Кривошипно-шатунный механизм Советский патент 1988 года по МПК F02F3/00 

вмг

aS.t

площади составляет угол 2-3°, отсчи- тываемьй от оси цилиндра по направлению вращения вала и лежащий в плоскости симметрии торцовой поверхности днища, совпадающей с плоскостью качания шатуна. Нормаль проходит через центр шарнира. Такое выполнение обеспечивает перенос перекладки поршня в пределах зазора в зону его верхней мертвой точки при минимальных потерях энергии на трение за счет оптимального приближения направления действия результирующей газовой силы к касательной кругов трения в шарнирах поршневого пальца и шатунной шейки. В результате этого повышается эффективность передачи энергии на кривошип при минимальных потерях на трение, вибрацию и шумоизлучение. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретекие ОТКОСРГТСЯ к двига- телестроению и позволяет повысить надежность и долговечность механизма. Поршень 2, соединенньвЧ с коленчатым валом 6 при помощи шатуна 4 с образованием шарнира 5, размещен в цилиндре 1. Днище 3 поршня со стороны камеры сгорания вьтолнено так, что нормаль в центре тяжести его

Изобретение относится к двигате- лестроению.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности.

На фиг. 1 показан кривошипно-ша- тунный механизм двигателя внутреннего сгоранияJ на фиг. 2 - разложение сил, действующих на днище поршня; на фиг. 3 - кривошипно-шатунный ме- - ханизм с кругами трения. .

Кривошипно-шатунный механизм содержит цилиндр 1, поршень 2 с дни- щем 3, шатун 4, связанный с поршнем при помощи шарнира 5, ас коленчатым валом 6 - при помош шарнира 7, а также шарнир 8.

Кривошипно-шатунньш механизм работает следующим образом.

При заданном направлении вращения коленчатого вала с угловой ско-. ростью (л) на такте сжатия в зоне верхней мертвой точки (БМТ) ведущим звеном механизма является коленчатый вал, поэтому под действием силы РШ от шатуна поршень прижат нормальной силой N к правой стенке цилиндра

При достижении ВМТ функция ведущего звена механизма переходит к поршню, на который в этот ;момент действуют сила инерции Р: поступательно движущихся масс поршня и результирующая сила Р f. от давления газов со стороны камеры сгорания на торцовую поверхность поршня,

Так как давление рабочего тела в объеме камеры сгорания равномерно распределенное, то его результирующая Р|. приложена в центре тяжести торцовой поверхности поршня и направле

5

0

5

0

5

0

на к ней по нормали п-п, составляющей с осью цилиндра угол v 2-3. Реакция от действия этих сил направлена перпендикулярно оси цилиндра и приложена в центре шарнира 5. Как только момент силы N относи тельно центра шарнира 7 превысит момент сил трения вэтом шарнире, начнется движение поршня в зазоре, в плоскости касания щатуна, от правой стенки цилиндра к левой.

При наклонной торцовой поверхности днища поршня и его соосном положении в цилиндре длина бокового зазора по вертикали до канавки угшотни- тельного кольца различна, поэтому разным будет и снижение давления как по вертикали, так и в горизонтальных плоскостях (фиг. 2). Очевидно, что вертикальная проекция поверхности abcda в плоскости малой оси симметрии bd нагружена с двух сторон разным давлением, причем соответствующие результирующие силы с каждой из сторон не одинаковы: N Nj. Это вызывает смещение поршня в сторону меньшей силы Мл, при этом резко возрастает перетекание .газа вдоль зазора от точки аи резко снижается - от точки с, что существенно снижает про- тиводействие силы N, и поршень надежно прижимается силой N к образую- щей сс;,.

В результате относительного скольжения элементов вращательных кинематических пар шарниров поршневого пальца и шатунной шейки полные реак- ;Ции в этих шарнирах от действующей силы Рр лежат на одной линии, касательной к кругам трения в соответствующих шарнирах.

В пределах указанного угла наклона к оси направляющей обеспечивается перенос перекладки поршня в пределах зазора в зону его ВМТ при минималь- ньк потерях энергии на трение за сче оптимального приближения направления действия результирующей от давления силы газов к касательной кругов трения в шарнирах поршневого пальца и шатунной шейки.

Перенос перекладки поршня в зону его ВМТ, где относительные скорости скольжения сопряженных поверхностей поршня и втулки минимальны, повышает эффективность передачи энергии на кривошип при минимальных потерях на трение, вибрацию и шумоизлучение. .Формуула изобретения

содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень, соединенный с коленчатым валом при помощи шатуна с образованием шарнира, а днище поршня наклонено относительно оси цилиндра, отличающийся тем, что, с цепью повьш1ения долговечности и надежности путем переноса зоны пере0 кладки поршня в зону верхней мертвой точки на рабочем ходе, днище поршня со стороны камеры сгорания выполнено так, что нормаль в центре тяжести его площади составляет угол 2-3°, от5 считываемый от оси цилиндра по направлению вращения коленчатого вала и лежащий в плоскости симметрии торцовой поверхности днища поршня, совпадающей с плоскостью качания шатуна, f

0 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что нормаль проходит через центр шарнира соединения поршня с шатуном.

Фиг.2

Редактор А.Маковская

Составитель М.Бондарев

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 4049/34

Тираж 505

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Kpyz трения поршнеоо о пальца

W2 .

u/amyf/ffef/sfeuffu

Подписное