоидный канал, образованный внутри нее;

маятник, прикрепленный с возможностью перемещения к указанным проушинам; и

роликовый штифт, вставленный через каждый из указанных циклоидных каналов, для крепления указанного маятника к указанным проушинам.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором указанный маятник включает в себя первую половину и вторую половину.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором каждая из указанных половин содержит циклоидные каналы, образованные в них.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором каждая из половин содержит углубленные области, при этом указанные циклоидные каналы образованы в указанных углубленных областях.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором указанный циклоидный канал, образованный в указанной первой половине указанного маятника, и указанный циклоидный канал, образованный в указанной второй половине указанного маятника, захватывают указанный роликовый штифт между ними.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, дополнительно содержащий штифт, установленный между указанной циклоидной вставкой и указанной проушиной, посредством чего ограничено вращение указанной циклоидной вставки относительно указанной проушины.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором указанный маятник содержит фиксирующий штифт, проходящий отверстие, образованное в нем, а указанный коленчатый вал содержит принимающее фиксирующий штифт отверстие, образованное в нем.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, дополнительно содержащий съемный фиксирующий штифт для прохождения через указанное принимающее фиксирующий штифт отверстие для блокирования перемещения указанного маятника относительно указанного коленчатого вала.

В одном из еще дополнительных аспектов предложен маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания, содержащий:

коленчатый вал;

удерживающие маятник проушины, образованные на указанном коленчатом валу;

циклоидную вставку, установленную в каждую из указанных проушин, причем указанная циклоидная вставка содержит циклоидный канал, образованный внутри нее;

маятник, прикрепленный с возможностью перемещения к указанным проушинам, причем указанный маятник содержит две половины, и каждая половина содержит циклоидные каналы, образованные в ней; и

роликовый штифт, вставленный через каждый из указанных циклоидных каналов, для крепления указанного маятника к указанным проушинам.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором каждая из половин содержит углубленные области, при этом указанные циклоидные каналы образованы в указанных углубленных областях.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, в котором указанный циклоидный канал, образованный в указанной первой половине указанного маятника, и указанный циклоидный канал, образованный в указанной второй половине указанного маятника, захватывают указанный роликовый штифт между ними.

В одном из вариантов предложен коленчатый вал, дополнительно содержащий штифт, установленный между указанной циклоидной вставкой и указанной проушиной, посредством чего ограничено вращение указанной циклоидной вставки относительно указанной проушины.

Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания предложенной изобретательской концепции включает в себя коленчатый вал, имеющий удерживающие маятник проушины. Принимающее циклоидную вставку отверстие образовано в каждой из указанных проушин для приема циклоидной вставки. Каждая из циклоидных вставок имеет циклоидный канал, образованный внутри нее. Маятник с возможностью перемещения прикреплен к проушинам роликовым штифтом, установленным внутри циклоидных каналов проушин и захваченным между циклоидными каналами, образованными в каждой половине маятника.

Каждая половина маятника содержит углубленные области. Циклоидные каналы образованы на углубленных областях. Штифт предусмотрен между каждой циклоидной вставкой и проушиной, в которую он вставляется для ограничения вращения циклоидной вставки относительно проушины.

В целях базовых испытаний, может быть необходимо временно закреплять маятник относительно коленчатого вала в том, что вероятно было бы несерийным двигателем. С этой целью и для этого назначения, пропускающее фиксирующий штифт отверстие образовано в каждом маятнике. Коленчатый вал содержит принимающее фиксирующий штифт отверстие. Съемный фиксирующий штифт проходит через принимающее фиксирующий штифт отверстие для блокирования перемещения маятника относительно коленчатого вала. Фиксирующий штифт выводит из работы маятник для базового испытания. При нормальной работе, фиксирующий штифт вынимается и замещается балансировочным штифтом. Фиксирующий штифт и его связанные компоненты снимались бы для работы несерийного двигателя.

Согласно предложенной изобретательской концепции, и как отмечено выше, коленчатый вал может быть выполнен из обычного черного металла наряду с тем, что сами циклоидные вставки, выполненные из высококачественной закаленной стали, затем крепятся к коленчатому валу. Циклоидные вставки могут механически обрабатываться из длинного закаленного прутка электроэрозионным вырезным станком, а затем, нарезаться слоями с правильной шириной.

В качестве варианта предложенной изобретательской концепции, канал вставки не ограничен циклоидным каналом, описанным выше. Альтернативные конфигурации канала, например, могли бы включать в себя эпициклоидную и круглую.

В качестве дополнительного варианта предложенной изобретательской концепции, несмотря на то, что закаленные вставки описаны выше в виде вставляемых в коленчатый вал, взамен, также может быть возможным устанавливать закаленные вставки в маятник. В дополнение, вероятно, что возможна комбинация вставок, установленных как на коленчатый вал, так и на один или более маятников в одном и том же двигателе.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки будут без труда очевидны из последующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления, когда воспринимаются в связи с прилагаемыми чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более полного понимания настоящего изобретения далее должна быть сделана ссылка на варианты осуществления, подробно проиллюстрированные на прилагаемых чертежах и описанные ниже, в качестве примеров изобретения, на которых:

фиг. 1 - общий вид коленчатого вала, имеющего циклоидные вставки согласно предложенной изобретательской концепции;

фиг. 2 - вид сбоку коленчатого вала по фиг. 1, но проиллюстрированного без циклоидных вставок и без маятников предложенной изобретательской концепции;

фиг. 3 показывает вид с торца маятникового коленчатого вала, показанного на фиг. 2;

фиг. 4 - такой же вид, как фиг. 3, но иллюстрирует маятниковый коленчатый вал, имеющий циклоидные вставки;

фиг. 5 показывает внутренние поверхности каждой из половин маятника для использования с маятниковым коленчатым валом предложенной изобретательской концепции;

фиг. 6 - вид сбоку половин, показанных на фиг. 5, собранных для формирования маятника;

фиг. 7 - вид крупным планом маятников, установленных на маятниковый коленчатый вал предложенной изобретательской концепции;

фиг. 8 - вид с торца маятника, прикрепленного к маятниковому коленчатому валу;

фиг. 9 - схематичный вид с торца узла маятника и коленчатого вала;

фиг. 10 - вид, подобный показанному на фиг. 5, но иллюстрирующий две половины маятника согласно альтернативному варианту осуществления предложенной изобретательской концепции, имеющего фиксирующий механизм, который содержит фиксирующий штифт;

фиг. 11 - вид, подобный показанному на фиг. 6, но иллюстрирующий отверстие для фиксирующего штифта, выполненное через собранный маятник, образованный из двух половин, проиллюстрированных на фиг. 10;

фиг. 12 - вид, подобный показанному на фиг. 8, но иллюстрирующий маятник, показанный в его зафиксированном положении относительно коленчатого вала, согласно альтернативному варианту осуществления предложенной изобретательской концепции; и

фиг. 13 - вид, подобный показанному на фиг. 9, но иллюстрирующий схематичный вид с торца узла маятника и коленчатого вала, причем маятник показан в своем незафиксированном положении относительно коленчатого вала.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На следующих фигурах, одинаковые ссылочные позиции будут использоваться для указания ссылкой на идентичные компоненты. В последующем описании, различные рабочие параметры и компоненты описаны для разных конструктивных вариантов осуществления. Эти специфичные параметры и компоненты включены в состав в качестве примеров и не подразумеваются ограничивающими.

Со ссылкой на фиг. 1 и 2, проиллюстрирован узел коленчатого вала для двигателя внутреннего сгорания. Фиг. 3 иллюстрирует вид с торца маятникового коленчатого вала, показанного на фиг. 2 без циклоидных вставок наряду с тем, что фиг. 4 иллюстрирует тот же самый вид, что и фиг. 3. но с циклоидными вставками. Следует понимать, что общая конфигурация проиллюстрированного узла коленчатого вала, в целом проиллюстрированного в качестве 10 на фиг. 1 и 2, изложена в описательных целях, так как общая конфигурация может быть переделана из проиллюстрированной.

Узел 10 коленчатого вала содержит коленчатый вал 12. Коленчатый вал 12 имеет ось 14 вращения. Вращение коленчатого вала 12 вокруг своей оси 14 вращения обеспечивается посредством предоставления коренных шеек 16, 16'', 16'' и 16'''. Шейки 16, 16', 16'' и 16''' образованы за одно целое как часть коленчатого вала 10 и ограничены в пределах блока цилиндров двигателя (не показан) подшипниками коленчатого вала (не показаны).

Шатуны (не показаны) прикреплены, как известно в данной области техники, к шатунным шейкам 18, 18' и 18'' посредством шатунных подшипников. Шатунные шейки 18, 18' и 18'' образованы за одно целое на коленчатом валу 12, вновь как известно в данной области техники.

Коленчатый вал 12 содержит первый конец 20 и второй конец 22. Традиционно, предусмотрен продолжающийся из одного конца, в этом случае, первого конца 20, хвостовик 24. Хвостовик 24 служит в качестве держателя для немалого количества компонентов двигателя, таких как гаситель крутильных колебаний, шкив ремня вентилятора и приводной механизм для распределительного вала. Ни один из этих компонентов не показан, но эти компоненты и их способы крепления известны специалистам в данной области техники.

Традиционно, к другому концу коленчатого вала 12, в этом случае, второму концу 22, прикреплен маховик (не показан). Маховик, который содействует ослаблению крутильных колебаний на коленчатом валу 12, находится в рабочем зацеплении с ведущим валом или коробкой передач в блоке с трансмиссией транспортного средства.

Противовесы 26 и 26' образованы в качестве неотъемлемых компонентов коленчатого вала 12. Понятно, что традиционный современный двигатель внутреннего сгорания содержит один или более таких противовесов, чтобы обеспечивать балансировку для коленчатого вала 12, шатунов и их связанных поршней.

По каждую сторону шатунной шейки 18 предусмотрена разнесенная пара щек 28 и 28' коленчатого вала. Из щеки 28 коленчатого вала продолжается пара проушин 30 и 30''. Из щеки 28' коленчатого вала продолжается пара проушин 32 и 32'.

По каждую сторону шатунной шейки 18'' находится разнесенная пара щек 34 и 34' коленчатого вала. Из щеки 34 коленчатого вала продолжается пара проушин, из которых проиллюстрирована одна проушина 36. Из щеки 34' коленчатого вала продолжается пара проушин 38 и 38'.

Предложенная изобретательская концепция предусматривает циклоидную вставку, выполненную из высококачественной закаленной стали, которая устанавливается в принимающие вставку отверстия, образованные в проушинах коленчатого вала, которые могут быть выполнены из традиционного черного металла вследствие установки закаленных стальных вставок.

Фиг. 1 иллюстрирует узел 10 коленчатого вала с циклоидными вставками. Фиг. 2 иллюстрирует узел 10 коленчатого вала с циклоидными вставками.

Конкретнее, проушина 30 содержит принимающее циклоидную вставку отверстие 40, а проушина 30' содержит принимающее циклоидную вставку отверстие 40'. Проушина 32 содержит принимающее циклоидную вставку отверстие 42, а проушина 32' содержит принимающее циклоидную вставку отверстие 42'.

Проушина 36 содержит принимающее циклоидную вставку отверстие 44, и еще одна проушина, образованная на щеке 34, содержит принимающее циклоидную вставку отверстие (не показано). Проушина 38 содержит принимающее циклоидную вставку отверстие 46, а проушина 38' содержит принимающее циклоидную вставку отверстие (не показано).

Циклоидные вставки установлены в принимающие циклоидные вставки отверстия, образованные в проушинах. Более точно, циклоидная вставка 48 установлена в принимающее циклоидную вставку отверстие 40, а циклоидная вставка 48' установлена в принимающее циклоидную вставку отверстие 40'. Циклоидная вставка 50 вставлена в принимающее циклоидную вставку отверстие 42, и циклоидная вставка (не показана) установлена в принимающее циклоидную вставку отверстие 42'.

Циклоидная вставка 52 вставлена в принимающее циклоидную вставку отверстие 44, и циклоидная вставка (не показанная) установлена в принимающее циклоидную вставку отверстие (не показано), образованное в еще одной проушине щеки 36. Циклоидная вставка 54 вставлена в принимающее циклоидную вставку отверстие 46, и циклоидная вставка 54' вставлена в принимающее циклоидную вставку отверстие (не показано), образованное в проушине 38'.

Для предотвращения вращения циклоидных вставок внутри своих соответствующих отверстий, предусмотрены противовращательные штифты. Штифт 56 предусмотрен для фиксации циклоидной вставки 48 относительно проушины 30 наряду с тем, что штифт (не показанный) предусмотрен для фиксации циклоидной вставки 48' относительно проушины 30'. Штифт 58 предусмотрен для фиксации циклоидной вставки 50 относительно проушины 32 наряду с тем, что штифт (не показанный) предусмотрен для фиксации циклоидной вставки (не показана) относительно проушины 32'.

Штифт 60 предусмотрен для фиксации циклоидной вставки 52 относительно проушины 36 наряду с тем, что штифт (не показанный) предусмотрен для фиксации циклоидной вставки (не показана) относительно еще одной проушины, образованной в щеке 34. Штифт 62 предусмотрен для фиксации циклоидной вставки 54 относительно проушины 38 наряду с тем, что штифт 62' предусмотрен для фиксации циклоидной вставки 54' относительно проушины 38'.

Каждая циклоидная вставка содержит циклоидный канал, образованный в ней. Некоторые из таковых проиллюстрированы на фиг. 1, на которой показан циклоидный канал 64, образованный в циклоидной вставке 48, циклоидный канал 66 образован в циклоидной вставке 50, циклоидный канал 68 образован в циклоидной вставке 52, и циклоидный канал 70' образован в циклоидной вставке 54'. Циклоидные каналы также образованы во вставках, которые не показаны на фиг. 1, но понятно, что должны быть предусмотрены, как изложено выше. Фиг. 4 иллюстрирует циклоидную вставку 54, установленную в принимающее циклоидную вставку отверстие 46, и циклоидную вставку 54', установленную в принимающее циклоидную вставку отверстие 46'. Как также проиллюстрировано на фиг. 4, штифт 62 устанавливается в паз 72 (показанный на фиг. 3), чтобы фиксировать циклоидную вставку 54 относительно проушины 38, а штифт 62' вставляется в паз 72' (также показанный на фиг. 3), чтобы фиксировать циклоидную вставку 54' относительно проушины 38'.

Со ссылкой на фиг. 5 и 6, проиллюстрирован примерный маятник 74 для использования с предложенной изобретательской концепцией. Фиг. 5 показывает маятник, разделенный на две половины, первую половину 76 маятника и вторую половину 76' маятника. Фиг. 6 показывает две половины 76 и 76' маятника, собранные для формирования маятника 74.

Как показано на фиг. 5 и со ссылкой на первую половину 76 маятника, циклоидный канал 78 образован на углубленной поверхности 80, а циклоидный канал 78' образован на углубленной поверхности 80'. Таким же образом, и что касается второй половины 76' маятника, циклоидный канал 82 образован на углубленной поверхности 84, а циклоидный канал 82' образован на углубленной поверхности 84'.

Фиг. 7 иллюстрирует вид сбоку крупным планом маятника 86, прикрепленного к проушине 30, и маятника 88, прикрепленного к проушине 32. Понятно, что маятники прикреплены к каждой из проушин коленчатого вала 12.

Чтобы предоставлять возможность ограниченного движения маятников предложенной изобретательской концепции относительно их связанных проушин, предусмотрены роликовые штифты, которые продолжаются между циклоидными каналами, образованными в противоположных половинах маятника, и внутри циклоидных каналов, образованных в циклоидных вставках.

Более точно, и со ссылкой на фиг. 8 и 9, показан маятник 74, прикрепленный к проушинам 38 и 38'. Фиг. 8 иллюстрирует вид с торца маятника 74, показывающий вторую половину 76' маятника на месте, наряду с тем, что фиг. 9 иллюстрирует такой же вид, как фиг. 8, но без второй половины 76' маятника.

Как показано на фиг. 9, роликовый штифт 90 расположен внутри циклоидного канала 70, образованного в циклоидной вставке 54 и в циклоидном канале 78', образованном на углубленной поверхности 80' первой половины 76 маятника. Таким же образом, роликовый штифт 90' расположен внутри циклоидного канала 70', образованного в циклоидной вставке 54' и в циклоидном канале 78, образованном на углубленной поверхности 80 первой половины 76 маятника.

Первая половина 76 маятника крепится к второй половине 76' маятника механическими крепежными деталями, такими как болты 92 и 92'. Могут применяться другие способы крепления.

Движение из стороны в сторону маятника относительно проушин коленчатого вала ограничено заданной степенью перемещения. Для ослабления удара металла о металл маятника с проушинами, буферы 94 и 94' предусмотрены на ограничителях 96 и 96' хода, образованных на противоположных поверхностях проушин 38 и 38'.

Ограничители 96 и 96' хода могут регулироваться, чтобы предоставлять возможность для разных углов раскачивания. Например, и предпочтительно, ограничители 96 и 96' хода маятника предоставляют возможность +/-49,4° хода. Если угол раскачивания больше, система должна расстраиваться.

Как отмечено выше, или в целях опытно-эксплуатационного испытания, может быть необходимым временно закреплять маятник относительно коленчатого вала. Такое испытание обыкновенно выполнялось бы на двигателе опытной серии или несерийном двигателе. Соответственно, альтернативный вариант осуществления маятникового коленчатого вала предложенной изобретательской концепции предоставлен и проиллюстрирован на фиг. 10-13.

Со ссылкой на фиг. 10 и 11, проиллюстрирован маятник 100 для использования с фиксирующим вариантом предложенной изобретательской концепции. Фиг. 10 показывает маятник, разделенный на две половины, первую половину 102 маятника и вторую половину 102' маятника. Фиг. 11 показывает две половины 102 и 102' маятника, собранные для формирования маятника 100.

Как показано на фиг. 10 и со ссылкой на первую половину 102 маятника, циклоидный канал 104 образован на углубленной поверхности 106, а циклоидный канал 104' образован на углубленной поверхности 106'. Таким же образом, и что касается второй половины 102' маятника, циклоидный канал 108 образован на углубленной поверхности 110, а циклоидный канал 108' образован на углубленной поверхности 110'.

К тому же, в первой половине 102 маятника образован паз 112 балансировочного штифта наряду с тем, что во второй половине 102' маятника предусмотрен паз 112' балансировочного штифта.

Фиг. 12 и 13 иллюстрируют крепление маятника 100 к проушинам 38 и 38'. Фиг. 12 иллюстрирует вид с торца маятника 100, показывающий вторую половину 102' маятника на месте поверх первой половины 102 маятника, наряду с тем, что фиг. 13 иллюстрирует такой же вид, как фиг. 12, но без второй половины 102' маятника на месте поверх первой половины 102 маятника.

Роликовый штифт 90 расположен внутри циклоидного канала 70, образованного в циклоидной вставке 54 и в циклоидном канале 104', образованном на углубленной поверхности 106' первой половины 102 маятника. Таким же образом, роликовый штифт 90' расположен внутри циклоидного канала 70', образованного в циклоидной вставке 54' и в циклоидном канале 104, образованном на углубленной поверхности 106 первой половины 102 маятника.

Съемный фиксирующий штифт 114 предусмотрен для фиксации маятника 100 относительно коленчатого вала 12 для базового испытания, как изложено выше. Фиксирующий штифт 114 съемным образом устанавливается внутри паза 112 балансировочного штифта, образованного в первой половине 102 маятника, и паза 112' балансировочного штифта, образованного во второй половине 102' маятника. На фиг. 12 и 13, фиксирующий штифт 114 показан в своем фиксированном положении, продолжающемся из маятника 100 в принимающее фиксирующий штифт отверстие 116, образованное в коленчатом валу 12.

Когда фиксирующий штифт 114 находится в использовании, резьбовая заглушка 118 предусмотрена, чтобы удерживать ее на месте. Пружинное стопорное кольцо 120 установлено для удерживания на месте установочного винта 118. Между фиксирующим штифтом 114 и установочный винт 118 находится нейлоновая распорная втулка 122.

Когда не испытывается, резьбовая заглушка 118, нейлоновая проставка 122 и фиксирующий штифт 114 все сняты. В таком случае, используется сплошной балансировочный штифт (не показан), имеющий резьбовую верхнюю часть. Пружинное стопорное кольцо 120 приведено в соответствие балансировочному штифту, чтобы предохранять штифт от вывинчивания.

Предложенная изобретательская концепция, как изложено выше, преодолевает проблемы, возникающие в известных компоновках маятникового коленчатого вала для двигателей внутреннего сгорания, посредством предоставления циклоидных вставок маятникового кривошипа для маятникового коленчатого вала, имеющего цельный несущий элемент. Например, маятниковый коленчатый вал предложенной изобретательской концепции обеспечивает уменьшение предела тяги двигателя для относительно низкой величины RPM (числа оборотов в минуту). Однако специалист в данной области техники без труда распознает, из такого всестороннего рассмотрения и из прилагаемых чертежей и формулы изобретения, что различные изменения, модификации и варианты могут быть произведены в материалах настоящего описания, не выходя из действительной сущности и справедливого объема изобретения, как определено следующей формулой изобретения.

1. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания, содержащий:

коленчатый вал;

первую удерживающую маятник проушину, образованную на указанном коленчатом валу;

первую стальную циклоидную вставку, установленную в указанную первую удерживающую маятник проушину, причем указанная первая циклоидная вставка содержит первый циклоидный канал, образованный внутри нее;

первый фиксирующий штифт для закрепления указанной первой циклоидной вставки в указанной первой удерживающей маятник проушине;

вторую удерживающую маятник проушину, образованную рядом и дистанцированную от указанной первой удерживающей маятник проушины на указанном коленчатом валу;

вторую стальную циклоидную вставку, установленную в указанную вторую удерживающую маятник проушину, причем указанная вторая циклоидная вставка содержит второй циклоидный канал, образованный внутри нее;

второй фиксирующий штифт для закрепления указанной второй циклоидной вставки в указанной второй удерживающей маятник проушине;

маятник, прикрепленный с возможностью перемещения к указанным первой и второй удерживающим маятник проушинам, причем маятник содержит углубленные области, при этом пара ограничителей образована на внутренних поверхностях, противоположных указанным проушинам, и на каждом из указанных ограничителей предусмотрен соответствующий буфер, частично продолжающийся в соответствующую из указанных углубленных областей; и

первый роликовый штифт, вставленный через указанный первый циклоидный канал, для крепления указанного маятника к указанной первой удерживающей маятник проушине, и второй роликовый штифт, вставленный через указанный второй циклоидный канал, для крепления указанного маятника к указанной второй удерживающей маятник проушине.

2. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором указанный маятник содержит циклоидные каналы, образованные в указанных углубленных областях.

3. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания, содержащий:

коленчатый вал;

первую удерживающую маятник проушину и вторую удерживающую маятник проушину, обе из которых образованы на указанном коленчатом валу;

первую циклоидную вставку, установленную в указанную первую удерживающую маятник проушину, причем указанная первая циклоидная вставка содержит первый циклоидный канал, образованный внутри нее, и вторую циклоидную вставку, установленную в указанную вторую удерживающую маятник проушину, причем указанная вторая циклоидная вставка содержит второй циклоидный канал, образованный внутри нее;

первый фиксирующий штифт для закрепления указанной первой циклоидной вставки в указанной первой удерживающей маятник проушине и второй фиксирующий штифт для закрепления указанной второй циклоидной вставки в указанной второй удерживающей маятник проушине;

маятник, прикрепленный с возможностью перемещения к указанным проушинам; причем маятник содержит углубленные области, при этом пара ограничителей образована на внутренних поверхностях, противоположных указанным проушинам, и на каждом из указанных ограничителей предусмотрен соответствующий буфер, частично продолжающийся в соответствующую из указанных углубленных областей; и

первый роликовый штифт, вставленный через указанный первый циклоидный канал, для крепления указанного маятника к указанной первой удерживающей маятник проушине, и второй роликовый штифт, вставленный через указанный второй циклоидный канал, для крепления указанного маятника к указанной второй удерживающей маятник проушине.

4. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания по п. 3, в котором указанный маятник включает в себя первую половину и вторую половину.

5. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания по п. 4, в котором каждая из указанных половин содержит циклоидные каналы, образованные в них.

6. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания по п. 4, в котором указанный маятник содержит циклоидные каналы, образованные в указанных углубленных областях.

7. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания по п. 3, в котором указанный маятник содержит проходное отверстие для фиксирующего маятник штифта, образованное в нем, а указанный коленчатый вал содержит принимающее фиксирующий маятник штифт отверстие, образованное в нем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит основание, крышку и расположенный между ними упругий элемент.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит основание, стойку, упругие элементы и опорные узлы.

Изобретение относится к области машиностроения. Виброизолятор содержит корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом.

Изобретение относится к области машиностроения. Пружинный виброизолятор для фундаментов зданий содержит корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус, параллельно установленные упругие элементы и нажимные шайбы.

Изобретение относится к промышленно-лабораторному оборудованию, предназначенному для устранения воздействия толчков и разночастотных колебаний на чувствительное к вибрациям оборудование.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Виброизолятор с тарельчатыми пружинами содержит основание (1), на котором закреплен упругий элемент, выполненный в виде пакета последовательно соединенных блоков тарельчатых пружин, и маятниковый подвес с установленной на нем платформой для виброизолируемого объекта.

Группа изобретений относится к области машиностроения. В систему вводят дополнительно параллельно упругим элементам винтовые несамотормозящиеся механизмы, содержащие винты с гайками-маховиками.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Соединяют тяговый двигатель через колесную пару с рельсовым контактом и соединение носика корпуса двигателя с рамой тележки локомотива.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Создают цепную схему соединения элементов при кинематическом возмущении со стороны общей вибрирующей опорной поверхности.

Изобретение относится к узлу передаточного механизма, в частности двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к конструкциям коленчатых валов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к ремонтным работам, а именно к способам восстановления изношенных коленчатых валов. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к конструкции коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с девятикривошипным коленчатым валом, преимущественно в среднеоборотных и высокооборотных двигателях.

Изобретение относится к машиностроению и касается усовершенствования поршневых машин - двигателей насосов и компрессоров, в частности коленчатого вала, в частности оснащения его шатунных и коренных шеек подшипниками качения, при этом решается задача возможности использования неэтилированного бензина, при этом без снижения мощности двигателя внутреннего сгорания одновременно решается вторая задача: значительного уменьшения вредных выбросов в атмосферу.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению и может быть использовано в конструкциях коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания и других машин и механизмов, содержащих коренные и шатунные шейки, соединенные щетками с помощью галтельных переходов.

Изобретение относится к области машиностроения. Резинометаллический виброизолирующий элемент содержит чередующиеся между собой металлические армирующие тарели и слои эластомера, размещенные между металлическими опорными кольцами. Толщина слоя эластомера равна толщине металлической армирующей тарели. Глухие кольцевые проточки прямоугольного поперечного сечения выполнены на торцах металлических опорных колец. В металлических армирующих тарелях выполнены равномерно расположенные сквозные отверстия. Глухие кольцевые проточки, сквозные отверстия и проточки на внутренней поверхности в металлических опорных кольцах и сквозные отверстия в металлических армирующих тарелях заполнены сформированным за одно целое со слоями эластомера массивом из эластомера того же состава. Достигается повышение степени демпфирования вибрации в радиальном направлении и надежности связи между эластомером и металлическими опорными кольцами при сохранении устойчивости металлических армирующих тарелей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение в целом относится к маятниковым коленчатым валам для двигателей внутреннего сгорания. Конкретнее предложенная изобретательская концепция относится к циклоидной вставке маятникового кривошипа для маятникового коленчатого вала, имеющей цельный несущий элемент. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания содержит маятниковый коленчатый вал, имеющий циклоидные вставки маятникового кривошипа. Вставки, таким образом, могут быть выполнены из высококачественной закаленной стали наряду с тем, что коленчатый вал может быть выполнен из обычного черного металла. Маятниковый коленчатый вал для двигателя внутреннего сгорания содержит коленчатый вал, имеющий удерживающие маятник проушины. Первая удерживающая маятник проушина образована на указанном коленчатом валу. Первая циклоидная вставка установлена в первую удерживающую маятник проушину, причем первая циклоидная вставка содержит первый циклоидный канал, образованный внутри нее. Первый фиксирующий штифт служит для закрепления первой циклоидной вставки в первой удерживающей маятник проушине. Вторая удерживающая маятник проушина образована рядом и дистанцирована от первой удерживающей маятник проушины на коленчатом валу. Вторая циклоидная вставка установлена во вторую удерживающую маятник проушину, причем вторая циклоидная вставка содержит второй циклоидный канал, образованный внутри нее. Второй фиксирующий штифт служит для закрепления второй циклоидной вставки во второй удерживающей маятник проушине. Маятник прикреплен с возможностью перемещения к первой и второй удерживающим маятник проушинам, причем маятник содержит углубленные области. Пара ограничителей образована на внутренних поверхностях, противоположных проушинам. На каждом из ограничителей предусмотрен соответствующий буфер, частично продолжающийся в соответствующую из углубленных областей. Первый роликовый штифт вставлен через первый циклоидный канал, для крепления маятника к первой удерживающей маятник проушине. Второй роликовый штифт вставлен через второй циклоидный канал, для крепления маятника к второй удерживающей маятник проушине. Технический результат: обеспечивает уменьшение предела тяги двигателя для относительно низкой величины числа оборотов в минуту. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

Наверх