Механизм синхронизации вращения коленчатых валов двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F16D3/00 F16D3/56 

(Л

ел ts3 СП

СО

СП

00

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть применено в конструкциях двигателей внутреннего сгорания со встречно движущимися поршнями.

Цель изобретения - повышение надежности двигателя путем ограничения амплитуд крутильных колебаний валопровода.

На фиг. I показано устройство, общий вид; на фиг. 2 относительное расположение н лицев торсионного вала и нижнего полувала в дополнительном шлицевом соединении при величине действующего среднего крутящего момента /Vfrp меньшего ве- .1ИЧИНЫ момента предварительной закрутки Vf,,, т. е. при Л-1ч.М„, на фиг. 3 при fia фиг. 4 и 5 характеристики эластичного момента U торсионного вала и возможные амп.литуды крутильных колебаний В при и ;И.р.М„ соответственно.

Устройство состоит из торсионного вала 1, взаимодействующего с нижним 2 и верхним 3 полува. 1ами посредством и лицевых соединений 4 и 5. Полувалы 2 и 3 коническими щес- терпями 6 и 7 с)суп1ествляют связь с верхним и нижним коленчатыми валами. Нижний полувал 2 выполнен удлиненным и допол- нительно снабжен шлицами. Торсионный вал 1 в средней своей части имеет дополнительные П1ЛИЦЫ 8 для взаимодействия с дополнительными шлица.ми нижнего полувала 2. ЛАежду шлицами 8 торсионного вала 1 п ш.чицами нижнего полувала 2 в окружном направ.1енип имеются ограничительные зазоры /. Торсионный вал 1 снабжен с двух концов резьбовыми участками 9 и К).

Сб())ка устройства осупгествляется следующим ()б)азом.

Торсиопный ва:1 1 вводится в нижний полувал 2 и фиксируется в пем шлицами 4, выполненными на нижнем полувалу 2. На резьбовые участки 9 и 10 торсионного вала наворачивают технологические гайки (не ноказаны). Нижняя гайка закрепляется неподвижно. К навернутой на резьбовой конец К) торсионного вала 1 гайке прикладывается крутяп1ИЙ момент, в результате чего осуществляется закрутка вала 1. Длина шлицев в соединении 4 несколько больше длины ш:1ицев в соединении 8. При совмещении зубьев с впадинами в донолнительном шлицевом соединении 8 осуществляется осевое перемещение вала I, обеспечивая тем самым его предварительную закрутку на участке его взаимодействия с нижним полу- валом 2.

Устройство обеспечивает вьшук.ю-вогну- тую ломаную характеристику эластичного момента U соединения при трех последовательных ступенях жесткости Ci, С. и С: (согласно фиг. 4 и 5). Жесткость С части торсионного вала, заключенного между шли- цевыми соединениями 5 и 8, имеет место при приложении эластичного момента U от О

5

0 5 0

5

.с 0

55

0

до MO- Жесткость Сг торсионного вала в целом имеет место при приложении эластичного момента от Мо до MI, момента, соответствующего закрутке торсионного вала при выборке ограничительного зазора /i в дополнительном шлицевом соединении 8. Жесткость Сз части торсионного вала, заключенного между щлицевыми соединения- .ми 5 и 8 имеет место при эластичном моменте большем MI,Параметры торсионного вала, ограничительный зазор в дополнительном щлицевом соединении 8, момент предварительной закрутки выбираются при расчетном исследовании формы крутильных колебаний валопровода, которая определяется линейной жесткостью С торсионного вала 1.

Для двигателя, работающего в щироком диапазоне оборотов, для которого характерно повыщение среднего крутящего момента с повышением оборотов, резонансные режимы варьированием жесткости С следует сместить в зону низких оборотов, а момент предварительной закрутки торсионного вала выбирать большим, чем средний крутящий момент резонансного режима.

В зоне высоких оборотов валопровода контакт зубьев в дополнительном щлицевом соединении необходимо исключить, для чего величина зазоров 1 и /2 должна превышать амплитуды вынужденных крутильных колебаний.

При работе двигателя в зоне низких оборотов при передаче сравнительно малых крутяп1их моментов, т. е. при , среднее положение зубьев дополнительного шли- цевого соединения 8 показано на фиг. 2. Жесткость соединения определяется жесткостью части торсионного вала между верхним 5 и дополнительным 8 шлицевыми соединениями. При этом возможное увеличение амплитуд крутильных колебаний приводит к снижению жесткости соединения, а значит и к снижению собственной частоты колебаний валопровода, следовательно, и к смещению ее от резонанса.

При работе двигателя в зоне высоких оборотов при передаче крутящих моментов . среднее положение зубьев дополнительного шлицевого соединения показапо на фиг. 3. Жесткость соединения определяется жесткостью С-2 всего торсиона. При этой жесткости указанная зона оборотов свободна от резонансных режи.мов, а амплитуды вынужденных колебаний не превьппают величину зазоров /I и /2 в дополните тьном шлицевом соединении.

Таким образом, устройство обеспечивает наиболее благоприятную «мягкую работу соединения на наиболее напряженных режимах.

Применение данного механизма синхронизации вращения коленчатых валов вместо

штатного, являющегося прототипом, в связи с возможностью обеспечения ограничения амплитуд крутильных колебаний валопро- вода приводит к снижению динамических нагрузок в 2-3 раза. Это приводит к повышению надежности двигателя.

Формула изобретения

Механизм синхронизации врашения коленчатых валов двигателя внутреннего сгорания со встречно двнжупдимися поршнями, содержащий нижний и верхний полувалы, соединенные между собой торсионным валом посредством шлицев, отличающийся тем.

что, с целью повышения надежности двигателя путем ограничения амплитуд крути. 1ь- ных колебаний валопровода, торсионный вал в средней части снабжен дополните.)НЫМ ШЛИЦеВЫМ участком, а r(. выполнен удлиненным с возможностью МОДеЙСТВИЯ с ДОПОЛНИТеЛЬН 1 М 1: 11еВЬ М

участком торсионного вала, причем между шлицами дополнительного участка торсио - ного вала и шлицами нижнего олувала в окружном направлении имеются ограничительные зазоры, а торсионный вал на участке взаимодействия с нижним полувалом установлен с предварительной закруткой.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть применено в конструкциях двигателей внутреннего сгорания со встречно движущимися поршнями. Цель изобретения - повышение надежности двигателя путем ограничения амплитуд крутильных колебаний валопровода. В устройстве, состоящем из торсионного вала (В) 1, соединяющего нижний 2 и верхний 3 полувалы посредством шлицевых соединений 4 и 5 соответственно. В 1 выполнен с дополнительным шлицевым участком (У) 8. Полувал 2 выполнен удлиненным и снабжен шлицами для взаимодействия с У 8 В 1. Между шлицами на У 8 В 1 и шлицами на полувалу 2 имеются в окружном направлении ограничительные зазоры, а В 1 на участке взаимодействия с полувалом 2 установлен с предварительной закруткой. 5 ил.

в

сриг.

фиг. 5