ШАТУННО-ПОРШНЕВОЙ УЗЕЛ Российский патент 2004 года по МПК F16J1/22 

Изобретение относится к двигателестроению, а также может быть использовано в других поршневых машинах.

Известны шатунно-поршневые узлы поршневых машин, содержащие шатуны со сферическими головками, а также жестко связанные между собой поршни и прижимные втулки со сферическими гнездами, которые охватывают сферические головки шатунов. Это, например, шатунно-поршневые узлы по а.с. SU 1665130 A1, SU 1749587 A1, SU 1672048 A1.

Недостатком известных конструкций является большая металлоемкость поршней и сферических головок шатунов, что увеличивает затраты на материал, а также приводит к увеличению нагруженности кривошипно-шатунного механизма инерционными силами возвратно-поступательно движущихся масс.

Кроме этого в известных конструкциях отсутствует охлаждение зоны расположения поршневых колец.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции, из числа перечисленных, является шатунно-поршневой узел по а.с. SU 1672048 A1, он принимается в качестве прототипа.

Предлагаемое изобретение направлено на снижение металлоемкости конструкции и повышение надежности шатунно-поршневого узла.

Это достигается тем, что в шатунно-поршневом узле, например д.в.с., содержащем шатун со сферической головкой, жестко связанные между собой поршень и прижимную втулку со сферическими гнездами, которые охватывают сферическую головку шатуна, поршневая головка шатуна выполнена в виде тонкостенной сферы, наружный диаметр которой составляет 0,9...0,98 от размера наружного диаметра поршня. Сферическое гнездо поршня имеет кольцевую выточку, выполненную вблизи зоны расположения поршневых колец, при этом выточка сопряжена со сферической головкой шатуна и образует кольцевую полость для масляного охлаждения поршня.

На основании изложенного считаем, что новым в предлагаемом устройстве является то, что поршневая головка шатуна выполнена в виде тонкостенной сферы, наружный диаметр которой составляет 0,9...0,98 от размера наружного диаметра поршня. Сферическое гнездо поршня имеет кольцевую выточку, выполненную вблизи зоны расположения поршневых колец, при этом выточка сопряжена со сферической головкой шатуна и образует кольцевую полость для масляного охлаждения поршня.

На чертеже представлен разрез варианта предлагаемого шатунно-поршневого узла.

Вариант предлагаемой конструкции содержит: шатун 1 со сферической головкой 2, масляный трубопровод 3, место сварки 4, сливные отверстия 5, поршень 6 со сферическим гнездом 7, маслоприемную выточку 8, маслоподводящие каналы 9, место сварки 10, кольцевую выточку 11, прижимную втулку 12 со сферическим гнездом 13, фиксирующее кольцо 14.

Предлагаемый шатунно-поршневой узел собирается следующим образом: сферическая головка 2 шатуна 1 устанавливается в сферическое гнездо 7 поршня 6, прижимная втулка 12 надевается на стержень шатуна 1 и устанавливается в нижнюю выточку поршня 6 до сопряжения сферического гнезда 13 с поверхностью головки 2, устанавливается фиксирующее кольцо 14. Разборка шатунно-поршневого узла осуществляется в обратном порядке.

Масляное охлаждение зоны поршневых колец осуществляется следующим образом. Через масляный трубопровод 3 масло поступает в маслоприемную выточку 8, далее через маслоподводящие каналы 9 поступает в кольцевую выточку поршня 6, где взбалтывается, охлаждая зону расположения поршневых колец, и через отверстия 5, сначала верхние, затем нижние, сливается в картер двигателя.

Поршень может выполняться сварным с местом сварки 10 на огневом днище. Сферическая головка 2 шатуна 1 может выполняться сваркой с местом сварки 4 по горизонтальной оси сферы. Толщина стенки сферической головки 2 составляет от 1 до 4% от ее наружного диаметра.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции заключается в снижении затрат на материалы поршня 6, сферической головки 2 и противовесов коленчатого вала, а также повышения ресурса работы шатунного подшипника коленчатого вала вследствии снижения величины силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс шатунно-поршневой группы.

Изобретение относится к двигателестроению, а также может быть использовано в других поршневых машинах. В шатунно-поршневом узле, например д.в.с., поршневая головка выполнена в виде тонкостенной сферы, наружный диаметр которой составляет 0,9...0,98 от размера наружного диаметра поршня, сферическое гнездо поршня имеет кольцевую выточку, выполненную вблизи зоны расположения поршневых колец, при этом выточка сопряжена со сферической головкой шатуна и образует кольцевую полость для масляного охлаждения поршня. Технический результат: снижение затрат на материалы поршня, сферической головки и противовесов коленчатого вала, а также повышение ресурса работы шатунного подшипника коленчатого вала вследствие снижения величины силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс шатунно-поршневой группы.1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Шатунно-поршневой узел, например д.в.с, содержащий шатун со сферической головкой, жестко связанные между собой поршень и прижимную втулку со сферическими гнездами, которые охватывают сферическую головку шатуна, отличающийся тем, что поршневая головка шатуна выполнена в виде тонкостенной сферы, наружный диаметр которой составляет 0,9...0,98 от размера наружного диаметра поршня, а толщина составляет 1...4% от ее диаметра.2. Шатунно-поршневой узел по п.1, отличающийся тем, что сферическое гнездо поршня имеет кольцевую выточку, выполненную вблизи зоны расположения поршневых колец, при этом выточка сопряжена со сферической головкой шатуна и образует кольцевую полость для масляного охлаждения поршня.