ШАТУННО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППА Российский патент 1996 года по МПК F16J1/14 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в машинах объемного действия, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания.

Известна шатунно-поршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая поршень с днищем, промежуточную цилиндрическую ось, профилированную верхнюю головку.

Недостатком шатунно-поршневой группы является образование зазора между пальцами поршня за счет трущихся поверхностей.

Известна шатунно-поршневая группа, содержащая поршень, шатун с выпуклой цилиндрической верхней головкой, охваченной гибкими центрирующими элементами и прижимной пружиной.

Недостатками шатунно-поршневой группы является значительный изгиб гибких связей при малом радиусе кривизны верхней головки шатуна, а при увеличении радиуса кривизны увеличивается смещение точки опоры поршня то его центра, прижимной элемент не обеспечивает надежного прижатия шатуна к поршню и не исключает скольжение.

Техническим результатом изобретения является исключение скольжения в соединительных элементах поршня и шатуна и уменьшение изгиба гибких элементов.

Технический результат достигается тем, что шатунно-поршневая группа, содержащая поршень, шатун с верхней закругленной головкой, контактирующей с дном поршня, центрирующие тяги и стягивающий элемент, снабжена неподвижно закрепленным на шатуне сегмента, а также тем, что сегмент выполнен с радиусом R, равным h+r, где h расстояние между верхними точками верхней головки шатуна и сегмента, r радиус закругления верхней головки шатуна, стягивающий элемент выполнен в виде расположенных вдоль шатуна гибких тяг, закрепленных одними концами на дне поршня, другими на шатуне, и тем, что шатунно-поршневая группа снабжена расположенными вдоль шатуна на осях двуплечими рычагами с верхними концами, поджатыми с обеих сторон пружинами, а на нижних плечах рычагов закреплены гибкие тяги.

На фиг.1 изображена шатунно-поршневая группа, поперечный разрез; на фиг. 2 шатунно-поршневая группа, продольный разрез.

Шатунно-поршневая группа содержит поршень 1 с дном 2, шатун 3 с цилиндрической верхней головкой 4, сегмент 5, который охватывают центрирующие гибкие тяги 6, 7, одними концами закрепленными на поршне 1, а другими с противоположных концов сегмента 5, двуплечие рычаги 8, вращающиеся на оси 9 и поддерживаемые в положении вдоль шатуна 3 пружинами 10, ограничительные упоры 11 и стягивающие тяги 12, закрепленные одним концом на дне 2 поршня 1, другим на дальнем конце рычага. Радиус закругления верхней головки 4 шатуна 3 определяется из условия допустимого перемещения точки касания поршня 1 и шатуна 3 по формуле
r L * b/d, где r радиус закругления верхней головки шатуна;
L длина шатуна;
d расстояние между центрами коленвала;
b допустимое смещение точки приложения силы.

Радиус сегмента 5 определяется по формуле
R r + h, где R радиус сегмента;
r радиус закругления верхней головки шатуна;
h расстояние между верхними точками верхней головки шатуна и сегмента, что обеспечивает его перекатывание по тягам 6, 7 без скольжения верхней головки шатуна 3 по дну 2 поршня 1.

Шатунно-поршневая группа работает следующим образом.

При возвратно-поступательном движении поршня 1 шатун 3 совершает колебательные движения. При этом верхняя головка 4 перекатывается по дну 2 поршня 1, а сегмент 5 по центрирующим тягам 6, 7. Тяга 12 не дает оторваться поршню от шатуна 3 при движении вниз. При отклонении шатуна 3, например вправо, нижний конец рычага 8 отклоняется влево, тем самым компенсируется увеличение расстояния между точками крепления тяги 12 к поршню 1. Ограничительные упоры 11 предотвращают опрокидывание рычага 8.

Использование: в двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: верхняя закругленная головка шатуна контактирует с дном поршня. На шатуне неподвижно закреплен сегмент, охваченный центрирующими тягами, одними концами закрепленными на поршне, другими на противоположных сторонах сегмента. Сегмент выполнен с радиусом, равным сумме расстояния между верхними точками головки и сегмента и радиуса закругления головки. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ШАТУННО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППА, содержащая поршень, шатун с верхней закругленной головкой, контактирующий с дном поршня, центрирующие тяги и стягивающий элемент, отличающаяся тем, что она снабжена неподвижно закрепленным на шатуне сегментом, последний охвачен центрирующими тягами, одними концами закрепленными на поршне, другими на противоположнных сторонах сегмента. 2. Шатунно-поршневая группа по п.1, отличающаяся тем, что сегмент выполнен радиусом R= h + r, где h расстояние между верхними точками верхней головки шатуна и сегмента, r радиус закрепления верхней головки шатуна. 3. Шатунно-поршневая группа по п.2, отличающаяся тем, что стягивающий элемент выполнен в виде расположенных вдоль шатуна гибких тяг, закрепленных одними концами на дне поршня, другими на шатуне. 4. Шатунно-поршневая группа по п.3, отличающаяся тем, что она снабжена расположенными вдоль шатуна на осях двуплечими рычагами с верхними концами, поджатыми с обеих сторон пружинами, а на нижних плечах рычагов закреплены гибкие тяги.