ИНЕРЦИОННО-УРАВНОВЕШЕННЫЙ КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 2000 года по МПК F01B1/08 F01B9/02 F02B75/32 F16H21/18 

Изобретение относится к поршневым машинам и может быть использовано при создании компактных двигателей внутреннего сгорания.

Аналогом заявленного изобретения является патент Франции N 428845, кл. 46 а⁴ 5, 1911, выданный на инерционно-уравновешенный кривошипно-шатунный механизм 2-цилиндровой поршневой машины с противоположным расположением цилиндров и коренным валом, выполненным в виде коленчатого вала с кривошипами под углом 180^o, шейки крайних кривошипов которого, посредством подшипников, шатунов и поршневого пальца, сочленены с одним из поршней, а шейка среднего кривошипа, посредством подшипника, шатуна и поршневого пальца - с другим поршнем.

Достоинством является то, что инерционные неуравновешенности в этом кривошипно-шатунном механизме внешне не проявляются, однако машины с таким кривошипно-шатунным механизмом более сложны конструктивно-технологически и не имеют преимуществ по удельно-массовым показателям, что является решающим недостатком, по причине чего они так и не были востребованы.

Целью заявленного изобретения является улучшение удельно-массовых показателей инерционно-уравновешенного кривошипно-шатунного механизма 2-цилиндровой оппозитной поршневой машины, включающего коренной вал с кривошипами под углом 180^o, шейки которых, посредством подшипников, шатунов и поршневых пальцев, сочленены с поршнями.

Поставленная цель достигается тем, что коренной вал выполнен в виде эксцентрикового вала, в котором функцию кривошипов исполняют четыре эксцентрика, при этом шейки двух средних, посредством своих подшипников, шатунов и поршневых пальцев, сочленены с одним из поршней, а крайних - соответственно, с другим поршнем.

На фиг. 1 и фиг. 2 изображен 2-цилиндровый моторный модуль, с описываемым инерционно-уравновешенным кривошипно-шатунным механизмом, в положении нижней мертвой точки, включающий: коренной вал 1 с продольным сквозным отверстием, двумя средними 2 и двумя крайними 3 эксцентриками; четыре шатуна 4, с неразъемной эксцентриковой головкой; четыре поршневых пальца 5; поршни 6 и 7; цилиндры 8 и 9; эксцентриковые 10 и коренные 11 шейки коренного вала, уложенные в подшипниках качения, соответственно 12 и 13.

При вращении коренного вала 1 поршни 6 и 7, посредством своих шатунов 4, приводятся в возвратно-поступательное движение в противоположные стороны, и поршневые пальцы 5 не ограничивают перемещение деталей кривошипно-шатунного механизма вблизи нижней мертвой точки, что позволяет величину отношения хода поршня к диаметру цилиндра назначать в пределах 0,3 - 0,5, а величину отношения эксцентриситета к длине шатуна - в пределах 0,28 - 0,24. В результате количество деталей, удельная масса и габаритные размеры моторного модуля резко уменьшаются, при сохранении заданного ресурса, удельного расхода топлива и мощности.

Механизм предназначен для использования в двигателях внутреннего сгорания. В механизме 2-цилиндровой оппозитной поршневой машины с кривошипами, расположенными под углом 180^o, коренной вал выполнен в виде полого эксцентрикового вала, в котором функцию кривошипов исполняют четыре эксцентрика, причем шейки двух средних посредством шатунов с неразъемной эксцентриковой головкой сочленены с одним из поршней, а крайних - с другим поршнем. При этом коренные и эксцентриковые шейки вала расположены в подшипниках качения, поршни имеют короткий ход, а поршневые пальцы не ограничивают перемещение деталей кривошипно-шатунного механизма вблизи нижней мертвой точки. Изобретение позволяет уменьшить габаритные размеры кривошипно-шатунного механизма и улучшить удельно-массовые показатели. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Инерционно-уравновешенный кривошипно-шатунный механизм, преимущественно 2-цилиндровой оппозитной поршневой машины, включающий коренной вал с кривошипами под углом 180^o, шейки которых посредством подшипников, шатунов и поршневых пальцев сочленены с поршнями, отличающийся тем, что, с целью улучшения удельно-массовых показателей, коренной вал выполнен в виде эксцентрикового вала, в котором функцию кривошипов исполняют четыре эксцентрика, при этом шейки двух средних посредством своих подшипников, шатунов и поршневых пальцев сочленены с одним из поршней, а крайних - соответственно, с другим поршнем. 2. Кривошипно-шатунный механизм по п.1, отличающийся тем, что поршневые пальцы не ограничивают перемещение деталей кривошипно-шатунного механизма вблизи нижней мертвой точки. 3. Кривошипно-шатунный механизм по п.1, отличающийся тем, что величина отношения хода поршня к диаметру цилиндра назначается в пределах 0,3 - 0,5, а величина отношения эксцентриситета к длине шатуна - в пределах 0,28 - 0,24. 4. Кривошипно-шатунный механизм по п.1, отличающийся тем, что коренной вал выполнен с продольным сквозным отверстием, при этом эксцентриковые и коренные шейки уложены в подшипниках качения, а шатуны имеют неразъемную эксцентриковую головку.