Шатунно-поршневой узел Советский патент 1992 года по МПК F16J1/14 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к шатунно-поршневым узлам двигателей или компрессоров.

Известен шатунно-поршневой узел двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающий составной поршень, состоящий из головки и тронка, и шатун, жестко соединенный с поршнем (Орлин А.С. и др. Конструкция и расчет поршневых и комбинированных двигателей, М.: Машиностроение, 1972, с.258, фиг.145).

Однако указанный поршень имеет сложное конструктивное исполнение, большую массу и не может использоваться в дизельных двигателях.

Известно устройство с переменным обжигом, содержащее поршень, жестко соединенный с шатуном, со сферической боковой поверхностью, скользящей в цилиндре. (Заявка ЕЦВ № 0212343, МКИ F 16 J 1/10, 1987.)

Недостатком этой конструкции является линейный контакт поверхностей поршня

и цилиндра, что предопределяет высокие удельные давления в зоне контакта от дей ствия нормальных сил, интенсивный износ сопрягаемых поверхностей, заклинивание поршня при попадании нагара между цилиндром и сферой, приводящие к низкой надежности и малому сроку службы устройства.Известен шатунно-поршнегзой узел ДВС. включающий составной поршень, состоящий из головки и тронка, и шатун с головкой, расположенной в поршне с образованием шарового шарнира (Патент США NM433616, МКИ F 16 J 1/14, 1984)

Указанное изобретение является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и взят в качестве прототипа.

Недостатком этой конструкции является наличие головки поршня, расположенной выше сферического элемента и соединенной с тронком, что увеличивает габариты поршня по высоте и его массу.

о

ы

СО

о со

Целью изобретения является снижение металлоемкости и упрощение конструкции шатунно-поршневого узла,

Достигается это тем, что в шатунно-пор- шневом узле, содержащем шатун с головкой, расположенной в поршне с образованием шарового шарнира, поршень выполнен в виде кольца с наружной цилиндрической и внутренней сферической поверхностями, а головка шатуна имеет форму сферы, усеченной двумя параллельными и плоскостями, перпендикулярными оси шатуна, и жестко соединена с последним. На внутренней поверхности поршня со стороны шатуна выполнены пазы, расположенные симметрично относительно продольной оси и параллельно ей, примем расстояние между диаметрально расположенными стенками не меньше диаметра сферы головки, а их ширина - не меньше высоты последней,

На фиг.1 представлен предлагаемый шатунно-поршневойузел, разрез; на фиг.2 - то же, вид снизу.

Шатунно-поршневой узел содержит поршень 1, головку шатуна 2, стержень шатуна 3, жестко соединенный с головкой 2 болтами 4, поршень 1 содержит поршневые кольца 5 и пазы 6, головка 2 - уплотнитель- ное кольцо 7 и штифты 8, стержень шатуна 3- масляный канал 9 для охлаждений поршня.

Сборка узла осуществляется следующим образом. Головка шатуна 2 с уплотни тельным кольцом 7 устанавливается в . повернутом положении в пазы б поршня 1 и подвигается в этом положении внутрь поршня 1 до совпадения осей сферических поверхностей и затем поворачивается в рабочее положение. В головку 2 запрессовываются фиксирующие штифты 8 и при помощи болтов 4 она соединяется со стержнем шатуна 3. Работа предлагаемого шатунно- поршневого узла аналогична работе известных конструкций. Причем рабочие газы воздействуют в основном на открытую верхнюю часть головки шатуна, что позволяет уменьшить нагрузку в шарнире,

Экономический эффект от использования предлагаемого узла заключается в

уменьшении металлоемкости и упрощении конструкции за счет исключения соединения шатуна и поршня через поршневой палец, а также в увеличении долговечности двигателя за счет уменьшения нагрузки в

шарнире от газовых и инерционных сил.

По сравнению с прототипом и с общепринятыми конструкциями (с поршневым пальцем) предлагаемая конструкция позволяет уменьшить массу возвратно-поступательно движущихся деталей в 2...3 раза, в 1,5...2 раза уменьшаются габариты поршня по высоте. При тех же габаритах шатунно- поршневого узла увеличивается длина шатуна на 10...15%, что позволяет уменьшить

боковые усилия и интенсивность соударения поршня и втулки при перекладке поршня а монтажном зазоре,

Формула изобретения

1. Шатунно-поршневой узел, содержащий шатун с головкой, расположенной в поршне с образованием шарового шарнира. отличающийся тем. что, с целью снижения металлоемкости и упрощения

конструкции, поршень выполнен в виде кольца с наружной цилиндрической и внутренней сферической поверхностями, а головка шатуна имеет форму сферы, усеченной двумя параллельными плоскостями, перпендикулярными оси шатуна, и жестко соединена с последним,

2. Узел по п. 1,отличающийся тем, что на внутренней поверхности поршня со стороны шатуна выполнены пазы, расположенные симметрично относительно про дольной оси и п.араллельно ей. причем расстояние между диаметрально расположенными стенками пчзов не меньше диаметра сферы головки, а их ширина - не меньше

высоты последней,

5 5

Фиг. 1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к узлам двигателей и компрессоров. Цель изобретения - снижение металлоемкости и упрощение конструкции. Узел содержит шатун 3 с голопкой (Г) 2 и поршень 1. выполненный в виде кольца с наружной цилиндрической и внутренней сферической поверхностями. Г 2 имеет форму сферы, усеченной двумя плоскостями. На внутренней поверхности поршня 1 выполнены пазы 6, расстояние между их диаметрально расположенными стенками не меньше диаметра сферы Г 2, а ширина их - не меньше ее высоты. 2 з.п.ф-лы. 2 ил.

k

6