ШАТУН ДЕЗАКСИАЛЬНОГО МЕХАНИЗМА Российский патент 2012 года по МПК F16C7/02 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к области двигателестроения, а именно, для передачи усилия от поршня к коленчатому валу и наоборот в устройствах, использующих дезаксиальный вид кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Известен ближайший аналог/прототип заявленного изобретения, как наиболее близкий ему по совокупности существенных признаков. Данный аналог/прототип представляет собой классический шатун, состоящий из следующих элементов: стержня, поршневой и кривошипной головок, вкладышей головок и шатунных болтов

(Ваншейдт В.А. «Судовые двигатели внутреннего сгорания». Л., Судостроение 1977. - 392 стр.).

Недостатком классического шатуна является то, что при дезаксиальном виде КШМ, в котором ось цилиндра не проходит через ось коленчатого вала, классический шатун может быть применен при незначительных величинах/степенях дезаксиальности КШМ, при которых преимущества дезаксиального вида КШМ также незначительны и не ощутимы, или за счет увеличения длины классического шатуна при значительных величинах/степенях дезаксиальности КШМ, что приведет к увеличению как размеров КШМ в частности, так и всего устройства, куда он входит, в целом.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является возможность использовать преимущества дезаксиального вида КШМ без увеличения размеров как самого КШМ, так и всего устройства в целом, куда этот дезаксиальный КШМ с дезаксиальным шатуном входит, при любых величинах/степенях дезаксиальности КШМ.

Техническим результатом изобретения является уменьшение нормальной составляющей от избыточного давления газов на поршень и передаваемой поршнем на цилиндр при рабочем ходе поршня, с одновременным увеличением полезной тангенциальной составляющей, создающей крутящий момент на коленчатом валу, увеличение срока службы деталей цилиндро-поршневой группы КШМ и всего устройства в целом, куда этот дезаксиальный КШМ с дезаксиальным шатуном входит, а также увеличение КПД дезаксиального КШМ с дезаксиальным шатуном, так и всего устройства в целом, куда этот КШМ входит.

Упомянутая задача решается тем, что в дезаксиальном шатуне ось стержня не совпадает с осью, проходящей через оси головок дезаксиального шатуна. Смещение, изгиб оси стержня дезаксиального шатуна проходит в плоскости симметрии, перпендикулярной осям головок шатуна, а величина/степень смещения, изгиба оси стержня дезаксиального шатуна зависит от величины/степени дезаксиальности КШМ.

Получение технического результата изобретения ожидается за счет уменьшения диапазона углов отклонения оси дезаксиального шатуна, проходящего через оси головок шатуна в плоскости его симметрии от оси цилиндра во время рабочего хода, что позволяет при пиковых значениях усилий на поршень во время рабочего хода поршня уменьшить нормальную составляющую от усилий, передаваемых поршнем на цилиндр, равную произведению избыточного давления газов на поршень на тангенс угла, диапазон которых уменьшен, с одновременным увеличением полезной тангенциальной составляющей, создающей крутящий момент на коленчатом валу. Кроме того, уменьшение нормальной составляющей от избыточного давления газов на поршень и передаваемой поршнем на цилиндр приведет к увеличению срока службы как цилиндра, поршня, поршневых колец, так, соответственно, и дезаксиального КШМ с дезаксиальным шатуном, и всего устройства в целом, куда этот КШМ входит. А увеличение полезной тангенциальной составляющей, создающей крутящий момент на коленчатом валу, приведет к увеличению КПД как дезаксиального КШМ с дезаксиальным шатуном, так и всего устройства в целом, куда этот КШМ входит.

На фиг.1 представлен дезаксиальный шатун.

Дезаксиальный шатун состоит из следующих элементов: поршневой 1 и кривошипной 2 головок, вкладышей головок 3, шатунных болтов 4, а также стержня дезаксиального вида 5, у которого ось 6 стержня 5 смещена, изогнута относительно оси 7, проходящей через оси головок 1 и 2 дезаксиального шатуна, в плоскости симметрии, перпендикулярной осям головок 1 и 2 дезаксиального шатуна, причем величина/степень смещения, изгиба оси 6 стержня 5 дезаксиального шатуна зависит от величины/степени дезаксиальности КШМ. В теле дезаксиального шатуна возможны отверстия, каналы, трубки для смазки.

Дезаксиальный шатун работает следующим образом. В моменты поворота коленчатого вала фиг.2 и 3, при которых ось, проходящая через оси головок дезаксиального шатуна, касательна окружности, описанной осью кривошипной головки, шатун 1 наиболее близко подходит к цилиндру 2, но благодаря своему дезаксиальному виду, сохраняет безопасное пространство между телом дезаксиального шатуна 1 и цилиндром 2.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к шатунам. Шатун дезаксиального механизма содержит стержень, шатунную и кривошипные головки, вкладыши головок, болты. Ось стержня изогнута относительно оси, проходящей через оси головок шатуна в плоскости, перпендикулярной осям головок шатуна. Величина изгиба стержня оси стержня зависит от величины дезаксиальности кривошипно-шатунного механизма. Решение направлено на улучшение массо-габаритных характеристик устройства. 3 ил.

Шатун дезаксиального механизма, содержащий следующие элементы: стержень, шатунную и кривошипную головки, вкладыши головок, шатунные болты, отличающийся тем, что ось стержня смещена, изогнута относительно оси, проходящей через оси головок шатуна, в плоскости симметрии, перпендикулярной осям головок шатуна, причем величина или степень смещения изгиба оси стержня зависит от величины или степени дезаксиальности кривошипно-шатунного механизма.