ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА С ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ Российский патент 2003 года по МПК F02F1/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к цилиндропоршневым группам двигателей внутреннего сгорания, компрессоров и других поршневых машин.

Известна цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндр, поршень, опорно-двигательный механизм, состоящий из двух расположенных параллельно конструкционных элементов, являющихся частями поршня и выходящих за габариты поршня, имеющих длину, которая больше длины хода поршня, и из двух неподвижных стабилизаторов хода поршня, которые контактируют с двумя конструкционными элементами поршня, не позволяя поршню отклоняться от осевой линии возвратно-поступательных движений (патент США 2395911, кл. F 02 F 3/00, опубл. 1946).

Известное изобретение принято за прототип.

Однако в известном устройстве опорно-двигательный механизм имеет сложную конструкцию.

Задача изобретения - упрощение конструкции опорно-двигательного механизма.

Поставленная задача решается тем, что в цилиндропоршневой группе, содержащей цилиндр, поршень, опорно-двигательный механизм, состоящий из двух расположенных параллельно конструкционных элементов, являющихся частями поршня и выходящих за габариты поршня, имеющих длину, которая больше длины хода поршня, и из двух неподвижных стабилизаторов хода поршня, которые контактируют с двумя конструкционными элементами поршня, не позволяя поршню отклоняться от осевой линии возвратно-поступательных движений, каждый неподвижный стабилизатор имеет конфигурацию изогнутой стойки, через изогнутую часть которой проходит соответствующий конструкционный элемент поршня.

Поставленная задача решается также тем, что два неподвижных стабилизатора хода поршня крепятся к блоку цилиндра.

Кроме того, каждый неподвижный стабилизатор хода поршня имеет окно с конфигурацией, соответствующей конфигурации поперечного сечения конструкционного элемента поршня, или паз с конфигурацией, соответствующей конфигурации конструкционного элемента поршня.

Неподвижный стабилизатор хода поршня может содержать ограничительные выступы, удерживающие конструкционный элемент поршня в пазу.

Неподвижные стабилизаторы хода поршня могут быть расположены друг против друга вокруг цилиндра, а конструкционные элементы поршня могут совершать возвратно-поступательные движения с наружных сторон колен коленчатого вала или между дисками коленчатого вала.

Те части неподвижных стабилизаторов хода поршня, через которые проходят конструкционные элементы поршня, расположены в проекции диаметра цилиндра.

Неподвижный стабилизатор хода поршня может содержать выступ, соответствующий пазу в конструкционном элементе поршня, или два выступа, соответствующих пазам в конструкционном элементе поршня.

Стойка неподвижного стабилизатора хода поршня может иметь ребра жесткости.

Неподвижный стабилизатор хода поршня может иметь крепежную площадку, которая может соответствовать конфигурации части окружности цилиндра.

Два неподвижных стабилизатора хода поршня могут иметь одну крепежную площадку.

Неподвижные стабилизаторы хода поршня могут быть выполнены из стали.

Один конструкционный элемент поршня может контактировать как минимум с двумя участками поверхности соответствующего одного неподвижного стабилизатора хода поршня.

Конструкционный элемент поршня может иметь конфигурацию поперечного сечения, состоящую из двух параллельных сторон и двух дугообразных сторон или в виде прямоугольника, или состоящую из двух параллельных сторон, прямой стороны и дугообразной стороны, или состоящую из двух параллельных сторон и двух сторон в виде угла, или состоящую из прямой стороны и дугообразной стороны.

Кроме того, каждый конструкционный элемент поршня может иметь конфигурацию часовой стрелки с отверстием, диаметр которого больше диаметра шатунно-поршневого пальца.

Конструкционные элементы поршня могут иметь перемычку между собой, находящуюся внутри поршня, между наружным днищем поршня и шатунно-поршневым пальцем.

Конструкционные элементы поршня могут быть соединены с корпусом поршня при литье корпуса поршня.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана цилиндропоршневая группа с опорно-двигательным механизмом; на фиг.2 - поршень со стабилизирующими конструкционными элементами; на фиг.3 - стабилизирующие конструкционные элементы, имеющие перемычку между собой; на фиг.4 - вид снизу на поршень со стабилизирующими конструкционными элементами; на фиг.5 - неподвижные стабилизаторы хода поршня (вид снизу); на фиг.6 - неподвижный стабилизатор хода поршня (вид сбоку); на фиг.7 - неподвижный стабилизатор хода поршня с прямоугольным пазом и ограничительными выступами, соответствующими конфигурации поперечного сечения стабилизирующего конструкционного элемента поршня, на фиг.8 - неподвижный стабилизатор хода поршня с прямоугольным окном, соответствующим конфигурации поперечного сечения стабилизирующего конструкционного элемента поршня, на фиг.9 - неподвижный стабилизатор хода поршня с двумя выступами, соответствующими конфигурации поперечного сечения стабилизирующего конструкционного элемента поршня.

Двигатель, цилиндропоршневая группа которого имеет опорно-двигательный механизм, содержит: цилиндр 1, поршень 2 с конструкционными элементами 3, поршневые кольца 4, шатунно-поршневой палец 5, неподвижные стабилизаторы 6 хода поршня 2, шатун 7, ось колена 8 коленчатого вала, диск (колено) 9 коленчатого вала, ось коленчатого вала 10, камеру 11 сгорания, впускной клапан 12, выпускной клапан 13, форсунку 14, блок цилиндра 15, картер 16 (фиг.1).

При вращении диска 9 коленчатого вала соединенный с шатуном 7 поршень 2 совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре 1. Так как поршень 2 имеет два стабилизирующих конструкционных элемента 3, проходящих через неподвижные стабилизаторы 6, прикрепленные к блоку 15 цилиндра, то происходит стабилизация хода поршня 2. Неподвижные стабилизаторы 6 не дают поршню 2 отклоняться от осевой линии возвратно-поступательных движений. То есть при позднем воспламенении воздушно-топливной смеси, но при максимальной компрессии воздушно-топливной смеси возникают силы перекоса, но поршень 2 продолжает двигаться по осевой линии возвратно-поступательных движений, так как конструкционные элементы 3 поршня 2 контактируют с поверхностями пазов 23 неподвижных стабилизаторов 6, что предохраняет поршень от заклинивания и от овального износа цилиндра 1 (гильзы цилиндра). Стабилизирующие конструкционные элементы 3 совершают возвратно-поступательные движения между дисками 9 (коленами) коленчатого вала. Возможен вариант выполнения когда конструкционные элементы 3 совершают возвратно-поступательные движения с наружных сторон дисков 9 (колен) коленчатого вала.

Неподвижные стабилизаторы 6 хода поршня 2 расположены с двух сторон вокруг цилиндра 1, крепятся к блоку 15 цилиндра своими крепежными площадками 21 с отверстиями 22 для креплений. Крепежная площадка 21 каждого неподвижного стабилизатора 6 соответствует конфигурации части окружности цилиндра 1 (может быть одна крепежная площадка 21 для двух неподвижных стабилизаторов 6 с отверстием, диаметр которого соответствует диаметру цилиндра 2). Неподвижный стабилизатор 6 имеет конфигурацию изогнутой стойки 26, через паз 23 изогнутой части которой проходит соответствующий конструкционный элемент 3 поршня. Ограничительные выступы 24 удерживают конструкционный элемент 3 в пазу 23, конфигурация которого соответствует конфигурации поперечного сечения конструкционного элемента 3. Кроме того, неподвижный стабилизатор хода поршня может быть выполнен с окном 27, конфигурация которого соответствует конфигурации поперечного сечения конструкционного элемента 3.

Но в любом случае те части неподвижных стабилизаторов 6 хода поршня, через которые проходят конструкционные элементы 3 поршня, расположены в проекции диаметра цилиндра 1.

Стойка 26 неподвижного стабилизатора 6 хода поршня может иметь ребра жесткости. Неподвижные стабилизаторы 6 и конструкционные элементы 3 выполнены из стали. Неподвижный стабилизатор 6 может иметь выступ или два выступа 29, соответствующих пазам в конструкционном элементе 28.

Один конструкционный элемент 3 поршня 2 контактирует как минимум с двумя участками поверхности соответствующего одного неподвижного стабилизатора 6 хода поршня 2.

Конструкционный элемент 3 поршня 2 может иметь конфигурацию поперечного сечения: в виде прямоугольника; состоящую из двух параллельных сторон и двух дугообразных сторон; из двух параллельных сторон, прямой стороны и дугообразной стороны; двух параллельных сторон и двух сторон в виде угла; из прямой стороны и дугообразной стороны; и др.

Каждый конструкционный элемент 3 поршня 2 имеет конфигурацию часовой стрелки, с отверстием, диаметр которого больше диаметра шатунно-поршневого пальца 5. Конструкционные элементы 3 поршня 2 могут иметь перемычку между собой, находящуюся внутри поршня 2, между наружным днищем поршня 2 и шатунно-поршневым пальцем 5.

Конструкционный элемент 3 поршня 2 вместо отверстия может иметь паз, площадь которого больше диаметра шатунно-поршневого пальца 5, так как шатунно-поршневой палец 5 расположен в этом пазу (или в отверстии). Конструкционные элементы 3 поршня 2 соединены с корпусом поршня 2 при литье (изготовлении) корпуса поршня 2. На фиг.5 позицией 25 обозначены гнезда шатунно-поршневого пальца 5.

Применение опорно-двигательного механизма позволяет использовать практически всю длину цилиндра при любом положении шатуна и при большом давлении газов на поршень, не опасаясь поломки двигателя. Также позволяет использовать поршень в соответствующем цилиндре, диаметр которого меньше величины хода поршня более чем в 1,2 раза (в 1,5 раза).

Изобретение относится к машиностроению, а именно к цилиндропоршневой группе, ДВС компрессора и других поршневых машин. Цилиндропоршневая группа содержит опорно-двигательный механизм, состоящий из двух расположенных параллельно конструкционных элементов, являющихся частями поршня и выходящих за габариты поршня, имеющих длину, которая больше длины хода поршня, и из двух неподвижных стабилизаторов хода поршня, которые контактируют с двумя стабилизирующими конструкционными элементами поршня, не позволяя поршню отклоняться от осевой линии возвратно-поступательных движений, причем каждый неподвижный стабилизатор хода имеет конфигурацию изогнутой стойки, через изогнутую часть которой проходит соответствующий конструкционный элемент. Опорно-двигательный механизм предназначен для стабилизации хода поршня при совершении возвратно-поступательных движений и не дает поршню отклоняться от осевой линии возвратно-поступательных движений при любом положении шатуна. Изобретение позволяет упростить опорно-двигательный механизм. 24 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Цилиндропоршневая группа, содержащая цилиндр, поршень, опорно-двигательный механизм, состоящий из двух расположенных параллельно конструкционных элементов, являющихся частями поршня и выходящих за габариты поршня, имеющих длину, которая больше длины хода поршня, и из двух неподвижных стабилизаторов хода поршня, которые контактируют с двумя конструкционными элементами поршня, не позволяя поршню отклоняться от осевой линии возвратно-поступательных движений, отличающаяся тем, что каждый неподвижный стабилизатор имеет конфигурацию изогнутой стойки, через изогнутую часть которой проходит соответствующий конструкционный элемент поршня. 2. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что два неподвижных стабилизатора хода поршня крепятся к блоку цилиндра. 3. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что каждый неподвижный стабилизатор хода поршня имеет окно с конфигурацией, соответствующей конфигурации поперечного сечения конструкционного элемента поршня. 4. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что каждый неподвижный стабилизатор хода поршня имеет паз с конфигурацией, соответствующей конфигурации конструкционного элемента поршня. 5. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что неподвижный стабилизатор хода поршня содержит ограничительные выступы, удерживающие конструкционный элемент поршня в пазу. 6. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что неподвижные стабилизаторы хода поршня расположены друг против друга вокруг цилиндра. 7. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что конструкционные элементы поршня совершают возвратно-поступательные движения с наружных сторон колен коленчатого вала. 8. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что те части неподвижных стабилизаторов хода поршня, через которые проходят конструкционные элементы поршня, расположены в проекции диаметра цилиндра. 9. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что неподвижный стабилизатор хода поршня содержит выступ, соответствующий пазу в конструкционном элементе поршня. 10. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что неподвижный стабилизатор хода поршня содержит два выступа, соответствующих пазам в конструкционном элементе поршня. 11. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что стойка неподвижного стабилизатора хода поршня имеет ребра жесткости. 12. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что неподвижный стабилизатор хода поршня имеет крепежную площадку. 13. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что каждый неподвижный стабилизатор хода поршня имеет крепежную площадку, которая соответствует конфигурации части окружности цилиндра. 14. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что два неподвижных стабилизатора хода поршня имеют одну крепежную площадку. 15. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что неподвижные стабилизаторы хода поршня выполнены из стали. 16. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что один конструкционный элемент поршня контактирует как минимум с двумя участками поверхности соответствующего одного неподвижного стабилизатора хода поршня. 17. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что конструкционный элемент поршня имеет конфигурацию поперечного сечения, состоящую из двух параллельных сторон и двух дугообразных сторон. 18. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что конструкционный элемент поршня имеет конфигурацию поперечного сечения в виде прямоугольника. 19. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что конструкционный элемент поршня имеет конфигурацию поперечного сечения, состоящую из двух параллельных сторон, прямой стороны и дугообразной стороны. 20. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что конструкционный элемент поршня имеет конфигурацию поперечного сечения, состоящую из двух параллельных сторон и двух сторон в виде угла. 21. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что конструкционный элемент поршня имеет конфигурацию поперечного сечения, состоящую из прямой стороны и дугообразной стороны. 22. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что конструкционные элементы поршня совершают возвратно-поступательные движения между дисками коленчатого вала. 23. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что каждый конструкционный элемент поршня имеет конфигурацию часовой стрелки с отверстием, диаметр которого больше диаметра шатунно-поршневого пальца. 24. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что конструкционные элементы поршня имеют перемычку между собой, находящуюся внутри поршня, между наружным днищем поршня и шатунно-поршневым пальцем. 25. Цилиндропоршневая группа по п. 1, отличающаяся тем, что конструкционные элементы поршня соединены с корпусом поршня при литье корпуса поршня.